一种综合模块化航电系统服务能力评估方法
【专利摘要】一种综合模块化航电系统服务能力评估方法。其包括对IMA平台提供的资源进行确认、划分；对IMA平台各资源进行独立性确认和量化处理；建立IMA平台资源矩阵；从平台资源矩阵中获得IMA平台最大服务能力；判定IMA系统是否满足航电系统功能的服务能力需求：当存在资源失效时，相应的资源矩阵中的元素置零，或根据资源的降级情况减少数值，重复判定过程，实现对资源失效后的IMA平台服务能力的评估等步骤。本发明解决了针对资源共享特性的IMA平台的服务能力评估问题，对系统的服务能力进行了量化，有助于最大化系统的资源利用率；有助于系统集成厂商合理规划IMA平台的驻留功能种类和数量，提高航电系统的“失效-安全”能力。
【专利说明】一种综合模块化航电系统服务能力评估方法
【技术领域】
[0001]本发明属于综合模块化航空电子【技术领域】，特别是涉及一种综合模块化航电系统服务能力评估方法。
【背景技术】
[0002]综合模块化航空电子(IMA, Integrated Modular Av1nics)系统通过在硬件资源平台上驻留不同的分区应用来实现相应的航电系统功能，带来了制造、维护成本的降低，使IMA系统逐渐开始替代传统的联合式航电系统成为新一代客机的首选航电架构，已被应用于波音787、空客A380以及COMAC C919飞机。
[0003]随着技术的发展和航电系统需求的不断提高，越来越多的航电系统功能被集成到IMA平台，因此IMA平台所驻留的分区应用数量和种类也在不断增加，使得不同安全关键等级的应用能够共享相同的资源。在IMA系统架构下，各具体系统功能的实现依赖于IMA平台本身的服务能力，而现有的服务能力评价方法仅针对特定的航电功能进行，如针对导航、通信、避撞等系统的性能评价，无法完成IMA系统的服务能力评估，从而给航电系统集成带来了困难，使系统集成厂商无法准确预估IMA平台的服务能力，只能采取保守策略，结果造成了系统资源的浪费，提高了设计、制造和系统集成的成本。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种综合模块化航电系统服务能力评估方法。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供的综合模块化航电系统服务能力评估方法包括按顺序执行的下列步骤:
[0006]步骤I):首先对IMA平台可提供的资源进行确认、划分；
[0007]步骤2):对IMA平台各资源进行独立性确认和量化处理；
[0008]步骤3):建立IMA平台资源矩阵；
[0009]步骤4):从上述IMA平台资源矩阵中获得IMA平台的最大服务能力；
[0010]步骤5):判定IMA系统是否满足航电系统功能的服务能力需求:
[0011]步骤6:当存在资源失效时，相应的资源矩阵中的元素置零，或根据资源的降级情况减少数值，重复步骤5)的判定过程，实现对资源失效后的IMA平台服务能力的评估；当不存在资源失效时，说明评估已经完成，本流程至此结束。
[0012]在步骤I)中，所述的IMA平台资源主要分为:计算资源、存储资源和通信资源；其中计算资源包括:中央处理器、传感器前端处理器；存储资源包括:分区应用的运行内存、分区应用的数据存储器以及分区应用的配置存储器；通信资源包括:通信链路、虚拟链路、通信端口和信誉值。
[0013]在步骤2)中，所述的IMA平台资源的独立性确认手段包括物理隔离确认和逻辑隔离确认两种；对于不同的资源类别，被认可的的隔离方式如下；对于处理器资源，采用多核处理器或多处理器IMA平台的物理隔离方式，其各处理器/处理单元间具有确定的物理隔离边界，单个失效不会影响到其他部分的处理能力；以及单处理器上分区隔离的逻辑隔离方式，通过对处理器的访问权限进行时间划分来达到对各驻留航电系统功能的隔离；对于存储资源，采用物理地址隔离的物理隔离方式，通过内存管理单元对虚拟地址管理的逻辑隔离方式；通信资源采用虚拟链路技术的逻辑隔离方式，以及多端口技术的物理隔离方式。
[0014]在步骤2)中，所述的量化处理是对IMA平台资源进行数值化的能力评估；对于计算资源，以秒钟执行的百万指令数作为其计算能力的评估单位；对于存储资源，以比特作为其存储能力评估单位；对于通信资源，以每秒传输字节数作为其数据传输能力评估单位。
[0015]在步骤3)中，所述的IMA平台资源矩阵为:
[0016]
【权利要求】
1.一种综合模块化航电系统服务能力评估方法，其特征在于:所述的综合模块化航电系统服务能力评估方法包括按顺序执行的下列步骤: 步骤I):首先对IMA平台可提供的资源进行确认、划分； 步骤2):对IMA平台各资源进行独立性确认和量化处理； 步骤3):建立IMA平台资源矩阵； 步骤4):从上述IMA平台资源矩阵中获得IMA平台的最大服务能力； 步骤5):判定IMA系统是否满足航电系统功能的服务能力需求: 步骤6:当存在资源失效时，相应的资源矩阵中的元素置零，或根据资源的降级情况减少数值，重复步骤5)的判定过程，实现对资源失效后的IMA平台服务能力的评估；当不存在资源失效时，说明评估已经完成，本流程至此结束。
2.根据权利要求1所述的综合模块化航电系统服务能力评估方法，其特征在于:在步骤I)中，所述的IMA平台资源主要分为:计算资源、存储资源和通信资源；其中计算资源包括:中央处理器、传感器前端处理器；存储资源包括:分区应用的运行内存、分区应用的数据存储器以及分区应用的配置存储器；通信资源包括:通信链路、虚拟链路、通信端口和信誉值。
3.根据权利要求1所述的综合模块化航电系统服务能力评估方法，其特征在于:在步骤2)中，所述的IMA平台资源的独立性确认手段包括物理隔离确认和逻辑隔离确认两种；对于不同的资源类别，被 认可的的隔离方式如下；对于处理器资源，采用多核处理器或多处理器IMA平台的物理隔离方式，其各处理器/处理单元间具有确定的物理隔离边界，单个失效不会影响到其他部分的处理能力；以及单处理器上分区隔离的逻辑隔离方式，通过对处理器的访问权限进行时间划分来达到对各驻留航电系统功能的隔离；对于存储资源，采用物理地址隔离的物理隔离方式，通过内存管理单元对虚拟地址管理的逻辑隔离方式；通信资源采用虚拟链路技术的逻辑隔离方式，以及多端口技术的物理隔离方式。
4.根据权利要求1所述的综合模块化航电系统服务能力评估方法，其特征在于:在步骤2)中，所述的量化处理是对IMA平台资源进行数值化的能力评估；对于计算资源，以秒钟执行的百万指令数作为其计算能力的评估单位；对于存储资源，以比特作为其存储能力评估单位；对于通信资源，以每秒传输字节数作为其数据传输能力评估单位。
5.根据权利要求1所述的综合模块化航电系统服务能力评估方法，其特征在于:在步骤3)中，所述的IMA平台资源矩阵为:
计算存储通信…
资源矩阵的列代表了 m个不同的资源类别，资源矩阵的行代表了不同类别资源的η个独立模块，资源矩阵中的每个元素α π代表各资源模块可提供的量化的服务能力。
6.根据权利要求1所述的综合模块化航电系统服务能力评估方法，其特征在于:在步骤4)中，所述的从IMA平台资源矩阵中获得IMA平台的最大服务能力的方法是: 从资源矩阵的每一列中选取I个不为O的元素组成的一个资源集合P[ Cili a2k α3ω…]称为一个最小服务单元；资源矩阵中所有不重叠的最小服务单元个数成为IMA平台的最大服务能力。
7.根据权利要求1所述的综合模块化航电系统服务能力评估方法，其特征在于:在步骤5)中，所述的判定IMA系统是否满足航电系统功能的服务能力需求的方法是: 对于具体的航电系统功能fi，其对IMA平台的资源需求集合为QW1 β2 β3…];当航电系统功能所需的资源不可分割时，当存在最小服务单元？1，对任意元素时，则判定IMA系统满足航电系统功能&的服务能力需求；当航电功能所需的资源可分配到不同资源模块时，对于航电系统功能fk，当存在最小服务单元集合[Pi, Pk，...]满足对任意元素Σ a u > β i时，则判定IMA系统满足航电系统功能fk的服务能力需求，否则IMA系统不能满足航电系统功能fk的服务能力需求； 当多航电系统功能驻留在同一 IMA平台的时，对于航电系统功能集合F[fp, fr, ft，...]，其对IMA平台的资源需求集合为[Qi, Qk,…]，当存在最小服务单元集合[Pi, Pk，...]满足对任意元素Σ Qij^E Pi，同时满足各航电系统功能对资源平台是否可分割的需求时，则判定IMA系统满足航电系统功能集合F的服务能力需求，否则IMA系统不满足航电系统功能集合F的服务能力需求。
【文档编号】G06F19/00GK104182624SQ201410397348
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】王鹏, 白杰, 赵长啸, 田毅, 肖女娥 申请人:中国民航大学