一种基于ARINC661的可视化DF的设计验证方法与流程

本发明属于航空信息处理技术领域，更进一步涉及航空座舱显示系统技术领域中一种图形绘制工具及基于ARINC661的可视化DF的设计验证方法。

背景技术：

随着电子技术的飞速发展，航空电子的综合化程度和人机交互的要求越来越高，如何使得操作者与系统能够更高效、安全、方便地交互成为亟待解决的问题。但由于缺乏行业规范，加之电子设备接口各异，为座舱显示系统的开发带来了很大的不便，也放缓了机载交互式综合显示软件发展的脚步。为了满足系统开放性日益提高的需求，降低接口设计的复杂性，加快开发速率，节约成本，ARINC 661标准应运而生。ARINC 661标准的主要目的在于规范座舱显示系统(CDS)与用户应用(UAs)之间的接口，为航空电子器件与不同类型CDS之间的相互连接提供一个平台。ARINC 661标准彻底将绘图代码和状态、位置等图形元素管理代码分离，即将图形显示和处理逻辑分离，两者之间的联系转而由自定义的文件和通信协议所取代。当大家都按照自定义的文件和通讯协议格式来定义人机交互接口时，有利于座舱显示系统的硬件更新换代和软件移植升级。

中国航空无线电电子研究所申请的专利“符合ARINC661规范的飞机座舱显示系统服务器软件的测试方法”(申请号201410022618.8，公开号103761186A) 中公开了一种基于ARINC661的DF文件验证方法，用于进行DF文件的测试。该方法提出通过创建用于描述组件参数名称、类型和合法性约束等的XML文件来结构化可视化的显示DF文件，以达到测试的目的。

这种方式比较简单，效率也比较高，但是对DF定义的组件显示效果不够直观，需要对XML有编程经验的人才可以操作。

江苏瑞天信息科技有限公司申请的专利“一种基于ARINC661的DF文件验证方法”(申请号201310702874.7，公开号103744757A)中公开了一种基于 ARINC661的DF文件验证方法。该方法通过导入DF文件，对DF文件进行分析，然后将各部件属性值、类型分行显示，最后通过启动CDS服务器，对DF文件进行动态仿真验证。该方法提供了可视化的DF验证方法。这种方法为DF验证提供了直观可视化的平台，但比较适合后期系统运行阶段的验证，但对于前期，图形界面的开发者来说，如果验证发现问题，无法通过该平台进行修改，使用起来存在一些不便。

技术实现要素：

发明的目的：为了克服上述已有技术的不足，实现人机交互界面设计的通用化，ARINC661标准提出了通过DF文件来描述图形界面，从而实现了图形界面与逻辑驱动的分离。

技术方案：本发明通过使用可视化的方法创建符合ARINC661的图形符号，然后通过多种变化，最终生成需要的DF文件，然后并对其正确性进行验证。用图形绘制工具在创建的图层上绘制标准的widget对象；通过XML将多个图层合并在一起，然后转换成一个DF文件；通过内核仿真器来仿真各个显示画面，验证DF文件的正确性。

图形绘制工具主要包括DF可视化设计模块、DF文件管理模块、仿真模块三个部分。开发工具采用Visual Studio 2010，基于.NET环境下运行。具体实现方法如下：

(1)DF可视化设计模块设计实现了一个Widget库，用来存放符合 ARINC661标准的图形符号，同时设计实现了一个Shape库用来处理与窗体部件显示相关的数据，与widget库一一对应。DF可视化设计模块还设计实现了层次管理功能，它通过结构树来管理所用图层及图层内的部件(Wigdets)。在创建一个画布后，所有的图层都是层次树父节点下的孩子树，图层做为一个孩子树的父节点，图层内的所有部件(Wigdets)都是孩子树下的子节点。

(2)DF文件管理模块实现了XML格式DF文件的生成和解析以及二进制格式DF文件的生成。DF文件的生成过程就是将DF可视化设计界面中的部件对应的各种数据转换为DF所需要的格式的数据的过程。DF文件格式可以为XML格式或二进制格式。为了实现XML格式DF的生成，首先需要生成一个XML文档实例，在其中添加一个自定义根节点rootnode；其次，在XML文档根节点中添加层节点layer_node,并添加XML数据的model域和XML节点属性数据；第三，遍历整个Widget库，为每一个Widget生成对应的实例节点添加到layer_node 下，并添加XML数据的model域和XML节点属性数据，以此类推，遍历完一层后，判断是否还有其他层，直到所有层都添加到XML文件中。

两个XML文件合并是对层和Widget进行解析重建。当遍历XML格式DF文件遇到layer_node节点时，创建一个层(Layer)节点，根据layer_node中的属性对新创建的层进行设置，接着遍历层下每一个子节点，如果该Widget存在，则在层下创建新的Widget，并将其添加到当前层中。重复上述步骤，直到 layer_node节点下包含了两个XML下所有的图层和Widget。

为了实现二进制格式DF的生成。首先需要新建一个结构，该结构包括了 ARINC661标准定义的DF文件头、块节点以及图形节点。其次，按照遍历结构树的方法将所有的图层和Widget数据转换为二进制数据。

(3)仿真模块设计实现了通过解析二进制DF文件，重建出层和Widget，然后通过调用OpenGL绘制出显示界面。

本发明主要包括可视化的设计DF文件及验证的主要过程，具体实现步骤如下：

(1)创建一个图层或多个图层：

在PC机上打开前述图形绘制工具，用此工具创建一个或多个图层；

(2)在图层上绘制符合ARINC661标准的图形符号，由这些图形符号组成需要的显示界面；

(3)生成一个图层上绘制的widget对应的XML文件；

(4)设计人员判断是否还有其他图层，如果是则执行步骤2，如果否则执行步骤6；

(5)将所有图层的XML文件合并到一起；

(6)将XML文件转换为二进制DF文件；

(7)选择当前显示的图层启动内核仿真器；

(8)模拟内核通过解析DF文件显示图形，验证生成的DF文件是否确。

有益技术效果：

第一，运用XML格式的定义文件来定义图层和图层上的图形对象，虽然比较简单，但是不够直观。对于简单的显示界面来说，用这种方式定义比较方便灵活，但是对于复杂显示界面，这种方式显得不够直观，而且比较繁琐，需要对XML运用熟练的人才能做到。

虽然比较简单，但是不够直观。对于简单的显示界面来说，用这种方式定义比较方便灵活，但是对于复杂显示界面，这种方式显得不够直观，而且比较繁琐，需要对XML运用熟练的人才能做到。

第二，飞机座舱显示器通常需要显示各种电子设备的状态，因此需要显示多个界面，然后通过切换界面，显示当前需要的界面。本发明提供了把多个图层合并的方法，这个方法可以方便将多个不同人设计的显示界面，集成到一起，方便了显示系统集成，同时提高了显示系统的易扩展性。

第三，可以通过“所见即所得”的方式来验证DF文件的正确性，本发明在没有目标机硬件的情况下，通过内核仿真器解析DF文件显示图形界面，验证 DF文件的正确性，这种方法可以更直观的看到通过解析DF文件显示的图形界面是不是机上需要的显示界面。一放方面降低了开发成本，同时提高了开发效率。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的仿真图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

参照附图1，对本发明实现的具体步骤做进一步的描述。

步骤1，用图形绘制工具创建一个图层或多个图层，创建图层时可以首先要设置分辨率，根据需要选择常规设置1024×768，或者自定义设置，设置其他分辨率。

步骤2，在一个图层上，使用图形绘制工具里已有的widget图形符号，绘制显示界面，绘制时可以通过属性栏改变widget图形符号的属性，例如绘制一个用于显示参数的柱状图，步骤如下：

a.使用图形绘制工具在图层上画三个长方形，将三个长方形的颜色设置为红、黄、绿；

b.将红、黄、绿三个正方形，按照绿、红、黄的顺序由下到上纵向排列；

c.在组合的长方形的底部，对称两个三角形，将颜色设置为黄色；

d.在长方形的下端绘制一个label，用来显示当前传感器的参数。

步骤3，使用绘图工具提供的“生成XML”菜单，生成上面图层widget对应的XML文件。

步骤4，如果有其他图层，继续绘制其他图层的显示界面，然后重复步骤3，否则，执行步骤6。

步骤5，使用绘制工具提供的“XML文件合并”菜单，将所有图层的XML 文件合并在一起。

步骤6，使用绘制工具提供的“生成二进制DF”菜单，将XML文件转换为二进制DF文件。

步骤7，选择当前显示的图层，点击绘制工具中的“开始仿真”菜单。

步骤8，模拟内核通过解析DF文件显示图形，设计者通过显示的图形，如图2 所示，通过直观的显示图形验证DF文件设计的正确性。