光纤反射内存网的动态实时数据关联方法
【专利摘要】本发明属于数据并联方法，具体涉及一种光纤反射内存网的动态实时数据关联方法。它包括：步骤一，建立集成仿真试验系统中关于模块数据端口、交互数据大小的标识模型，步骤二，建立集成系统各模块交互数据在反射内存网共享内存中的地址序列，步骤三，确定集成仿真试验系统内部各模块之间初始数据关系矩阵，步骤四，仿真运行。本发明显著的有益效果是：采用本方法，集成仿真试验系统可以通过构建和变更数据关系矩阵实现对整个系统内部的数据交互关系的实时动态关联。
【专利说明】光纤反射内存网的动态实时数据关联方法
【技术领域】
[0001]本发明属于数据并联方法，具体涉及一种光纤反射内存网的动态实时数据关联方法。
【背景技术】
[0002]当前航天飞行器技术朝着系统更复杂、技术更先进的方向发展。在这一趋势下，航天飞行器需要实现在全工作周期下的高置信度效能评估，因此结合数学仿真技术系统与半实物仿真试验技术的“一体化集成仿真技术”对于提高航天飞行器全工作周期效能评估的置信度，为总体方案制定和系统研制提供定量数据参考具有重要意义。一体化集成仿真技术的核心是实现基于不同仿真机制的异构仿真与试验系统之间的紧耦合联合仿真试验。
[0003]建立紧耦合的射频集成仿真试验系统，需要实现半实物试验系统与数学仿真之间能够具备紧耦合的动态数据交互。由于试验系统是一个实时系统，为了保证分布式数学仿真系统与半实物试验系统的协同运行，实时动态数据交互是射频集成仿真试验系统构建的关键，实时动态数据交互是指系统在运行过程能够实时的进行数据1/0，同时能够依据外部激励信号实时的改变内部各模块之间数据的输入输出关系。分布式数学仿真系统可以通过提高运行计算机性能和优化算法实现实时性，因此影响集成系统实时性的主要瓶颈在于两个系统之间动态数据交互的实时性，采用实时网络构建集成仿真系统是系统集成的必要条件。当前系统集成方案的实时网络大多采用光纤反射内存网，光纤反射内存网具备2.1Gbps的理论带宽，每秒能够传输174M字节数据，点到点延迟小，4节点模式下的传输延迟仅仅为
1.2微秒，从而能够充分保证集成系统对实时网络性能的需求。光纤反射内存网采用共享内存方式进行网络间各节点的数据交互,接入光纤反射内存网的各节点共享同一段网络内存,节点之间数据交互对共享网络内存中的地址进行数据交互。
[0004]由于射频集成仿真试验系统是基于现有试验系统与分布式数学仿真系统综合集成的基础上构建的，因此在解决数据传输硬件实时性的基础上，还需要解决内部两个系统各模块之间大量紧耦合动态数据交互的问题，因此需要集成系统能够实现系统内部大量数据的输入输出关系的动态关联。
[0005]在当前仿真系统与试验系统中，系统内部各模块之间的数据交互通常是在系统构建时进行确定或者在系统运行之前进行装订。基于HLA的数学仿真系统通过F0M/S0M表确定内部模块之间的数据交互关系，基于实时网络的半实物试验系统则通过自定义的接口关系表文件，或者利用关系数据库在系统构建时确定内部模块之间的数据接口关系，数据关系确定后在系统运行过程中无法进行内部各模块之间数据关系的动态变更。当前数据关系的确定方法局限，使其不能应用于某些仿真试验系统的构建，例如在建立包含指挥控制模块的仿真试验系统中，指挥控制模块需要在系统运行过程中，要对对数据源进行筛选，变更其与其它模块的数据关系，这需要仿真系统能够动态实时的进行数据关系关联。
【发明内容】
[0006]本申请针对仿真系统与试验系统的集成面临内部大量模块之间动态实时数据交互关系问题，当前针对复杂系统的数据接口关系确定方法均基于接口关系文件或者关系数据库实现，无法实现在系统运行过程中的数据接口关系的实时动态关联的问题，提供一种能够通过计算机自主感知和配置仿真与试验集成系统中各模块之间的数据关系，并在对系统不做修改的前提下实现系统内部数据接口关系动态变更的方法，系统构建者只需确定系统内部的初始数据关系矩阵和系统内部各接口的数据格式，即可实现系统的自由扩展和接口关系的动态变更。
[0007]本发明是这样实现的:光纤反射内存网的动态实时数据关联方法，其特征在于:包括下述步骤:
[0008]步骤一，建立集成仿真试验系统中关于模块数据端口、交互数据大小的标识模型，具体是建立数据输出端口组合、数据输入端口组合以及对应于数据输出端口组合的交互数据大小序列，
[0009]步骤二，建立集成系统各模块交互数据在反射内存网共享内存中的地址序列，首先系统先确定交互数据在共享内存中的存放的首地址，然后结合输出端口组合及其对应的交互数据大小序列，获取集成系统和模块的输出端口在反射内存网上的地址序列，即交互数据在反射内存网中的地址序列，
[0010]步骤三，在获取个模块输出端口对应的地址序列后，系统依据第一步中建立的模块输出端口组合和输入端口组合，由用户依据集成系统数据流程确定集成仿真试验系统内部各模块之间初始数据关系矩阵，在初始数据关系矩阵确定之后，将第二步中生成的输出端口地址序列与之相乘后，即可获取系统模块各输入端口对应的地址序列，至此完成系统各模块输出端口与输入端口在反射内存网上 对应的数据关联，
[0011]步骤四，在上述三步工作完成之后，集成仿真试验系统各模块的静态数据关联关系也就确立了，系统能够基于此静态关联关系仿真运行，当系统在运行过程中，需要临时变更输入端对应的地址实现动态实施数据关联时，系统需要通过实时变更数据关系矩阵实现动态数据关联。
[0012]如上所述的光纤反射内存网的动态实时数据关联方法，其中，所述的步骤一中基于光纤反射内存网的数据交互是通过网络中共享内存的地址进行接口标示的，当系统内部具有交互的模块在明确两者交互数据在反射内存网中的地址，即可通过向确定地址写入数据和读取数据实现数据交互，由于通过反射内存网进行数据交互是基于共享内存中的地址进行操作的，因此若要实现基于反射内存网的动态实时数据关联，则需要系统内部进行数据交互的模块双方能够在系统动态运行过程中实时变更交互数据在光纤反射内存网上的存放地址，从系统的角度出发，一个集成仿真试验系统可以看成为由多个模块组成的集合系统，系统内部的模块数据输出端口、数据输入端口和数据处理器组成，系统内部的动态数据交互，可以表现为系统内部模块输入/输出端口之间的对应关系下的各模块端口之间的数据传输过程，在基于光纤反射内存网的集成系统中，端口之间的对应关系通过光纤反射内存网中的地址实现。
[0013]如上所述的光纤反射内存网的动态实时数据关联方法，其中，所述的步骤四的实时变更数据关系矩阵实现动态数据关联包括下述三个步骤
[0014]实施过程分为三个步骤，[0015](I)系统模块依据接口关系变更需求，生成新的数据关系矩证，并向其他模块提出接口关系变更申请，并同时发送变更后的接口关系映射矩阵，
[0016](2)各模块在接受接口关系变更申请之后，首先判断当前帧数据是否传输完毕，然后依据接受到的新的接口数据关系举证判断变更后的接口端口的数据类型标识与对应输出端口的数据类型标识是否一致，一致接受申请，变更本地数据关系矩证，最后向接口关系变更申请方这发送变更确认信息，
[0017](3)各子模块均完成接口关系变更确认后，由申请方发送接口关系变更完成信息，全系统完成接口关系变更。
[0018]本发明显著的有益效果是:采用本方法，集成仿真试验系统可以通过构建和变更数据关系矩阵实现对整个系统内部的数据交互关系的实时动态关联，而不需以文件或者数据库形式进行接口关系的描述，以避免采用文件或者数据库形式带来的非实时性。采用本发明方法，可以使得基于不同操作系统(VxWorks、Windows、RTX等)构建的仿真、试验集成系统，能够通过遍历数据接口映射关系矩阵和端口数据表示矩阵即可自动获取内部各子模块的数据输出到何处、接收来自何处的数据，从而可以自动分析出整个系统的数据链路走向。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为光纤反射内存网数据交互示意图；
[0020]图2是系统内部模块结构；
[0021 ]图3是仿真系统模块数据关系；
[0022]图4是光纤反射内存网中共享内存地址分布；
[0023]图5是反射内存网数据端口地址分配流程；
[0024]图6是射频半实物试验-数学仿真集成系统；
[0025]图7是集成仿真系统模块数据交互标识模型；
[0026]图8是动态实时数据关联过程。
【具体实施方式】
[0027]光纤反射内存网的动态实时数据关联方法，包括下述步骤:
[0028]步骤一，建立集成仿真试验系统中关于模块数据端口、交互数据大小的标识模型，具体是建立数据输出端口组合、数据输入端口组合以及对应于数据输出端口组合的交互数据大小序列，如图7所示。
[0029]基于光纤反射内存网的数据交互是通过网络中共享内存的地址进行接口标示的，当系统内部具有交互的模块在明确两者交互数据在反射内存网中的地址，即可通过向确定地址写入数据和读取数据实现数据交互，如图1所示。由于通过反射内存网进行数据交互是基于共享内存中的地址进行操作的，因此若要实现基于反射内存网的动态实时数据关联，则需要系统内部进行数据交互的模块双方能够在系统动态运行过程中实时变更交互数据在光纤反射内存网上的存放地址。从系统的角度出发，一个集成仿真试验系统可以看成为由多个模块组成的集合系统，系统内部的模块数据输出端口、数据输入端口和数据处理器组成如图2所示。系统内部的动态数据交互，可以表现为系统内部模块输入/输出端口之间的对应关系下的各模块端口之间的数据传输过程，在基于光纤反射内存网的集成系统中,端口之间的对应关系通过光纤反射内存网中的地址实现，如图1所示。
[0030]集成仿真试验系统内部各个模块数据交互关系如图3所示。用r表示模块与外部模块的数据关联关系，r=0表示没有数据关联，r=l表示有数据关联。系统中某个仿真模块与其它模块的数据关联关系可表示为:
[0031 ]
【权利要求】
1.光纤反射内存网的动态实时数据关联方法，其特征在于:包括下述步骤:步骤一，建立集成仿真试验系统中关于模块数据端口、交互数据大小的标识模型，具体是建立数据输出端口组合、数据输入端口组合以及对应于数据输出端口组合的交互数据大小序列，步骤二，建立集成系统各模块交互数据在反射内存网共享内存中的地址序列，首先系统先确定交互数据在共享内存中的存放的首地址，然后结合输出端口组合及其对应的交互数据大小序列，获取集成系统和模块的输出端口在反射内存网上的地址序列，即交互数据在反射内存网中的地址序列，步骤三，在获取个模块输出端口对应的地址序列后，系统依据第一步中建立的模块输出端口组合和输入端口组合，由用户依据集成系统数据流程确定集成仿真试验系统内部各模块之间初始数据关系矩阵，在初始数据关系矩阵确定之后，将第二步中生成的输出端口地址序列与之相乘后，即可获取系统模块各输入端口对应的地址序列，至此完成系统各模块输出端口与输入端口在反射内存网上 对应的数据关联，步骤四，在上述三步工作完成之后，集成仿真试验系统各模块的静态数据关联关系也就确立了，系统能够基于此静态关联关系仿真运行，当系统在运行过程中，需要临时变更输入端对应的地址实现动态实施数据关联时，系统需要通过实时变更数据关系矩阵实现动态数据关联。
2.如权利要求1所述的光纤反射内存网的动态实时数据关联方法，其特征在于:所述的步骤一中基于光纤反射内存网的数据交互是通过网络中共享内存的地址进行接口标示的，当系统内部具有交互的模块在明确两者交互数据在反射内存网中的地址，即可通过向确定地址写入数据和读取数据实现数据交互，由于通过反射内存网进行数据交互是基于共享内存中的地址进行操作的，因此若要实现基于反射内存网的动态实时数据关联，则需要系统内部进行数据交互的模块双方能够在系统动态运行过程中实时变更交互数据在光纤反射内存网上的存放地址，从系统的角度出发，一个集成仿真试验系统可以看成为由多个模块组成的集合系统，系统内部的模块数据输出端口、数据输入端口和数据处理器组成，系统内部的动态数据交互，可以表现为系统内部模块输入/输出端口之间的对应关系下的各模块端口之间的数据传输过程，在基于光纤反射内存网的集成系统中，端口之间的对应关系通过光纤反射内存网中的地址实现。
3.如权利要求2所述的光纤反射内存网的动态实时数据关联方法，其特征在于:所述的步骤四的实时变更数据关系矩阵实现动态数据关联包括下述三个步骤实施过程分为三个步骤，(1)系统模块依据接口关系变更需求，生成新的数据关系矩证，并向其他模块提出接口关系变更申请，并同时发送变更后的接口关系映射矩阵，(2)各模块在接受接口关系变更申请之后，首先判断当前帧数据是否传输完毕，然后依据接受到的新的接口数据关系举证判断变更后的接口端口的数据类型标识与对应输出端口的数据类型标识是否一致，一致接受申请，变更本地数据关系矩证，最后向接口关系变更申请方这发送变更确认信息，(3)各子模块均完成接口关系变更确认后，由申请方发送接口关系变更完成信息，全系统完成接口关系变更。
【文档编号】H04B10/25GK103685422SQ201210357154
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月21日 优先权日:2012年9月21日
【发明者】赵政, 刘佳琪, 奚敏, 彭程远, 方艺忠, 罗勋 申请人:北京航天长征飞行器研究所, 中国运载火箭技术研究院