0 引言

    高速GJB289A總線是一種集中式/時分制串行總線，其主要特點是分布處理、集中控制和實時響應(yīng)。一個完整的高速GJB289A總線系統(tǒng)是由若干個具有高速GJB289A總線接口的子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)總線組件構(gòu)成。子系統(tǒng)是總線接收數(shù)據(jù)的設(shè)備，數(shù)據(jù)總線組件包含終端、線纜、連接器、耦合器、終止器。終端是具有高速GJB289A總線接口的電子組件，是數(shù)據(jù)總線與子系統(tǒng)間互連的接口，終端分為總線控制器BC(Bus Control)、遠程終端RT(Remote Terminate)和總線監(jiān)控器BM(Bus Monitor)3種。

1 系統(tǒng)概述

    本文提出的高速GJB289A總線仿真系統(tǒng)是一套由多個航電模擬終端組成的高速總線系統(tǒng)。其針對航空電子系統(tǒng)在高速GJB289A總線系統(tǒng)下的終端進行系統(tǒng)仿真，所有終端均配有高速數(shù)據(jù)總線接口，通過專用連接器相連，對總線控制、總線通信和總線數(shù)據(jù)等方面進行系統(tǒng)仿真。系統(tǒng)仿真主要通過綜合管理軟件、節(jié)點軟件和配套工具實現(xiàn)對整個仿真系統(tǒng)的控制管理、模擬節(jié)點數(shù)據(jù)通信、總線調(diào)度以及性能分析。

2 系統(tǒng)構(gòu)建

    高速GJB289A總線仿真系統(tǒng)由三類設(shè)備構(gòu)成，分別為總線控制設(shè)備、仿真設(shè)備、監(jiān)測設(shè)備。系統(tǒng)設(shè)備組成如圖1所示。

    (1)總線控制設(shè)備。具備高速GJB289A總線接口和以太網(wǎng)接口，通過網(wǎng)口接收監(jiān)測設(shè)備命令，完成對高速GJB289A總線終端進行控制管理、總線調(diào)度。

    (2)仿真設(shè)備。作為仿真系統(tǒng)中的終端，通過高速GJB289A總線接口進行數(shù)據(jù)通信仿真。

    (3)監(jiān)測設(shè)備。作為仿真系統(tǒng)中的測試設(shè)備，實時顯示高速總線仿真數(shù)據(jù)，并對仿真數(shù)據(jù)進行存儲和分析。

3 綜合管理軟件

    高速GJB289A總線仿真系統(tǒng)提出了一種基于C/S模型的集中式管理系統(tǒng)架構(gòu)，服務(wù)器端通過以太網(wǎng)可遠程控制客戶端啟動/停止數(shù)據(jù)收發(fā)并進行總線配置文件廣播發(fā)送，同時客戶端可通過以太網(wǎng)將自身狀態(tài)上報。每個終端均需要加載配置文件，并按照驗證需求對發(fā)送數(shù)據(jù)進行控制。采用集中控制和自動配置的設(shè)計方法很大程度上方便了配置文件加載過程，并減少了配置文件加載錯誤率，方便了高速GJB289A總線仿真系統(tǒng)的實施，提高了總線仿真效率。

    基于該體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的高速GJB289A總線仿真系統(tǒng)，可對總線系統(tǒng)中的終端進行遠程控制，極大地方便終端操作，提高系統(tǒng)仿真效率。經(jīng)實際應(yīng)用驗證，采用該體系結(jié)構(gòu)設(shè)計的高速GJB289A總線系統(tǒng)，不僅性能穩(wěn)定，而且極大地降低了仿真系統(tǒng)的復(fù)雜度。

    服務(wù)器軟件遠程管理技術(shù)是基于IEEE 802.3以太網(wǎng)基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，客戶端將自身狀態(tài)通過以太網(wǎng)向服務(wù)器端使用Socket進行上報，在服務(wù)器端通過可視化界面顯示客戶端狀態(tài)，包括客戶端運行狀態(tài)和客戶端網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。同時，服務(wù)器可對指定客戶端進行設(shè)置，通過以太網(wǎng)向客戶端發(fā)送命令和配置文件，客戶端接收到命令后執(zhí)行啟動、停止和初始化等功能，接收到配置表后對配置表進行解析。軟件流程如圖2所示。

4 節(jié)點軟件

    節(jié)點軟件由節(jié)點應(yīng)用軟件和GJB289A軟件組成，用于對高速GJB289A總線系統(tǒng)中的終端進行數(shù)據(jù)通信仿真。

    節(jié)點應(yīng)用軟件運行于PC上，運行平臺為Windows平臺，總線系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)接收和發(fā)送以及總線監(jiān)控都采用界面化操作，實現(xiàn)各節(jié)點的分布式控制、數(shù)據(jù)通信、總線仿真等功能。

    GJB289A軟件分為驅(qū)動軟件和傳輸軟件，其中驅(qū)動軟件提供基于Windows系統(tǒng)的PCI設(shè)備驅(qū)動，是系統(tǒng)中的終端與主機之間進行信息交互的接口，同時為應(yīng)用軟件提供一組開放的API接口函數(shù)，并向主機匯報高速GJB289A總線系統(tǒng)每一個終端的工作狀態(tài)，同時完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送功能。傳輸軟件用于運行于系統(tǒng)中每一個終端中，實現(xiàn)高速GJB289A總線系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信傳輸層功能，負責(zé)完成終端初始化、控制、自測試、數(shù)據(jù)傳輸、網(wǎng)絡(luò)同步等功能。

5 配套工具

    配套工具由配置軟件、性能分析軟件和數(shù)據(jù)通信監(jiān)控軟件組成。

    配置工具按照ICD文件生成總線系統(tǒng)中BC、RT節(jié)點通信的總線命令表，其中包含高速GJB289A總線運行過程中所需的節(jié)點數(shù)、命令塊、命令序列等各種信息。同時可簡化命令序列表的構(gòu)建，優(yōu)化命令序列。

    性能分析軟件可對總線負載、總線效率、總線延遲率等重要參數(shù)進行分析，并以圖形化界面顯示每條消息的延遲時間，為總線仿真結(jié)果提供快捷、可靠的分析報告。并能夠?qū)⒎治鼋Y(jié)果與過程設(shè)計結(jié)果進行比較，分析過程設(shè)計的合理性，對過程設(shè)計進行修訂和完善。

    數(shù)據(jù)通信監(jiān)控軟件完成高速GJB289A總線系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的監(jiān)控，可實時顯示總線狀態(tài)信息，能夠按照一定格式存儲總線數(shù)據(jù)，存儲的數(shù)據(jù)可用于后期工程人員對數(shù)據(jù)的詳細分析。

6 系統(tǒng)仿真

6.1 Sever端的功能

    高速GJB289A總線仿真系統(tǒng)通過Sever端實現(xiàn)對Client端的控制及接收Sever的狀態(tài)并顯示。其Sever端具有配置文件分發(fā)和網(wǎng)絡(luò)拓撲功能。

    (1)配置文件分發(fā)。點擊Sever端軟件的“配置文件分發(fā)”按鈕，然后在彈出的窗口中選擇要發(fā)送的配置文件，確定后，軟件將自動將配置文件分發(fā)到所有上線的Client端。

    (2)網(wǎng)絡(luò)拓撲。點擊菜單欄上的“網(wǎng)絡(luò)拓撲”按鈕，將會打開網(wǎng)絡(luò)拓撲的窗體。第一次打開將會自動加載所有上線的客戶端。其中：網(wǎng)絡(luò)拓撲中的每一個單獨的單元都顯示上線客戶端的狀態(tài)。點擊刷新拓撲功能，可刷新顯示網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)在的狀態(tài)；“全部停止”按鈕能停止所有在線客戶端的工作； 每個客戶端狀態(tài)顯示單元都能對當(dāng)前單元進行控制：“啟動/停止”按鈕可以啟動或者停止對應(yīng)客戶端終端的狀態(tài)；“詳細設(shè)置”按鈕可以詳細設(shè)置客戶端MBI的工作模式和自測試。

6.2 Client端的功能

    Client端實現(xiàn)對終端的數(shù)據(jù)收發(fā)和控制。Client端具有RT及BC功能。

    (1)在RT的主界面功能

    RT接收數(shù)據(jù)：點擊“開啟接收”按鈕，就可以接收數(shù)據(jù)，并在Sever端發(fā)配置文件后使用；

    RT發(fā)送數(shù)據(jù)：點擊“數(shù)據(jù)配置”按鈕，可打開發(fā)送數(shù)據(jù)配置界面，當(dāng)界面中可配置當(dāng)前RT所有的子地址數(shù)據(jù)，并可將數(shù)據(jù)配置保存，或?qū)⒈４婧玫臄?shù)據(jù)配置讀出，點擊發(fā)送將開始發(fā)送數(shù)據(jù)，點擊停止將停止發(fā)送；

    RT接收數(shù)據(jù)顯示：點擊“刷新快照”按鈕，將打開相應(yīng)文本框，顯示最近接收到的100條消息，如需要查看本次接收到的所有數(shù)據(jù)，請點擊“接收文件查看”按鈕，將會在彈出的窗體查看。軟件文本框?qū)⑻峁? 000條消息的查看?？稍诓藛螜谥羞x擇“上一個”或“下一個”按鈕，一次查看之前的1 000條信息或之后的1 000條信息，或者可以直接跳轉(zhuǎn)到自己想要的消息號。RT消息主界面如圖3所示。

    (2)在BC的主界面功能

    BC接收數(shù)據(jù)：點擊“開啟接收”按鈕，就可以接收數(shù)據(jù)；

    BC發(fā)送數(shù)據(jù)：點擊“數(shù)據(jù)配置”按鈕，彈出配置消息界面。在配置消息界面中配置好消息后，可選擇單個發(fā)送還是隊列發(fā)送。單個發(fā)送是根據(jù)重復(fù)發(fā)送次數(shù)重復(fù)發(fā)送；發(fā)送隊列可點擊可查看所有加入隊列消息，然后在發(fā)送隊列的界面中清除和修改發(fā)送順序，并可一次性將所有消息發(fā)送出來。

    BC發(fā)送數(shù)據(jù)配置：在數(shù)據(jù)配置界面可配置消息發(fā)送的RT、子地址、數(shù)據(jù)長度和重復(fù)發(fā)送次數(shù)；

    BC接收數(shù)據(jù)顯示：開啟接收后，點擊BC功能界面的“刷新快照”按鈕，將打開相應(yīng)文本框顯示，最近接收到的100條消息，如需要查看本次接收到的所有數(shù)據(jù)，則點擊“接收文件查看”按鈕，將會在彈出的窗體查看。軟件文本框?qū)⑻峁? 000條消息的查看?？稍诓藛螜谥羞x擇“上一個”或“下一個”按鈕，一次查看之前的1 000條信息或之后的1 000條信息，或者可以直接跳轉(zhuǎn)到自己想要的消息號。

7 總結(jié)

    未來幾年內(nèi)高速GJB289A總線技術(shù)將是核心機載總線的發(fā)展潮流，本文在GJB289A總線的發(fā)展背景的基礎(chǔ)上，提出了一種高速GJB289A總線仿真系統(tǒng)的構(gòu)建、拓撲結(jié)構(gòu)以及工作原理，將對今后關(guān)于高速GJB289A總線系統(tǒng)設(shè)計、仿真驗證具有重要的參考價值。

參考文獻

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作者信息：

王仲杰

（中國飛行試驗研究院，陜西 閻良710089）