淺談CORBA技術在航電系統測試中的應用

張志君 黨春勃

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2011-5640-6506

摘? 要：隨著我國航空事業的蓬勃發展，各種型號的飛機產量得到了迅速提升。飛機中可靠的航電系統是保證作戰任務順利進行的前提，同時也是考驗飛機性能的重要指標。因此，航電系統的測試在飛機生產和使用過程中起到了很大作用。本文介紹一種實現航電系統的測試方法，并說明了實現該測試方法的CORBA中間件技術。本文就CORBA技術的特點和性能，在航電系統測試中的應用予以闡述、淺析。

關鍵詞：航電系統? 測試? CORBA? 航空事業

中圖分類號：V21? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2021）01（c）-0004-03

Application of CORBA Technology in Avionics System Test

ZHANG Zhijun1? DANG? Chunbo2

（1. AVIC Xi'an Aircraft Industry Group Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province，710089 China;2. The first military representative office of the military representative Bureau of air force equipment department in Xi'an region in Xi'an area， Xi'an， Shaanxi Province， 710089 China）

Abstract： With the vigorous development of China's aviation industry， the output of various types of aircraft has been rapidly increased. Reliable avionics system in aircraft is not only the premise to ensure the smooth progress of combat mission， but also an important index to test the performance of aircraft. Therefore， the test of avionics system plays an important role in the production and use of aircraft. This paper introduces a test method to realize avionics system， and explains the CORBA middleware technology to realize the test method. In this paper， the characteristics and performance of CORBA technology and its application in avionics system test are described and analyzed.

Key Words： Avionics system; Test; CORBA; Aviation industry

隨著國家航空技術的快速發展，航電系統是現代飛機的一個重要組成部分。先進的航電系統能夠有效減輕飛行員在戰爭中的負擔，提高作戰過程中的綜合判斷能力，增強飛機的作戰效能，并為飛機性能水平的全面提高做出重要貢獻。因此，航電系統的測試設備能夠有效的保障航電系統工作的穩定性和可靠性。本文就航電系統的測試方法，設計了一種開放式硬件和軟件資源架構。該架構基于CORBA中間件技術，解決了測試過程中跨平臺編譯、分布式數據實時共享的難題，能夠更高效的實現信息交換，進而提高測試方法的運行效率。本文首先對CORBA中間件技術進行了闡述，然后結合開放式硬件和軟件資源架構，說明了該架構的運行原理及實現方式。

1? CORBA中間件

CORBA（Common Object Request Broker Architecture）是對象管理組織（Object Management Group，OMG）對應當今快速增長的軟硬件的協同工作能力的要求而提出的方案（見圖1）。CORBA是基于面向對象技術的，解決了遠程對象之間的互操作問題，實現了遠程方法的本地調用。CORBA由OMG發布，其中定義了接口定義語言（Interface Definition Language，IDL）以及在對象請求代理（Object Request Broker，ORB）中實現客戶對象與服務器對象之間交互的應用編程接口。CORBA核心是一套標準的語言、接口和協議。

CORBA標準主要分為三個部分：接口定義語言（IDL）、對象請求代理（ORB）以及ORB之間的互操作協議IIOP。

1.1 IDL

IDL全稱接口定義語言，是用來描述軟件組件接口的一種規范語言。用戶可以定義模塊、接口、屬性、方法、輸入輸出參數，甚至異常等等。IDL在不同的語言下都有相應的實現，可以把IDL描述的接口編譯為目標語言，包括客戶端代理和服務器端框架，以及相應的幫助類等等。

OMG的IDL文件描述了服務器提供的服務功能，客戶機可以根據該接口文件描述的方法向服務器提出業務請求。在大多數CORBA產品中都提供IDL到相關編程語言的編譯器。程序設計人員只需將定義的接口文件輸入編譯器并設定編譯選項，編譯器就可以生成與程序設計語言相關的接口框架文件和輔助文件。

1.2 ORB

CORBA體系結構的核心就是ORB（Object Request Broker）。ORB就是使得客戶應用程序能夠調用遠程對象方法的一種機制?？蛻舳顺绦蛞{用遠程對象上的方法時，首先獲得該遠程對象的引用，之后就可以像調用本地方法一樣調用遠程對象。當發出調用請求后，ORB會截取這個調用。由于客戶和服務器可能在不同的網絡、不同的操作系統上甚至采用不同的編程語言，因此ORB還要負責將調用的函數名稱、參數等編碼為標準可識別的方式，并傳到正確的對象上，服務器對象處理完成后，ORB通過同樣的方式將結果返回給客戶。

1.3 IIOP

對象代理間通信協議（Inernet Inter-ORB Protocol，IIOP）為Internet提供了一個標準的協作工作協議，說明了如何通過TCP/IP連接交換信息。該協議能用于ORB與IP域之間的協作工作。

2? 開放式架構設計與實現

傳統的專裝航電測試系統只能用于單個或幾個產品的測試，且不同的專裝航電測試系統會存在相同軟件功能重復開發的現象。為解決傳統專裝航電測試系統重的硬件資源浪費、軟件功能重復開發的問題，因此提出了一種開放式航電測試系統架構。

開放式航電測試系統主要有通用可擴展硬件資源和軟件平臺構成?？蓴U展硬件資源主要選用是市場上成熟可靠的貨架板卡、設備等資源。軟件平臺（見圖2）主要由Matlab仿真建模軟件、主控程序、仿真調度引擎構成。

2.1 Matlab建模軟件

Matlab建模軟件是美國MathWorks公司出品的用于進行算法開發、數據分析及數值計算的軟件。開放式航電系統基于Matlab軟件的數據分析功能進行了二次開發，對Matlab仿真建模功能的優化和定制，重新編寫Matlab編譯器等。Matlab建模軟件中集成了一套硬件資源的I/O封裝庫，用于Simulink模型與實物設備進行通信。I/O封裝庫包括：AD采集模塊、DA輸出模塊、DI采集模塊、DO輸出模塊、SIO通信模塊、CAN通信模塊、ARINC429通信模塊、MIL-STD-1553B通信模塊等。

2.2 主控程序

主控程序（見圖3）主要包括仿真資源管理、仿真工程配置、仿真模型運行控制、仿真過程監控、CORBA客戶端等模塊。主控程序中創建和配置測試構型，實現系統軟硬件資源的管理。通過基于CORBA客戶端調用仿真引擎的各控制命令處理子程序，完成仿真的調度控制，并返回處理結果。

TargetControl.idl定義了CORBA對象接口TargetControl，對象定義了五個接口函數，分別用于加載測試工程、啟動測試、暫停測試、停止測試、卸載測試工程。通過CORBA的IDL編譯命令生成TargetControl.hh和TargetControl.cc，在進行CORBA通信時調用上述兩個文件。

2.3 仿真調度引擎

仿真調度引擎主要是根據主控程序的控制指令，完成對模型的運行控制，實現模型運算的調度。仿真調度引擎以服務的形式運行于下位機中，不斷監聽上位機中的控制指令。

3? 結語

基于CORBA技術的開放式航電測試系統實現了跨平臺的數據共享，并且解決了數據通信及數據傳輸過程中的實時性問題。開放式航電測試系統硬件資源采用的模塊化、定制化的設計思路以及軟件資源基于CORBA技術實現不同語言的跨平臺調用，解決了現有航電系統測試過程中相同硬件資源重復采購和相同軟件功能的重復開發問題。經實際應用表明，開方式航電測試系統的通用性強、集成度高、測試性優良、易于使用維護的特點滿足航電系統的測試需求。

參考文獻

[1] 張怡.淺談CORBA技術在分布式異構數據庫的應用[J].智能城市，2019，5（21）：12-13.

[2] 竇茂森，敬凱，葉榮飛， 等.適用于軟件通信體系結構的CORBA技術研究[J].微處理機，2016，37（5）：38-42，47.

[3] 劉強，李杉，趙劍波， 等.基于CORBA的分布式數據通訊技術研究[J].信息系統工程，2011（1）：33-34.

[4] 廉佳.綜合航電火控系統測試方法研究[J].軍民兩用技術與產品，2015（22）：209-209，212.

[5] 劉祁.某型飛機航電系統通用測試設備的研制[J].機電工程技術，2016，45（z1）：1-6.

[6] 梅傲雪.基于實時操作系統的航電激勵器研究[D].天津：中國民航大學，2019.

[7] 曹亞男.航電系統通用仿真平臺的設計與實現[D].北京：北京交通大學，2018.