基于FACE的航电软件传输服务系统研究与实现

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yujiesky
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组件化的航电软件系统是一个在开放架构约束下由相互关联的多个软件组件构成的大规模复杂软件系统。在这种航电软件系统中,航电软件传输服务是指对多种工业标准的传输协议(如Socket、DDS等)进行封装,以标准化的接口支持航电软件组件间进行数据传输和互操作。可移植和可扩展是航电软件传输服务的关键因素。美国军方主导并由Open Group国际组织提出的未来机载能力环境(FACE)技术标准提供了一种航电软件系统架构约束规范。最新的FACE 3.0版技术标准相比FACE 2.1版,对于传输服务段(TSS)有较大的改进,新增了传输协议模组(TPM)能力、框架支持能力(FSC)、生命周期管理(LCM)以及可注入接口(Injectable Interface)等技术特性。但是,FACE 3.0版技术标准尚未有参考实现指南,而且只考虑了航电软件组件化开发方式,未涉及组件功能的服务化技术。如何在遵循FACE 3.0版技术标准的基础上研究并实现上述新增的TSS技术特性,进一步研究组件功能的服务化技术以应对面向服务架构的航电软件开发发展趋势,是国内在大规模复杂航电软件开发中有效借鉴和吸收FACE技术优点并有所创新亟待解决的问题。针对上述问题,本文以实验室承担的中航工业集团某研究所实际项目为背景,以FACE 3.0技术标准中新增的TPM、FSC、LCM、Injectable接口为研究对象,研究与实现一个遵循FACE 3.0技术标准的航电软件传输服务系统(简称ASTS系统)。本文的工作要点和创新意义如下:1)TPM能力实现的关键技术。针对航电软件组件跨TS域的互操作问题,本文在深入分析TPM能力需求和TPM接口定义的基础上,研究并实现了TPM能力实现的关键技术,包括TPM组件序列化实现机制和TPM组件动态加载适配器。2)FSC实现的关键技术。针对支持航电软件组件使用第三方框架所产生的生命周期管理等问题,本文在深入分析FSC的抽象策略和能力需求的基础上,研究并实现了FSC实现的关键技术,包括FSC的TS接口适配器和LCM接口适配器。3)航电软件组件功能的服务化实现的关键技术。RPC方式的服务实现技术是航电软件组件功能服务化的发展趋势,但FACE 3.0技术标准中尚未涉及。本文在深入分析组件功能的服务化需求及其服务实现技术的基础上,对符合FACE 3.0技术标准的传输服务系统进行了扩展,分别基于发布/订阅和请求/应答的消息模式,研究并实现了RPC方式的航电软件组件功能服务化技术。包括:组件功能服务接口的IDL定义及预处理工具;请求/应答与发布/订阅的语义映射机制;基于TS接口和DDS框架实现航电软件组件功能服务时,针对发布订阅模式转为请求应答模式时应答消息丢失的问题,提出并实现了一种服务端与客户端的发布者和订阅者的关联算法。4)ASTS系统验证。本文通过功能测试和抽取实际项目需求的应用案例,对ASTS系统进行了验证。测试及应用案例的结果表明,ASTS系统符合FACE 3.0技术标准,是可行及有效的。
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