一種工業電子嵌入式系統的仿真系統技術方案

本發明專利技術涉及工業電子嵌入式系統的仿真系統，包括：設備模型生成模塊，其用于基于SystemC用C++定義出仿真用設備模型規范，并依據工業電子嵌入式系統的行為邏輯模型確定仿真用設備模型；仿真模型，該仿真模型包括激勵模型、監控模型、仿真內核和所述設備模型；仿真激勵源，其模擬真實飛行情況下工業電子嵌入式系統的各種激勵，并與激勵模型進行信號對接；飛行器外部模型，在仿真過程中，飛行器外部模型通過自身模型的解算得到與相應模擬飛行相關的外部信號；仿真監控設備，其與監控模型進行信號對接，用以顯示仿真過程的內容。該仿真系統能實現工業電子嵌入式系統的仿真，且能保證數據的一致性和仿真結果的正確性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于工業電子
，涉及工業電子嵌入式系統的仿真，具體涉及一種 工業電子嵌入式系統的仿真系統。
技術介紹
目前，嵌入式系統已經成為計算機工業的熱點之一，嵌入式系統已經滲透到信息 家電、工業控制、通信與電子設備、人工智能設備等領域。而嵌入式系統的軟件與目標硬件 緊密相關，軟件的開發與目標硬件緊密相關，軟件的開發與硬件環境的選擇、設計和配置相 互影響，硬件平臺與嵌入式應用的復雜程度不斷提高，導致軟件開發周期長，開發成本昂 貴、軟件功能調試和性能測試不能及時完成，軟件質量甚至整個系統的質量都無法保證。 同時，由于工業電子的發展，系統的功能、應用場景、使用方法復雜度急劇增加，系 統的研發、生產、使用等各個環節的難度增加，后期的設計變更代價巨大。針對社會系統、戰 場環境、物流等邏輯對象，真實系統模擬的方式往往耗資巨大甚至不可實現。而工業電子的 嵌入式軟件的可靠性要求更高，一旦發生故障，往往會引起災難性后果或造成嚴重的經濟 損失。 而且，隨著軟硬件復雜程度的不斷提高，使用HDL(HardwareDescription Language，硬件描述語言）的邏輯設計，綜合和實施技術取得了突破性進展，但是，從單一 的系統級描述開始的系統設計方法仍處于起步階段。 而傳統的嵌入式系統的開發方法，S卩，硬件、軟件設計的分割狀態和順序的設計方 法，不利于修改設計，而且相對成本較高、周期較長，不能滿足激烈的市場競爭的需求。 所以，亟需通過數字化的仿真方式對工業電子嵌入式系統進行仿真，以最小的代 價獲得盡可能真實的結果，為現實項目實施提供參考依據。其中包括利用數字模型和仿真 環境將系統對象行為進行完整的定義，以及解決由于數據不可見性導致的模擬與真實環境 的設計相差較大的問題。同時，解決工業電子嵌入式軟件與硬件結合非常緊密所導致的需 要搭建目標環境的問題，有效的解決因軟硬件開發不同步，搭建費用過高的問題。 但是，現有的工業電子嵌入式系統的仿真系統都需要人工設計好設備模型的代碼 模板，然后根據工業電子嵌入式系統的接口控制文件、系統架構數據和設備邏輯數據進行 設備模型的設計。這種方法一方面效率低，另外一方面難以與前期建立的行為邏輯模型建 立起關聯，從而可能導致數據的前后不一致，難以形成工業電子嵌入式系統的全生命周期 統一數據模型，從而造成仿真效率低、仿真效果差等。 鑒于現有技術的上述技術缺陷，迫切需要研制一種新型的工業電子嵌入式系統的 仿真系統。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種工業電子嵌入式系統的仿真系統，該系統能實現工業電 子嵌入式系統的仿真，且能保證數據的一致性和仿真結果的正確性。 為了實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種工業電子嵌入式系統的仿真 系統，其包括： 設備模型生成模塊，該設備模型生成模塊用于基于SystemC用C++定義出仿真用 設備模型規范，并依據工業電子嵌入式系統的行為邏輯模型確定仿真用設備模型，所述設 備模型用于模擬工業電子嵌入式系統的各個設備； 仿真模型，該仿真模型包括激勵模型、監控模型、仿真內核和所述設備模型，其中， 所述激勵模型為整個仿真過程提供激勵，其包括激勵信號和激勵邏輯；所述監控模型用于 獲取仿真過程中各種信號的變化，其包括監控信號和監控邏輯；所述仿真內核包括時間軸 和由各種信號包構成的信號庫，用于在時間軸的統一調度下，實現激勵模型、設備模型和監 控模型之間的信號和邏輯的并行調度； 仿真激勵源，其模擬真實飛行情況下所述工業電子嵌入式系統的各種激勵，并與 所述激勵模型進行信號對接； 飛行器外部模型，在仿真過程中，所述飛行器外部模型通過自身模型的解算得到 與相應模擬飛行相關的外部信號； 仿真監控設備，其與所述監控模型進行信號對接，用以顯示仿真過程的內容。 進一步地，其中，所述設備模型生成模塊包括： 設備框架模型生成子模塊，其用于依據仿真場景以及所述工業電子嵌入式系統的 行為邏輯模型中的順序圖確定該仿真場景下各設備的設備框架模型； 通信級模型生成子模塊，其用于依據所述工業電子嵌入式系統的行為邏輯模型中 的順序圖確定該仿真場景中的信號名稱、信號類型以及信號的輸入輸出設備，并依據所述 信號類型及信號的輸入輸出方向確定各設備的端口類型，從而形成各設備的通信級模型； 行為邏輯模型生成子模塊，其用于依據所述工業電子嵌入式系統的行為邏輯模型 中的順序圖中的邏輯關系確定該仿真場景中所包含的邏輯，并依據所述邏輯確定邏輯行為 發生的設備，最后依據所述邏輯及設備的信息確定邏輯行為的前導信號及產生的結果信 號，從而形成各設備的邏輯行為模型； 并且，該設備模型生成模炔基于所述設備框架模型、通信級模型和邏輯行為模型 而集合成仿真用設備模型。 更進一步地，其中，所述仿真激勵源包括飛行員操作模塊、模擬座艙控制設備和自 定義輸入界面，其中，所述飛行員操作模塊用于模擬真實飛行環境下飛行員對飛行器的各 種操作，產生操作激勵信號；所述模擬座艙控制設備用于模擬真實飛行器的座艙控制設備， 產生座艙控制激勵信號；所述自定義輸入界面為根據仿真需求而定制的圖形化的輸入控 件，產生定制的激勵信號。 再進一步地，其中，所述仿真監控設備包括信號監控模塊、模擬座艙顯示設備和自 定義輸出界面，其中，所述信號監控模塊用于實時監控在仿真過程中發生變化的信號，保存 其數據文件，且以波形的形式輸出；所述模擬座艙顯示設備用于顯示模擬飛行器真實運行 狀態下航空電子系統的各種座艙顯示設備的輸出信號；所述自定義輸出界面為根據仿真需 求而定制的圖形化的輸出控件，顯示定制的輸出信號。 本專利技術的工業電子嵌入式系統的仿真系統使前期的設計數據在此階段就可以進 行仿真驗證，較早發現設計中存在的邏輯問題，進而降低項目成本，縮短整個研發周期。同 時，該仿真系統可依據工業電子嵌入式系統的行為邏輯模型直接生成仿真用設備模型，非 常簡便和高效，便于工業電子嵌入式系統的仿真。而且，該仿真系統有利于工業電子嵌入式 系統全生命周期中各種模型之間的關聯，有利于建立全生命周期統一數據模型。最后，該仿 真系統能夠實現數據的統一，保證仿真結果的正確性。【附圖說明】 圖1是本專利技術的工業電子嵌入式系統的仿真系統的組成示意圖。 圖2是建立工業電子嵌入式系統的行為邏輯模型的方法的流程示意圖。 圖3是一個實施例的應用場景用例圖。 圖4是該實施例的活動圖。 圖5是該實施例的"塔康進場"應用場景的順序圖。 圖6是圖5所示的順序圖中的信號"UFCP狀態2"的屬性的示意圖。 圖7是圖5所示的順序圖中的各個信號的延時的示意圖。 圖8是該實施例的其中一個設備"頂P"的狀態機圖。 圖9是示例性的仿真過程中的信號傳遞的示意圖。【具體實施方式】 下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明，實施例的內容不作為對本專利技術的保 護范圍的限制。 圖1示出了本專利技術的工業電子嵌入式系統的仿真系統的組成示意圖。如圖1所示， 所述仿真系統包括設備模型生成模塊6、仿真模型1、仿真激勵源2、仿真監控設備3和飛行 器外部模型4。 與現有技術不同，在本專利技術中，所述工業電子嵌入式系統的仿真系統包括設備模 型生成模塊6。該設備模型生成模塊6能夠依據工業電子嵌入式系統的行為邏輯模型確定 仿真用設備模型12,從而不需要人工的參與，提高本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種工業電子嵌入式系統的仿真系統，其包括：設備模型生成模塊(6)，該設備模型生成模塊(6)用于基于SystemC用C++定義出仿真用設備模型規范，并依據工業電子嵌入式系統的行為邏輯模型確定仿真用設備模型(12)，所述設備模型(12)用于模擬工業電子嵌入式系統的各個設備；仿真模型(1)，該仿真模型(1)包括激勵模型(11)、監控模型(13)、仿真內核(14)和所述設備模型(12)，其中，所述激勵模型(11)為整個仿真過程提供激勵，其包括激勵信號和激勵邏輯；所述監控模型(13)用于獲取仿真過程中各種信號的變化，其包括監控信號和監控邏輯；所述仿真內核(14)包括時間軸和由各種信號包構成的信號庫，用于在時間軸的統一調度下，實現激勵模型(11)、設備模型(12)和監控模型(13)之間的信號和邏輯的并行調度；仿真激勵源(2)，其模擬真實飛行情況下所述工業電子嵌入式系統的各種激勵，并與所述激勵模型(11)進行信號對接；飛行器外部模型(4)，在仿真過程中，所述飛行器外部模型(4)通過自身模型的解算得到與相應模擬飛行相關的外部信號；仿真監控設備(3)，其與所述監控模型(13)進行信號對接，用以顯示仿真過程的內容。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：章磊，楊棟，李昊澤，劉陽，吳偉，曹勇，王彬彬，李晉，
申請(專利權)人：杭州杉石科技有限公司，
類型：發明
國別省市：浙江;33