一种航空电子系统全生命周期统一模型的建模方法
【专利摘要】本发明涉及一种航空电子系统全生命周期统一模型的建模方法，包括：将航空电子系统分解成系统、分系统、设备、模块和元素；按照研发阶段维度，建立需求模型、架构模型、行为逻辑模型、人机交互模型、ICD模型、硬件模型、软件模型和测试模型；建立各模型之间的连接关系，形成系统级模型、分系统级模型、设备级模型、模块级模型和元素级模型；集成系统级模型、分系统级模型、设备级模型、模块级模型和元素级模型，形成统一模型。通过该方法，可以准确地建立航空电子系统全生命周期统一模型，该统一模型可对航空电子系统的整体软/硬件架构、功能、接口、行为等进行有效描述，支持系统级的综合仿真，实现研发过程中数据的无缝传递。
【专利说明】一种航空电子系统全生命周期统一模型的建模方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于航空电子【技术领域】，涉及航空电子系统的建模，具体涉及一种能够建 立起航空电子系统全生命周期统一模型的建模方法。
【背景技术】
[0002] 电子技术和网络技术的快速发展推动了航空电子系统的升级换代。新一代基于 IMA/DIMA架构的综合航空电子系统体系结构复杂，研制周期短，性能、质量要求高，需要采 用基于模型的系统工程的研发方法。现有航空电子系统研发过程的数据模型，比如需求模 型、人机交互模型、架构模型、ICD模型(接口控制文件模型）等，只能支持某一个研发阶段， 各模型之间关联性不强，研发过程难以实现自动化。此外，在全生命周期研发过程中，大量、 异构的研发数据需要进行管理，现有存在于各个工具中的模型数据无法实现快速、有效的 转换和无缝传递，从而导致全生命周期的数据难以统一、有效管理。因此，迫切地需要一种 全生命周期的统一模型，类似于机械结构设计中的三维模型，可以支持整个航空电子系统 的研发过程。但是，现有的建模方法只能建立某一研发阶段的模型，无法建立上述全生命周 期的统一模型，所以无法满足对航空电子系统全生命周期统一模型的需求。
[0003] 因此，目前亟需一种新的建模方法，通过其能建立起航空电子系统全生命周期统 一模型，从而实现研发过程的自动化，以及全生命周期研发过程中数据的快速、有效地转换 和无缝传递。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是解决现有航空电子系统建模方法的上述问题，建立起航空电子系 统全生命周期统一模型，从而实现研发过程的自动化，以及全生命周期研发过程中数据的 快速、有效地转换和无缝传递。
[0005] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种航空电子系统全生命周期统 一模型的建模方法，其包括以下步骤：（1)按照系统维度，自顶向下，将航空电子系统逐步 分解成系统、分系统、设备、模块和元素；（2)针对每一个系统、分系统、设备、模块和元素， 按照研发阶段维度，对应地建立各自的需求模型、架构模型、行为逻辑模型、人机交互模型、 ICD模型、硬件模型、软件模型和测试模型；（3)建立起每一个系统、分系统、设备、模块和元 素的各自的需求模型、架构模型、行为逻辑模型、人机交互模型、ICD模型、硬件模型、软件模 型和测试模型之间的连接关系，形成系统级模型、分系统级模型、设备级模型、模块级模型 和元素级模型；（4)基于系统维度，集成上述系统级模型、分系统级模型、设备级模型、模块 级模型和元素级模型，形成航空电子系统全生命周期统一模型。
[0006] 进一步地，其中，所述步骤（2)中，系统级的需求模型由设计人员综合用户需求得 出，并根据系统级的需求模型及设计进展，逐步细化出分系统级至元素级的需求模型；架构 模型根据需求模型建立，反映航空电子系统不同层级软件、硬件的构成方式，并根据不同层 级的需求模型及设计进展，逐步建立从系统级至模块级的架构模型；行为逻辑模型反映了 航空电子系统对于外界指令的响应及内部不同模态之间的转换关系，根据不同层级的需求 模型及设计进展，逐步建立从系统级至模块级的行为逻辑模型；人机交互模型根据硬件模 型、行为逻辑模型建立，主要用于设备级，反映了人机交互界面的组成形式及操作顺序；ICD 模型根据架构模型、行为逻辑模型建立，反映软硬件的接口形式，贯穿系统级至元素级；硬 件模型根据架构模型、ICD模型建立，主要用于设备级、模块级、元素级，反映硬件接口、组成 形式；软件模型根据架构模型、ICD模型建立，主要用于设备级，包含变量及变量间的函数 关系；测试模型用于执行对已设计的航空电子系统的仿真测试，主要包含测试需求与测试 步骤，其中测试需求根据需求模型建立。
[0007] 更进一步地，其中，所述步骤（3)中，各模型之间的连接关系为：架构模型与行为 逻辑模型均基于需求模型建立；ICD模型与架构模型、行为逻辑模型和需求模型关联；硬件 模型、软件模型、人机交互模型都与需求模型、结构模型、行为逻辑模型和ICD模型关联；测 试模型与所有其它模型关联。
[0008] 再进一步地，其中，所述步骤（3)中，各模型之间的具体连接关系为：需求模型为 其它各模型的基础，架构模型与行为逻辑模型均基于需求模型建立，ICD模型与架构模型、 行为逻辑模型直接关联；硬件模型与架构模型、ICD模型直接关联，引用架构模型中的硬件 拓扑关系、ICD模型中的硬件接口；人机交互模型与硬件模型、行为逻辑模型直接关联，弓丨 用硬件模型中的界面显示、行为逻辑模型中的状态转移关系；软件模型与架构模型、ICD模 型直接关联，引用架构模型中的软件架构、ICD模型中的软件接口；测试模型基于需求模型 建立，并对其它模型进行集成，测试模型对其它模型均为调用关系。
[0009] 在本发明中，通过对航空电子系统全生命周期统一模型进行系统维度和研发阶 段维度分解，并通过建立起研发阶段维度中各模型之间的连接关系，以及通过系统维度对 各系统维度的模型进行集成，可以准确地建立航空电子系统全生命周期统一模型，所建立 的统一模型可以对航空电子系统的整体软/硬件架构、功能、接口、行为等进行有效描述， 支持系统级的综合仿真，实现研发过程中数据的无缝传递。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是本发明的航空电子系统全生命周期统一模型的建模方法的流程图。
[0011] 图2是航空电子系统按照维度分解的示意图。
[0012] 图3是按照研发阶段维度建立的各个模型之间的连接关系的示意图。
[0013] 图4是按照研发阶段维度建立的各个模型之间的详细连接关系的示意图。
[0014] 图5是武器分系统按系统维度分解的示意图。
[0015] 图6是武器分系统的架构模型的示意图。
[0016] 图7是武器分系统的SMS的架构模型的示意图。
[0017] 图8是武器分系统在正常情况下的行为逻辑模型的示意图。
[0018] 图9是武器分系统在异常情况下的行为逻辑模型的示意图。
[0019] 图10是武器分系统的SMS的行为逻辑模型的示意图。
[0020] 图11是武器分系统的PNL的人机交互模型的示意图。
[0021] 图12是武器分系统的I⑶模型的软件部分的示意图。
[0022] 图13是武器分系统的SMS的硬件模型的示意图。
[0023] 图14是武器分系统的测试步骤的示意图。
[0024] 图15是武器分系统的SMS的测试步骤的示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图详细描述本发明的【具体实施方式】。
[0026] 在本发明中，航空电子系统全生命周期统一模型采用两个维度进行描述，分别是： 系统维度和研发阶段维度。通过在系统维度和研发阶段维度二维空间中建立相应的模型， 并集成所建立的模型而建立起航空电子系统全生命周期统一模型，从而实现研发过程的自 动化，以及全生命周期研发过程中数据的快速、有效地转换和无缝传递。
[0027] 图1示出了本发明的航空电子系统全生命周期统一模型的建模方法的流程图。如 图1所示，在所述航空电子系统全生命周期统一模型的建模方法中，首先，如图2所示的那 样，按照系统维度，自顶向下，将航空电子系统逐步分解成系统、分系统、设备、模块和元素。 当然，为了简化，在图2中只是示出了系统包括一个分系统，分系统包括一个设备，设备包 括一个模块，模块包括一个元素。但是，众所周知，一个综合航空电子系统由多个分系统构 成，而每一个分系统相应地由多个设备构成，每个设备相应地由多个模块构成，同时，每个 模块相应地由多个元素组成。整个航空电子系统的构成是本领域技术人员众所周知的，为 了简化，在这里不详细示出。通过按照系统维度，自顶向下，将航空电子系统逐步分解成系 统、分系统、设备、模块和元素，可以完成整个航空电子系统按照系统维度的拆分，进而有助 于针对每一个系统维度建立相应的模型，从而实现航空电子系统全生命周期统一模型按照 系统维度的分解。
[0028] 在按照系统维度对航空电子系统进行分解之后，接下来要针对每一个系统、分系 统、设备、模块和元素，按照研发阶段维度，对应地建立各自的需求模型、架构模型、行为逻 辑模型、人机交互模型、ICD模型、硬件模型、软件模型和测试模型。通过按照研发阶段维度 建立每一个系统、分系统、设备、模块和元素的各自的需求模型、架构模型、行为逻辑模型、 人机交互模型、ICD模型、硬件模型、软件模型和测试模型，可以建立起每一个系统维度，即 每一个系统、分系统、设备、模块和元素的整个生命周期内从需求到测试的所有模型，从而 有助于建立起全生命周期统一模型。
[0029] 其中，需求模型为条目化的需求列表。由于在对航空电子系统设计之前先对用户 需求进行了调研并得到了用户需求，因此，系统级的需求模型由设计人员综合用户需求得 出。然后，根据系统需求模型及设计进展，可逐步细化出分系统级至元素级的需求模型。例 如，为了满足系统级的需要，要求各个分系统必须要能满足哪些需求，同理，为了满足分系 统的需求，要求构成该分系统的各个设备必须满足哪些需求，为了满足设备的需求，要求构 成该设备的各个模块必须满足哪些需求，等等。通过这种逐层分解，可以建立每一个分系统 级至元素级的需求模型。
[0030] 架构模型根据需求模型建立，其反映了航空电子系统不同层级软件、硬件的构成 方式，例如系统级架构模型反映了系统的软件、硬件的构成方式。可根据不同层级的需求 模型及设计进展，逐步建立从系统级至模块级的架构模型。例如，为了满足系统的需求，要 求系统必须由哪些硬件和软件构成，从而可以建立起系统级架构模型；为了满足分系统的 需求，要求分系统必须由哪些硬件和软件构成，从而可以建立起分系统级架构模型；为了满 足设备的需求，要求设备必须由哪些硬件和软件构成，从而可以建立起设备级架构模型，等 等。
[0031] 行为逻辑模型反映了航空电子系统对于外界指令的响应及内部不同模态之间的 转换关系。可根据不同层级的需求模型及设计进展，逐步建立从系统级至模块级的行为逻 辑模型。例如，为了满足系统的需求，要求系统必须对某种外界指令作出某种响应，就可以 据此建立起系统级行为逻辑模型；为了满足分系统的需求，要求分系统必须对某种外界指 令作出某种响应，同时要求分系统必须从一种状态变换成另一种状态，就可以据此建立起 分系统级行为逻辑模型，等等。
[0032] 人机交互模型根据硬件模型、行为逻辑模型建立，主要用于设备级，反映了人机交 互界面的组成形式及操作顺序等。通过建立人机交互模型，可以反映设备的人机交互界面 上呈现的内容。
[0033] ICD模型，即接口控制文件模型根据架构模型、行为逻辑模型建立，反映软硬件的 接口形式，贯穿系统级至元素级。通过该ICD模型，可以知道各个系统维度模型通过接口的 控制方式。
[0034] 硬件模型根据架构模型、ICD模型建立，主要用于设备级、模块级、元素级，反映硬 件接口、组成形式等。通过硬件模型，可以知道各个系统维度模型，例如分系统模型、设备模 型等的硬件构成、接口是什么样的等。
[0035] 软件模型根据架构模型、I⑶模型建立，主要用于设备级，包含变量及变量间的函 数关系。通过软件模型，可以了解设备具有哪些变量以及这些变量之间的函数关系等，便于 了解设备的功能等。
[0036] 测试模型用于执行对所已设计的航空电子系统的仿真测试，主要包含测试需求与 测试步骤，其中测试需求根据需求模型建立，与需求模型的需求一一对应。根据测试需求确 定测试步骤，同时根据测试步骤进行测试。
[0037] 但是，通过上述步骤建立的每一个系统、分系统、设备、模块和元素的各自的需求 模型、架构模型、行为逻辑模型、人机交互模型、ICD模型、硬件模型、软件模型和测试模型都 是孤立的，为了形成统一模型，必须要建立起各个模型之间的联系。因此，接下来，要建立 起每一个系统、分系统、设备、模块和元素的各自的需求模型、架构模型、行为逻辑模型、人 机交互模型、ICD模型、硬件模型、软件模型和测试模型之间的连接关系，从而形成系统级模 型、分系统级模型、设备级模型、模块级模型和元素级模型。所述系统级模型、分系统级模 型、设备级模型、模块级模型和元素级模型都涵盖了整个生命周期从需求到测试的每个研 发阶段的模型。
[0038] 要建立起每一个系统、分系统、设备、模块和元素的各自的需求模型、架构模型、行 为逻辑模型、人机交互模型、ICD模型、硬件模型、软件模型和测试模型之间的连接关系，必 须清楚各模型之间的连接关系。在本发明中，发明人通过对航空电子系统从需求到测试的 研发过程进行梳理，找出了各模型之间的连接关系。其中，图3示出了按照研发阶段维度建 立的各个模型之间的连接关系的示意图。如图3所示，架构模型与行为逻辑模型均基于需 求模型建立；ICD模型与架构模型、行为逻辑模型和需求模型关联；硬件模型、软件模型、人 机交互模型都与需求模型、结构模型、行为逻辑模型和ICD模型关联；测试模型与所有其它 模型关联。通过图3所示的连接关系，可以建立起研发阶段维度中各个模型之间的连接关 系。
[0039] 当然，为了便于将各个模型更好地连接起来，还需要了解各个模型之间具体是如 何连接的。其中，图4示出了按照研发阶段维度建立的各个模型之间的详细连接关系的示 意图。如图4所示，各模型之间的具体连接关系为：需求模型为其它各模型的基础，其它各 模型都要与需求模型直接或间接连接。其中，架构模型、行为逻辑模型和测试模型与需求模 型直接连接；ICD模型通过架构模型和行为逻辑模型与需求模型间接连接；软件模型通过 架构模型、ICD模型与需求模型间接连接；硬件模型通过架构模型、ICD模型与需求模型间 接连接；人机交互模型通过硬件模型和行为逻辑模型与需求模型间接连接。I⑶模型与架 构模型、行为逻辑模型直接关联。硬件模型与架构模型、ICD模型直接关联，引用架构模型中 的硬件拓扑关系、ICD模型中的硬件接口。人机交互模型与硬件模型、行为逻辑模型直接关 联，引用硬件模型中的界面显示、行为逻辑模型中的状态转移关系。软件模型与架构模型、 ICD模型直接关联，引用架构模型中的软件架构、ICD模型中的软件接口。测试模型基于需 求模型建立，并对其它模型进行集成，测试模型对其它模型均为调用关系。
[0040] 最后，基于系统维度，集成上述系统级模型、分系统级模型、设备级模型、模块级模 型和元素级模型，即，按照图2中所示的树状图的方式将上述系统级模型、分系统级模型、 设备级模型、模块级模型和元素级模型连接在一起，从而形成航空电子系统全生命周期统 一模型。
[0041] 为简洁和清楚地描述本发明所述的建模方法，下面以航空电子系统中的武器分系 统为例，以导弹地面自检"直流加电"的过程为设计场景，描述实现该过程所需的航空电子 系统全生命周期统一模型的建模过程。
[0042] 该"直流加电"过程共包含2个用户场景，分别描述如下： 1、加电正常： 1) DD (导弹）已挂载的情况下，飞行员通过PNL (控制面板）上的"武器总电源"和"武 器供电"开关启动DD直流加电过程； 2) SMS (导弹外挂）接到开关信号以后控制给DD供直流电； 3) DD通过SMS向MP (综合处理机）反馈加电状态； 4ΠΜΡ更新DD符号，对正在加电的DD显示加温符号； 5)在加电10S后，SMS向MP更新状态为"计时到"，计时到的武器绿色显示。
[0043] 2、加电故障： 1) DD已挂载的情况下，飞行员通过PNL上的"武器总电源"和"武器供电"开关启动DD 直流加电过程； 2) SMS接到开关信号以后控制给DD供直流电； 3) DD通过SMS向MP反馈加电状态； 4ΠΜΡ更新DD符号"XX"。
[0044] 针对上述情形，采用本发明的建模方法建立统一模型的具体步骤如下。
[0045] 第一步，按照系统维度进行航空电子系统的划分，进行系统维度分解，得到分解后 的示意图如图5。众所周知，武器分系统包括四个设备，即DD、PNL、SMS和頂P ;设备SMS包 括三个模块，即主控模块、接口模块和执行模块；而主控模型又包括多个元素，例如处理器 等。为了简化，在图5中只示出了 SMS的模块，并且只示出了 SMS的主控模块的其中一个元 素。本领域技术人员众所周知的是，DD、PNL、MP也包括多个模块且每个模块也包括多个 元素，并且SMS的其它模块也包括多个元素。但是，这些内容都是本领域技术人员公知的内 容，为了简化，在图5中并没有示出这些内容。
[0046] 第二步，针对武器分系统，PNL、SMS等设备，主控模块等模块，处理器等元素等分别 建立相应的需求模型、架构模型、行为逻辑模型、人机交互模型、ICD模型、软件模型、硬件模 型和测试模型。
[0047] 1、建立需求模型 根据上述用户场景，即用户需求，建立武器分系统的需求模型如下： 1) 如果人员按下"武器总电源"和"武器供电"开关，需要在1秒内更新导弹符号； 2) 如果人员按下"武器总电源"和"武器供电"开关，DD需要在1秒内接收到供电信号； 3) 如果加温正常，需要在按下"武器总电源"和"武器供电"开关后10秒更新DD符号 "计时到"。
[0048] 然后，根据武器分系统的需求，可以确定各个设备必须满足的需求，从而可以建立 设备级需求模型，其中SMS的需求模型如下： 1) 如果接收到"武器总开关"和"武器供电"开关量，需要在1秒内开始对DD直流供 电； 2) 如果接收到DD "加电状态：好"信号，需要在1秒内向MP发送"加电正常"信号； 3) 如果接收到DD "加电状态：好"信号，需要在倒计时10秒向MP发送"计时到"信 号； 4) 如果接收到DD "加电状态：坏"信号，需要在1秒内向MP发送"加电故障"信号。
[0049] 同理，可以根据武器分系统的需求模型，建立DD、PNL和頂P的设备级需求模型；并 根据设备级需求模型建立构成设备的各个模块的需求模型；和根据模块的需求模型建立构 成模型的各个元素的需求模型。为了简化，在这里不一一列出。但是，本领域技术人员可以 根据上述武器分系统的需求模型逐步进行建立。
[0050] 2、建立架构模型 由武器分系统的需求可知，构成武器分系统的各个设备之间要能够进行通信。因此，根 据武器分系统的上述需求模型，建立武器分系统的架构模型如图6所示。该架构模型包含4 个设备和一条冗余的1553B总线。4个设备分别是PNL、DD、SMS、MP，设备之间通过1553B 通讯。
[0051] 然后，根据设备级需求模型，建立设备级架构模型。其中，由SMS的需求模型可知， 要求SMS的接口模块和执行模块都要与主控模块进行数据双向传输，因此建立的SMS架构 模型如图7所示。其中，接口模型和执行模块都通过交叉数据链路与主控模块连接。
[0052] 同理，可以根据DD、PNL和MP的需求模型，建立DD、PNL和MP的架构需求模型； 并根据各模块的需求模型建立各模块的架构模型。为了简化，在这里不一一列出。但是，本 领域技术人员可以根据上述各自的需求模型逐步建立相应的各自的架构模型。
[0053] 3、建立行为逻辑模型 根据武器分系统的需求模型，即，根据上述描述的武器分系统的需求，可以建立武器分 系统的行为逻辑模型。因为有加电正常和加电异常两种用户场景，因此武器分系统的行为 逻辑模型分别为正常情况下的行为逻辑模型和异常情况下的行为逻辑模型。其中，图8示 出了武器分系统在正常情况下的行为逻辑模型的示意图；图9示出了武器分系统在异常情 况下的行为逻辑模型的示意图。
[0054] 然后，根据设备级需求，建立设备行为逻辑模型。其中，根据SMS的需求模型，建立 SMS行为逻辑模型如图10所示。
[0055] 同理，可以根据其它设备级需求模型，以及模块级需求模型建立其它的设备行为 逻辑模型以及模块行为逻辑模型。为了简化，在这里不一一列出。但是，本领域技术人员可 以根据上述各自的需求模型逐步建立相应的各自的行为逻辑模型。
[0056] 4、建立人机交互模型 在武器分系统中，只有PNL有人机交互需求，因此，只需要针对PNL建立人机交互模型。 根据前面的武器分系统行为逻辑模型及PNL的行为逻辑模型、硬件模型，可以确定PNL人 机交互的功能，进而建立PNL的人机交互模型，具体参见图11。在该PNL的人机交互模型 中，其中，"武器总电源"按钮和"武器供电"按钮是供人员依次点击用的；"加温符号"指示 灯、" "时间到"指示灯和"加电故障"指示灯是供人员判断导弹加电状态用的。
[0057] 5、建立I CD模型 根据武器分系统的架构模型与行为逻辑模型，可以建立武器分系统的ICD模型。其中， 根据武器分系统的需求可知，该武器分系统的ICD模型为：硬件部分采用总线型结构，四个 设备DD、PNL、SMS和MP之间通过总线互相连接。其中，建立的武器分系统的I⑶模型的软 件部分如图12所示，按照图12所示构建武器分系统的各设备DD、PNL、SMS和MP之间的通 讯数据。
[0058] 同理，可以根据设备、模块的架构模型与行为逻辑模型，建立相应的ICD模型。为 了简化，在此不一一列出。但是，本领域技术人员可以根据设备、模块的架构模型与行为逻 辑模型，按照与上述建立武器分系统的ICD模型的方式相同的方式构建相应的ICD模型。
[0059] 6、建立软件模型 由于只有设备才具有软件模型，所以不需要建立武器分系统、模块、元素等的软件模 型，只需要建立设备的软件模型即可。根据图6所示的武器分系统的架构模型，并根据图12 所示的ICD模型中数据交互关系，确定SMS在武器分系统中的定位，从而建立SMS的软件模 型。SMS的软件模型包含3个函数，分别为：加电指令函数、加电状态检测函数、计时函数。 同时，SMS的软件模型包含的全局变量为：加电指令、加电状态、计时时间。
[0060] 同理，可以根据图6所示的武器分系统的架构模型，并根据图12所示的ICD模型 中数据交互关系建立其它设备的软件模型。为了简化，在此不一一列出。但是，本领域技术 人员根据按照与上述建立SMS的软件模型相同的方式建立其它设备的软件模型。
[0061] 7、建立硬件模型 由于只有设备、模块和元素才有硬件模型，而武器分系统不具有硬件模型，所以不需要 建立武器分系统的硬件模型，只需要建立起设备、模块和元素的硬件模型即可。其中，可以 根据SMS的架构模型和ICD模型，建立SMS的硬件模型，如图13所示。所述SMS的硬件模 型表示：该SMS的硬件构成为主控模块、执行模块和接口模块，并且各模块的接口之间通过 1553B总线通讯。
[0062] 同理，可以根据其它设备、各个模块和各个元素的架构模型和ICD模型，建立其它 设备、各个模块和各个元素的硬件模型。为了简化，在此不一一列出。
[0063] 8、建立测试模型 首先基于上述用户场景，依据武器分系统的需求，建立武器分系统的测试需求，得到的 武器分系统的测试需求为： 1) 如果人员按下"武器总电源"和"武器供电"开关，DD需要在1秒内接收到供电信号； 2) 如果人员按下"武器总电源"和"武器供电"开关，需要在1秒内更新导弹符号； 3) 如果加温正常，需要在按下"武器总电源"和"武器供电"开关后10秒更新DD符号 "计时到"。
[0064] 上述3条测试需求与武器分系统的需求一一对应。然后，根据武器分系统的上述 测试需求确定武器分系统的测试步骤如图14所示。在确定了武器分系统的测试需求和测 试步骤之后，也就建立了武器分系统的测试模型。
[0065] 然后，根据设备的需求，确定各设备的测试要求。其中，SMS测试需求为： 1) 如果接收到"武器总开关"和"武器供电"开关量，需要在1秒内开始对DD直流供 电； 2) 如果接收到DD "加电状态：好"信号，需要在1秒内向MP发送"加电正常"信号； 3) 如果接收到DD "加电状态：好"信号，需要在倒计时10秒向MP发送"计时到"信 号； 4) 如果接收到DD "加电状态：坏"信号，需要在1秒内向MP发送"加电故障"信号。
[0066] 上述4条测试需求与SMS的需求--对应。然后根据SMS的测试需求，建立SMS 的测试步骤如图15所示。在确定了 SMS的测试需求和测试步骤之后，也就建立了 SMS的测 试模型。
[0067]同理，可以采用同样的方式建立其它设备、模块和元素的测试模型。为了简化，在 这里不--列出。
[0068] 第三步，建立所述第二步中建立的各个需求模型、架构模型、行为逻辑模型、人机 交互模型、ICD模型、硬件模型、软件模型和测试模型之间的连接关系，从而形成武器分系统 模型、DD模型、PNL模型、SMS模型、IMP模型、主控模块模型、接Π 模块模型、执行模块模型、 处理器模型等等。具体建立时，依据图3和图4所示的方式建立各模型之间的连接关系。其 中，在前面已经详述过如何具体建立各模型之间的连接关系。为了简略，这里不再详述。 [0069] 第四步，模型集成。基于系统维度，按照图5所示的武器分系统的分解图集成武器 分系统模型、DD模型、PNL模型、SMS模型、MP模型、主控模块模型、接口模块模型、执行模 块模型、处理器模型等等，形成武器分系统全生命周期统一模型。
[0070] 通过上述实施例可以看出，通过本发明的建模方法，可以准确地建立航空电子系 统全生命周期统一模型，所建立的模型可以对航空电子系统的整体软/硬件架构、功能、接 口、行为等进行有效描述，支持系统级的综合仿真，实现从需求至最终测试整个研发过程中 数据的无缝传递。
[0071] 【具体实施方式】的内容是为了便于本领域技术人员理解和使用本发明而描述的，并 不构成对本发明保护内容的限定。本领域技术人员在阅读了本发明的内容之后，可以对本 发明进行合适的修改。本发明的保护内容以权利要求的内容为准。在不脱离权利要求的实 质内容和保护范围的情况下，对本发明进行的各种修改、变更和替换等都在本发明的保护 范围之内。
【权利要求】
1. 一种航空电子系统全生命周期统一模型的建模方法，其包括以下步骤： (1) 按照系统维度，自顶向下，将航空电子系统逐步分解成系统、分系统、设备、模块和 元素； (2) 针对每一个系统、分系统、设备、模块和元素，按照研发阶段维度，对应地建立各自 的需求模型、架构模型、行为逻辑模型、人机交互模型、ICD模型、硬件模型、软件模型和测试 模型； (3) 建立起每一个系统、分系统、设备、模块和元素的各自的需求模型、架构模型、行为 逻辑模型、人机交互模型、ICD模型、硬件模型、软件模型和测试模型之间的连接关系，形成 系统级模型、分系统级模型、设备级模型、模块级模型和元素级模型； (4) 基于系统维度，集成上述系统级模型、分系统级模型、设备级模型、模块级模型和元 素级模型，形成航空电子系统全生命周期统一模型。
2. 如权利要求1所述的航空电子系统全生命周期统一模型的建模方法，其中，所述步 骤（2)中，系统级的需求模型由设计人员综合用户需求得出，并根据系统级的需求模型及 设计进展，逐步细化出分系统级至元素级的需求模型；架构模型根据需求模型建立，反映航 空电子系统不同层级软件、硬件的构成方式，并根据不同层级的需求模型及设计进展，逐步 建立从系统级至模块级的架构模型；行为逻辑模型反映了航空电子系统对于外界指令的响 应及内部不同模态之间的转换关系，根据不同层级的需求模型及设计进展，逐步建立从系 统级至模块级的行为逻辑模型；人机交互模型根据硬件模型、行为逻辑模型建立，主要用于 设备级，反映了人机交互界面的组成形式及操作顺序；ICD模型根据架构模型、行为逻辑模 型建立，反映软硬件的接口形式，贯穿系统级至元素级；硬件模型根据架构模型、ICD模型 建立，主要用于设备级、模块级、元素级，反映硬件接口、组成形式；软件模型根据架构模型、 ICD模型建立，主要用于设备级，包含变量及变量间的函数关系；测试模型用于执行对已设 计的航空电子系统的仿真测试，主要包含测试需求与测试步骤，其中测试需求根据需求模 型建立。
3. 如权利要求1-2中任一项所述的航空电子系统全生命周期统一模型的建模方法，其 中，所述步骤（3)中，各模型之间的连接关系为：架构模型与行为逻辑模型均基于需求模型 建立；ICD模型与架构模型、行为逻辑模型和需求模型关联；硬件模型、软件模型、人机交互 模型都与需求模型、结构模型、行为逻辑模型和ICD模型关联；测试模型与所有其它模型关 联。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的航空电子系统全生命周期统一模型的建模方法，其 中，所述步骤（3)中，各模型之间的具体连接关系为：需求模型为其它各模型的基础，架构 模型与行为逻辑模型均基于需求模型建立，ICD模型与架构模型、行为逻辑模型直接关联； 硬件模型与架构模型、ICD模型直接关联，引用架构模型中的硬件拓扑关系、ICD模型中的 硬件接口；人机交互模型与硬件模型、行为逻辑模型直接关联，引用硬件模型中的界面显 示、行为逻辑模型中的状态转移关系；软件模型与架构模型、ICD模型直接关联，引用架构 模型中的软件架构、ICD模型中的软件接口；测试模型基于需求模型建立，并对其它模型进 行集成，测试模型对其它模型均为调用关系。
【文档编号】G06F17/50GK104063551SQ201410313346
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】章磊, 周尧明, 刘阳, 李晋, 刘晓春, 杨玲, 曹勇, 熊熠 申请人:北京索为高科系统技术有限公司