航空机载软件全数字仿真测试系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113961453A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111159173.4(22)申请日2021.09.30(71)申请人西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所)地址610036四川省成都市金牛区茶店子东街48号(72)发明人刘涛卢希冯飞王月波(74)专利代理机构成飞(集团)公司专利中心51121代理人郭纯武(51)Int.Cl.G06F11/36(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称航空机载软件全数字仿真测试系统(57)摘要本发明公开的一种航空机载软件全数字仿真测试系统，具有很强的灵活性和扩展性，能够降低测试环境的开发时间和成本，本发明通过下述技术方案实现：人机交互组件通过API接口层将计算机图形化硬件环境建模指令提供给仿真核心平台；仿真核心平台运行嵌入式操作系统或目标二进制程序，通过加速二进制翻译、处理器仿真和内存总线仿真，完成外设仿真配置；协同仿真组件采用分布式直接数字式频率合成器DDS仿真管理，实现时间同步、数据同步、节点管理和同步工程管理；仿真工具组件辅助运行可执行文件解析和加载、调试分析，将故障注入仿真核心平台，利用可重用库，按照目标系统的连接方式快速搭建虚拟环境，完成目标码覆盖率统计，生成可执行文件。CN113961453ACN113961453A权利要求书1/2页1.一种航空机载软件全数字仿真测试系统，包括：基于动态二进制翻译技术的仿真核心平台及与其进行通信的仿真工具组件、基于协同仿真时间同步机制的协同仿真组件和人机交互组件，其特征在于：人机交互组件通过可视化操作完成工程的管理、虚拟目标系统的搭建，通过API接口层将采用图形方式显示的计算机操作用户界面GUI、命令行接口、自动化测试、图形化硬件环境建模指令提供给仿真核心平台；仿真核心平台模拟真实目标系统及外围环境，运行嵌入式操作系统或目标二进制程序，通过加速二进制翻译、处理器仿真和内存总线仿真，完成外设仿真配置，并对中断和异常管理，基于全局时钟管理、周期的时间队列管理确保加速二进制翻译模块、处理器仿真模块、内存总线模块、外设仿真模块、中断和异常管理模块的时序一致性；协同仿真组件采用分布式直接数字式频率合成器DDS仿真管理，实时数据分发通信协议中间件，实现时间同步、数据同步、节点管理和同步工程管理，搭建分布式嵌入式系统模型适配层，实现与仿真核心平台仿真模型层软件/模型多个节点的互联；仿真工具组件辅助用户对仿真测试系统运行进行可执行文件解析和加载、调试分析，将故障注入仿真核心平台，利用可重用库，按照目标系统的连接方式快速搭建虚拟环境，完成目标码覆盖率统计，把调试信息加到目标文件中，生成可执行文件，查看内存的长度以及CPU寄存器和当前程序的运行数据，远程GDB调试多种编程语言，根据变量的类型输出变量的值，显示动态数组的取值，指令单步执行、断点调试和源码级调试功能。2.如权利要求1所述的航空机载软件全数字仿真测试系统，其特征在于：仿真核心平台通过各模块间统一的全局时钟模块进行管理，采用处理器核心仿真模块仿真不同航空机载软件，运行处理器架构的指令集，中断ARM处理器、数字信号处理器DSPC6k系列、DSPC28x系列、DSPC54x系列、DSPC55X系列、PowerPC处理器功能。3.如权利要求2所述的航空机载软件全数字仿真测试系统，其特征在于：处理器核心仿真模块通过内存总线仿真模块和外设仿真模块进行闭环中断和异常管理。4.如权利要求1所述的航空机载软件全数字仿真测试系统，其特征在于：仿真工具组件供辅助用户开发调试的多种功能模块，通过分析程序执行过程、扩展仿真测试系统外围功能，实现运行控制、故障注入、目标码覆盖率统计、内存查看、CPU寄存器查看、远程GDB调试、指令单步执行和断点调试、源码级调试功能。5.如权利要求1所述的航空机载软件全数字仿真测试系统，其特征在于：人机交互组件包括：基于计算机程序设计语言Python或基于Java的可扩展开发平台EclipseIDE的图形用户界面GUI、命令行接口模块、自动化测试模块、图形化硬件环境建模模块，启动GUI界面或命令行接口模块对工程文件和目标系统进行仿真，该工程文件主要包括工程目录下硬件目标系统配置脚本、工程启动脚本和支持极低频elf、对象文件格式coff、以二进制格式存储数据的文件bin格式加载的目标二进制程序，三个文件。6.如权利要求1所述的航空机载软件全数字仿真测试系统，其特征在于：仿真核心平台采用目标机器平台完成动态二进制翻译，目标机器平台包括：连接在目标机器平台上加载程序的启动模块、翻译系统控制模块、与翻译系统控制模块进行通信的运行环境仿真模块、解释器、动态翻译器和本地码执