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。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)和數據總線組件構成。子系統(tǒng)是總線接收數據的設備，數據總線組件包含終端、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，是數據總線與子系統(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據總線接口，通過專用連接器相連，對總線控制、總線通信和總線數據等方面進行系統(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對整個仿真系統(tǒng)的控制管理、模擬節(jié)點數據通信、總線調度以及性能分析。

2 系統(tǒng)構建

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

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

    (2)仿真設備。作為仿真系統(tǒng)中的終端，通過高速GJB289A總線接口進行數據通信仿真。

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

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，服務器端通過以太網可遠程控制客戶端啟動/停止數據收發(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)送數據進行控制。采用集中控制和自動配置的設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。

    基于該體系結構設計的高速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。經實際應用驗證，采用該體系結構設計的高速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)的復雜度。

    服務器軟件遠程管理技術是基于IEEE 802.3以太網基礎上實現的，客戶端將自身狀態(tài)通過以太網向服務器端使用Socket進行上報，在服務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)和客戶端網絡連接狀態(tài)。同時，服務器可對指定客戶端進行設置，通過以太網向客戶端發(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)中的終端進行數據通信仿真。

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

    GJB289A軟件分為驅動軟件和傳輸軟件，其中驅動軟件提供基于Windows系統(tǒng)的PCI設備驅動，是系統(tǒng)中的終端與主機之間進行信息交互的接口，同時為應用軟件提供一組開放的API接口函數，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)，同時完成數據的接收和發(fā)送功能。傳輸軟件用于運行于系統(tǒng)中每一個終端中，實現高速GJB289A總線系統(tǒng)數據通信傳輸層功能，負責完成終端初始化、控制、自測試、數據傳輸、網絡同步等功能。

5 配套工具

    配套工具由配置軟件、性能分析軟件和數據通信監(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、命令塊、命令序列等各種信息。同時可簡化命令序列表的構建，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，為總線仿真結果提供快捷、可靠的分析報告。并能夠將分析結果與過程設計結果進行比較，分析過程設計的合理性，對過程設計進行修訂和完善。

    數據通信監(jiān)控軟件完成高速GJB289A總線系統(tǒng)中數據的監(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據，存儲的數據可用于后期工程人員對數據的詳細分析。

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)和網絡拓撲功能。

    (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)網絡拓撲。點擊菜單欄上的“網絡拓撲”按鈕，將會打開網絡拓撲的窗體。第一次打開將會自動加載所有上線的客戶端。其中：網絡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，可刷新顯示網絡中現在的狀態(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)顯示單元都能對當前單元進行控制：“啟動/停止”按鈕可以啟動或者停止對應客戶端終端的狀態(tài)；“詳細設置”按鈕可以詳細設置客戶端MBI的工作模式和自測試。

6.2 Client端的功能

    Client端實現對終端的數據收發(fā)和控制。Client端具有RT及BC功能。

    (1)在RT的主界面功能

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

    RT發(fā)送數據：點擊“數據配置”按鈕，可打開發(fā)送數據配置界面，當界面中可配置當前RT所有的子地址數據，并可將數據配置保存，或將保存好的數據配置讀出，點擊發(fā)送將開始發(fā)送數據，點擊停止將停止發(fā)送；

    RT接收數據顯示：點擊“刷新快照”按鈕，將打開相應文本框，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據，請點擊“接收文件查看”按鈕，將會在彈出的窗體查看。軟件文本框將提供1 000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接收數據：點擊“開啟接收”按鈕，就可以接收數據；

    BC發(fā)送數據：點擊“數據配置”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)送是根據重復發(fā)送次數重復發(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)送數據配置：在數據配置界面可配置消息發(fā)送的RT、子地址、數據長度和重復發(fā)送次數；

    BC接收數據顯示：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據，則點擊“接收文件查看”按鈕，將會在彈出的窗體查看。軟件文本框將提供1 000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，或者可以直接跳轉到自己想要的消息號。

7 總結

    未來幾年內高速GJB289A總線技術將是核心機載總線的發(fā)展潮流，本文在GJB289A總線的發(fā)展背景的基礎上，提出了一種高速GJB289A總線仿真系統(tǒng)的構建、拓撲結構以及工作原理，將對今后關于高速GJB289A總線系統(tǒng)設計、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）