专利名称：用于配置接口单元的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于配置接口单元的方法与装置。
本发明更具体地但不仅仅涉及用于配置航空器中使用的接口单元的方法 与装置。
背景技术：
众所周知，航空器被提供多个远程接口单元(或者RIU),以将来自不同 传感器的数据转换成适合提供给航空器数据总线的形式，并将在数据总线上 的命令或控制信号转换成适合控制航空器设备的项目的形式。优选地，RIU 每个有相同的硬件结构，但是用适合其中要实现RIU的特定应用的软件来编 程。这减少了提供RIU的成本，并能够减少库存的备用装置的数量。这还使 得能够在必要的时候将为一个功能配置的RIU重新配置成采取不同的功能。
RIU的一个问题是它们的重新编程需要单元操作的专业技能和详细知 识，还需要独立的测试和-险证。
发明内容
本发明的目的在于提供用于配置接口单元的替代方法与装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种配置接口单元的方法，包括提供软 件的步骤，该软件包括提供关于单元要用作的功能的信息的配置数据，该软 件包括定义功能应当怎样构造的通用功能模板和从通用功能模板得到的模板 实例，并且该方法还包括选择与特定接口单元兼容的特定模板实例的步骤。
该方法可包括提供二进制编码形式的配置数据表的输出。该方法可包括 分析模式，该分析模式被安排用于确定目标接口单元能否实现功能需求集合。 通用功能模板可包括到以下一个或多个的接口传感器、限制开关和电^t阀。 通用功能模板优选地具有用户能在预定义的约束内调整的值。模板实例优选 地有其自己专用的接口资源集合。
根据本发明的另 一方面，提供了 一种用于执行根据本发明的上述第一方面的方法的装置。
根据本发明的另 一方面，提供了 一种通过#4居本发明的上述第 一方面的 方法来配置的接口单元。
根据本发明的第四方面，提供了 一种包括根据本发明的上述第 一方面的 方法的软件的数据存储介质。
具体实施例方式
本发明的其他方面将从下面本发明的一个具体实施例的描述变得明显。
RACE工具组(toolset)是计算机软件程序的集合，其被生产来支持在航 空器中使用的一族可配置远程接口单元(RIU)。 RACE工具组使RIU的集合 能够以简单直接的方式被配置，以作为完整的控制系统的 一部分来执行应用 特定的数据转换功能集合。
RACE代表RIU分析与配置引擎，并且是给予工具组的主要组件的名称。 术语RACE除了明显只涉及特定的核心组件的情况，在这里用来指整个工具 组。
RACE的主要输出是二进制码的计算机文件形式的配置数据表(CT),该 配置数据表通过串行数据链路(使用基于PC的RIU下载器工具)下载到应 用装载(ship)集合中的所有RIU中。CT存储在每个单元的非易失性存储器 中。每个RIU根据其在装载集合中的身份在运行时解释CT，以确定要执行
什么功能。
RACE工具组和已经被生产来配置RIU的其他的工具和过程的不同在 于，RIU允许终端用户(即，车辆系统集成器)在不需要RIU硬件开发者干 预的情况下进行配置过程。便利这些的RACE工具组的主要属性如下
1. 使用工具组的配置过程能够在不需要RIU工作的相关知识的情况下进 行；以及
2. 过程的完整性使得生成的CT可以被认为是适合直接使用的，而不需要 通过测试和/或4企查独立-险证RACE的正确操作。
和生产CT 一样，RACE也能够在分析模式下使用。在这种模式下，RACE 能够用于确定是否能通过目标RIU集合来实现功能需求集合、以及将使用整 个RIU资源的多大比例。RACE还能够根据如候选RIU接近性、遍及装载集 合的可用备用资源的分布的用户可更改的鉴别器，并根据观察安全相关的隔离头见则，确定哪个可用的资源能够最好的满足额外的功能需求。
这样，通过使用RACE工具组，RIU拥有者能够对不同的功能反复重新 配置设备，而不会造成由从设备供应商处获得额外的设计服务而引起的任何 花费或延迟。
RACE工具组的操作依赖于三个概念上的对象
*通用功能模板，简称为模板；
*模板实例；以及
*超集
通用功能模板
通用功能模板是按照通用RIU原语来表达的一组标准，其是对典型的低 级接口问题的预定义的解决模型(描述)。通用功能的典型例子为工业标准 温度传感器的接口；用于感知限制开关的打开/关闭状态的离散输入功能；或 者能够驱动电致动的电磁阀到控制计算机所命令的位置的输出功能。
存在三种类型的RIU原语，能够从该RIU原语构造模板
*硬件原语(I/0资源)，能够从该硬件原语构造电子接口；
*软件库功能，其用于构建软件功能；以及
*数据(接口)类型，能够从其定义更加复杂的数据结构来表示与功能 相关的信息。
给定的RIU硬件平台能够支持的模板范围在I/O类别中描述，该I/O类 别是随RACE工具组提供的支持文档。I/O类别足够详细的概述了每个模板， 以清楚地示出接口怎样连接到传感器(或效应器(effector))、执行了什么数 据处理、以及相关数据被如何解释。充分指定了通用功能的性能和操作边界。
存在与每个模板相关的多个属性，该每个模板可使其值在对实现的模板 的每个实例预定义的约束内调整。这被称为用户定义的特性(UDC)。 1/0类 别描述了每个UDC的目的，并逐条记录限制每个UDC的值的范围。
模板实例
通用模板不使用特定的单元资源集合(i/o管脚、存储器、处理吞吐量等)
描述特定功能，但是它描述了这种功能应当如何构造。通用功能模板的特定 例子被称为模板实例。
每个模板实例是切实的功能，它从它的父模板继承它的结构，但是拥有 其专用的RIU资源集合，如RIUI/0原语(管脚)、S/W库功能的相关实例、和RAM。依赖于平台提供的每个所需类型的资源的总量，RIU硬件平台能够 因此并发地支持给定模板的多个实例。 超集
超集可以被认为是为给定硬件平台(RIU)预定义的和预先设计的CT， 它包括该平台可支持的所有通用功能模板的所有模板实例集合。由于超集CT 将包括竟争相同RIU资源的许多模板实例，因此超集CT自身不是可实行的 应用。但是，只要如处理器吞吐量的共享RIU资源的全部负载不超过可用的 总量，仔细选择的超集的子集就能够形成可实行的应用的基础，在该仔细选 择的超集的子集中，没有并发选择其资源互相重叠的模板实例。
超集的内容在单元ICD中描述，该单元ICD是随工具组提供的另一支持 文档。
操作原理
RACE提供三种操作模式
*生成
*分析
* 自动分配
生成模式
RACE的主要功能是自动编译RIU集合的CT,以便配置RIU来提供需 要的功能。它使用取为其输入的两个主要信息源来进行该操作
*资源数据库，它定义了特定硬件平台的特性和能力，并且包括相关的
超集CT的定义以及其他的辅助信息；以及 *输入文件，它包括应用需求，该应用需求包括要用于该应用的单元
列表、以及对每个单元从超集选择的所需要的模板实例的子集、以及
逐项说明和详细描述单元将在运行时接收或者传输的串行总线消息
集合的列表。
资源数据库与RACE工具组由设备供应商提供。将这些信息分离为分开 的输入文件而不是将其嵌入到RACE中，这允许工具组容易地适用于来自 RIU产品家族的任何产品。这也允许超集适于各个产品和/或客户需求。
输入文件由终端用户编译。从超集中选择的每个模板实例与装载集合的 特定单元关联，并供特定的航空器功能之用。事实上，更确切的说，输入文 件包括航空器功能列表，并且每个功能被分配到单元和模板实例。为使用选择的每个模板实例能够以下述方式适配
*能够指定其UDC的值，该值服从I/0类别中指定的约束； *相关处理功能的连续调用之间的时段能够从允许的时段范围中选择； 并且
*能够指定其数据接口到消息块的映射。 另外，必须为输入文件中列出的每个消息指定下述 *从I/O类别中指定的消息类型范围中选择的其类型； *其相关的数据块和其大小；以及
*同样从允许的时段范围中选择的、相关消息处理功能的连续调用之间 的时段。
当命令RACE工具"生成，，时，它以要求的速率并以实现的所要求的UDC 值来编译CT，对于集合中的每个RIU, CT包括要调用的指定功能的调度表； 它包括对于支持机器的基本操作需要的所有支持的内务处理功能。只有下述 各项属实，它才能完成此功能
*输入文件是完整的并服从要求的格式；
要求的功能不超过(oversubscribe)可用的装载集合资源；以及
*从每个单元的超集中选择的那些模板实例中，没有模板实例竟争同样
的(不能共享的)资源。 自动分配
在自动分配模式下，还能调用RACE软件/方法。在第一个实例中，输入
文件可列出要求的应用功能，识别从i/o类别里描述的那些功能中选出的每
一个功能的模板，以便规定所需的功能的范围。然而，可能忽略一些或全部 功能的单元和/或模板实例分配。在此情况下，RACE能够用于为每个不完整 的功能建议候选单元和模板实例。
输入文件中可为每个功能指定额外信息，例如，空间数据和系统安全相 关的(即，隔离)属性。这允许RACE在自动分配模式下执行用户定义的自 动分配规则，这在自动分配过程中对终端用户造成一些影响。
与输入文件和资源数据库一样，第三输入也被要求支持自动分配配置文 件。其被终端用户修改以影响RACE运行时操作，并从由设备供应商提供的 默认值编译。配置文件的主要内容为
* RACE纟喿作-没定*用户定义的自动分配规则和定义
自动分配的结果写回到输入文件的复本中。
在所有的三种操作模式中，RACE报告状态并生成详细处理消息的曰志 来帮助用户分析运行的结果。 分析
在分析模式下调用时，RACE软件能够分析在输入文件中指定的应用需 求集合。在这个模式下，RACE首先检查是否已经正确地将输入文件格式化。 其次，它确定是否可以如目标装载集合(同样定义在输入文件中)所指定的 实现列出的所有功能，而不过多消耗任何可用的资源或打破在配置文件中指 定的用户定义的分配隔离规则。还计算了每个单元中消耗的每种资源的量。
所有三个输入文件被要求支持分析模式。结果被写回到输入文件的复本中。
RACE组件
RACE工具组包括多个组件程序。它们是
參RACE
參RaceUI
參RaceVF
CT2Bin
RACE
RACE是工具组的主要组件。它执行分析、自动分配和生成的关键功能。 通过命令行，在分析、自动分配和生成的三种操作模式中的一种下调用 RACE。所有的操作参数通过包括输入和输出的位置的命令行传递。
RACE的输入是资源数据库、输入文件和配置文件。对于分析模式和自
动分配模式仅需要配置文件。
RACE输出的输出是作为填入了分析和自动分配模式的结果的输入文件 的复本的RACE输出文件，或者如果在生成模式下调用RACE,则RACE输 出的输出是源CT文件。源CT文件是人类可读形式的、高级、基于文本的最 终二进制CT版本。格式类似于能够支持符号引用和注释的汇编程序语言。
RaceUI
RACE工具组被设计成操作为到提供了用户接口的另 一程序的"插件"。 然而，工具组可单独使用，在这种情况下，RaceUI组件提供用户接口 。 RaceUI提供给用户以下工具
*创建/编辑/预览RACE输入文件 *创建/编辑/预览RACE配置文件
*在分析、自动配置或者生成模式下调用或者中止RACE *预览RACE输出文件或日志文件
RACEUI使用资源数据库，以在输入文件的编辑会话期间约束用户进行 有效数据输入。当其被调用时，RaceUI将相同文件的位置传递给RACE。 RaceVF
RaceVF是独立的程序，其在生成模式下被RACE调用。它的功能是验证 RACE的输出(源CT)与输入文件和资源数据库中指定的信息100%兼容。 这样，它验证RACE已经正确操作，并保证源CT对安全关^:应用具有足够 的完整性。如果RaceVF发现不兼容，则生成过程的最后步骤被中止，并且 不生成可下载的CT。
CT2Bin
生成过程的最终步骤是将源CT转换成可下载的二进制版本。这由 CT2Bin执行，其类似于删减的(cut-down)编译器操作。CT2Bin由RACE 在生成过程期间调用。
CT2Bin的输入是由RACE生成的源CT和由RaceVF生成的使能标记。 该输出是适合下载到目标硬件的二进制文件，CT2Bin仅在标记存在并有 效的情况下生成此二进制文件。
权利要求
1. 一种配置接口单元的方法，包括提供软件的步骤，该软件包括提供关于单元要用作的功能的信息的配置数据，该软件包括定义功能应当怎样构造的通用功能模板和从通用功能模板得到的模板实例，并且该方法还包括选择与特定接口单元兼容的特定模板实例的步骤。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法包括提供二进制编码 形式的配置数据表的输出。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于该方法包括分析模式， 该分析模式被安排用于确定目标接口单元能否实现功能需求集合。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于分析模式还被安排用于检查 输入文件的正确;f各式化。
5. 根据上述任一权利要求的方法，其特征在于通用功能模板包括到以下 一个或多个的接口传感器、限制开关和电磁阀。
6. 根据上述任一权利要求的方法，其特征在于通用功能模板具有用户能 在预定义的约束内调整的值。
7. 根据上述任一权利要求的方法，其特征在于模板实例有其自己专用的 接口资源集合。
8. —种用于执行根据上述任一权利要求的方法的装置。
9. 一种通过权利要求1到7的任一所述的方法来配置的接口单元。
10. —种包括权利要求1到7的任一所述的方法的软件的数据存储介质。
全文摘要
一种工具组，其包括计算机软件程序集合，该计算机软件程序集合支持在航空器中使用的一族可配置的远程接口单元。该软件包括关于每个单元要执行的功能的配置数据、定义功能应当如何构造的通用功能模板、以及从通用功能模板得到的模板实例。选择与特定接口单元兼容的特定模板实例。
文档编号G05B19/042GK101438214SQ200780015934
公开日2009年5月20日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年5月3日
发明者克里托弗·K·哈本, 安德鲁·P·雷诺兹, 蒂莫西·J·罗伯茨 申请人:通用电气航空系统有限公司