基于构件的开放式网络化自动测试技术研究

针对当前网络化自动测试系统的软件复用局限于代码复用的问题,提出基于构件的开放式网络化自动测试系统软件开发方法,实现测试软件的更高层次复用。引入领域工程的思想,将软件开发过程划分为三个阶段：领域分析阶段运用UML建模语言对网络化自动测试系统进行需求分析、静态分析和动态分析;领域设计阶段完成可复用构件的辨识和提取,并建立可复用构件框架模型;领域实现阶段对关键的可复用构件进行实现。     

基于ARM-Core4x 嵌入式软件平台的实现方法

针对基于ARM-Core4x微处理器的管脚功能可配置的特点,降低应用业务模块对硬件驱动层关注度及业务代码与驱动代码耦合性,提出了一种基于ARM-Core4x微处理器的嵌入式软件开发平台设计方法,该平台可提供了基于POSIX标准的硬件操作接口和操作系统及网络协议基本应用的接口,并通过子模块间逻辑调用机制的合理设计,实现了平台核心模块和应用模块独立编译且运行期间相互调用功能模块,实现开发平台的整体功能;通过对该平台软件的应用模块二次开发,减少用户应用开发对ARM微处理器硬件的关注度,使用户开发重点聚焦在应用及业务的实现上;实践证明,该软件平台可方便应用在低压继电保护装置以及智能化设备产品的开发,提高了用户应用开发效率和降低开发难度。     

基于KW01的无线RFID读卡系统设计

针对以Mifare卡为基础的传统有线RFID系统组网复杂,成本高等问题,采用飞思卡尔2014年最新推向市场的KW01 MCU(集成ARM Cortex-M0+内核与Zigbee Sub-1G无线射频收发器)与射频芯片 MF RC531开发了一套无线RFID读卡系统,以构件化思想设计了系统各模块的硬件电路,封装了KW01与RC531的底层软件驱动构件,并以此为基础给出了结构清晰的工程框架,降低了系统开发的难度,提高了系统的可扩展性与可移植性;同时在软件设计中移植了飞思卡尔SMAC无线精简协议栈实现网络组建,并改进了通信协议与数据收发机制。在433M频率下的测试表明系统节点通信距离远、功耗低、性能稳定,达到了预期要求。     

基于实时嵌入式系统的串口设备驱动技术研究

针对基于VxWorks嵌入式系统的设备驱动的设计与实现展开研究。在分析系统层次结构和设备驱动调用关系的基础上,对基于VxWorks嵌入式系统的设备驱动框架结构设计,提出了虚拟设备驱动层这一理念,虚拟设备驱动层处在I/O系统和真实驱动程序之间,通过虚拟设备驱动层来统一管理各真实硬件驱动,同时还管理着I/O系统和真实驱动程序之间的通信;通过给出的读写环形缓冲区解决了低速设备和处理器两者的速度同步问题,大大降低了系统开销,提高了驱动程序的性能;通过使用虚拟设备驱动层这一理念开发设备驱动在可靠性和实时性方面都能满足应用要求。     

基于REST构架的油田设备管理系统软件的设计

研发的油田设备管理系统软件可完成设备的静态信息管理、设备动态信息管理、设备运行统计分析和设备维护等功能;系统以Eclipse作为开发平台,以Spring框架为开发模式,使用JSP进行具体开发工作,数据库使用企业级的Oracle数据库,通过Hibernate框架访问数据库,可以将实现业务逻辑的代码和数据库访问代码有效分开,使程序结构更加清晰,减少了软件维护的难度;文章详细介绍了软件的主要功能模块和系统的关键技术;该系统已经部署于油田现场,实现了对智能远程终端设备的初步的全生命周期管理,保障设备的安全运行。     

一种飞艇半物理仿真系统ARINC429驱动的设计与实现

为了满足飞艇实际飞行过程对通信可靠性和实时性的需求,半物理仿真系统的飞艇模型计算机采用以PC为平台的Xpc嵌入式实时系统,飞控计算机采用以PowerPC为平台的VxWork嵌入式实时系统,通过ARINC429协议完成数据通讯;硬件上,PowerPC通过桥接芯片访问并控制PCI设备;软件上,按照Xpc系统和vxWork系统PCI设备驱动程序的编写流程,分析了xPC内存驱动框架和vxBus驱动框架关键技术点,设计了飞艇模型计算机Xpc和飞控计算机Vxwork的ARINC429通讯卡驱动程序;通过实际的应用,证实所开发的ARINC429驱动程序满足飞艇半物理仿真平台数据通讯的可靠性和实时性。     

测发控软件组态开发平台的设计与应用

为了适应并满足快速构建运载火箭测发控软件的业务需求,提出一种以实时内存数据库为核心,多个软件构件为基础的组态式软件开发平台。为设计人员提供了统一的开发接口和应用模式,可根据具体需求选择不同的构件和模块进行组态配置和定制式开发。目前在该平台基础上开发的数十项测发控软件已经成功应用在多个运载火箭型号之中,证明其灵活的结构设计和高复用构件能够很好地满足需求的快速响应,极大提高了测发控软件的实时数据服务与应用水平。     

基于VxWorks的小型无人机飞行控制软件设计

针对小型无人机功能日益复杂,迫切需要提高实时性与可靠性等现状,开发了一套基于VxWorks实时操作系统的小型无人机飞行控制软件,实现了无人机自主起飞、空中巡航和自主着陆等飞行控制功能;在完成软件需求分析的基础上,设计了飞行控制软件的总体结构,并结合VxWorks操作系统的运行机制给出飞行控制软件模块化设计方案,着重介绍了多任务环境下任务划分及优先级分配策略;半物理飞行仿真试验表明:该飞行控制软件能够实现自主、指令、人工3种飞行模式下的飞行控制功能,具有良好的实时性和可靠性,满足飞行控制软件最初的设计需求,同时大大降低了开发难度,提高了软件的可维护性和可移植性。     

基于嵌入式实时操作系统的弹载计算机软件设计

嵌入式实时操作系统的引入改变了传统弹载计算机软件开发模式;通过对我国自主研发的一款嵌入式实时操作系统进行研究,分析当前战术导弹弹载计算机系统的特征,对实时操作系统实施裁减定制,形成了满足弹载软件系统的微内核系统;围绕着基于该内核系统的应用,某型弹载计算机软件的设计从系统需求分析、任务划分、任务实现以及最终系统运行结果四方面综合给出了设计方法,试验证明,使用操作系统的弹载软件功能、性能满足弹载计算机系统指标要求,对提高软件的可重用性、可靠性等方面起到重要的作用。     

HEPS-TF超导3W1扭摆磁铁控制系统的设计

介绍了中国高能同步辐射光源验证装置(HEPS-TF)中超导3W1扭摆磁铁控制系统的设计。该控制系统主要包括电源控制系统和低温信号监测系统。整个控制系统基于实验物理及工业控制系统(EPICS),其硬件结构以串口服务器为核心,将接口转换为标准的RS232/485接口。软件方面,通过应用StreamDevice设备驱动模块开发了基于Modbus协议的EPICS驱动,缩短了设备驱动的开发周期。上层控制界面采用嵌入了EPICS Qt框架的Qt Creator开发,增强了其灵活性。目前控制系统的离线测试已完成。     

Arduino控制器CAN驱动模块的设计

随着Arduino控制器在测控系统和通信系统中的广泛应用,其CAN总线模块的开发技术日益关键,故将Arduino控制器的CAN驱动设备创建作为研究对象,从硬件电路设计到底层驱动开发进行了详细研究,以Simulink作为开发环境,采用嵌入式Matlab函数模块创建CAN驱动模块,并以实际电机应用例子的通信实验验证模型的准确性和可靠性。通过CANoe测试软件采集的传输通信数据,结果表明基于Simulink开发的CAN通信模块调试成功。这不仅为后续系统级的开发奠定了良好的通信基础,也给其他驱动模块的开发带来了启发。     

基于构件的可配置嵌入式应用程序设计模式

为了解决自动气象站采集器嵌入式应用程序维护、扩展困难的问题,提出了一种基于构件的可配置嵌入式应用程序设计模式,把传统的嵌入式应用程序拆分成功能构件、框架构件、配置构件和解析器,通过组装构件的方式开发应用程序。实验程序实现了数据采集、数据质量控制、数据计算、数据存储和基本的通信协议。并且基于此套设计模式,可以方便地进行气象要素和导出量的配置,或者对软件的功能进行扩展。实验结果表明,此套设计模式大大地提高了嵌入式应用程序的易维护性、易扩展性以及开发效率。     

基于ARM Cortex-M4的构件化汇编框架的研究

规范易用的汇编框架与样例是微处理器深层次应用开发的基础,但汇编编程复杂,并且目前针对32位ARM Cortex-M4的汇编程序资料和样例程序非常匮乏,学习难度大,开发工作困难重重。在深入分析ARM Cortex-M4汇编指令系统和寻址方式的基础上,以NXP半导体公司发布的Kinetis K(KK)系列MCU为蓝本,根据软件工程思想和构件设计理论,提出层次架构的工程框架建模思想,并构建基于ARM Cortex-M4内核的构件化汇编框架,据此制作GPlO驱动构件。指示灯闪烁样例工程的设计及测试结果表明了汇编框架规范、实用、易用,能降低嵌入式汇编语言的学习难度。框架能为业界基于ARM Cortex-M4的汇编开发提供参考。     

基于多系统的1553B和串行通信的PXI板卡设计

为了满足箭上单机设备的通用化测试需求,设计了适用于航天领域的基于多系统的1553B总线和串行通信的PXI板卡;介绍了板卡的主要功能、基本原理、硬件设计、Windows系统和VxWorks系统下软件驱动开发,用户层软件设计等;工程应用表明:板卡在-40~70 ℃环境温度下,1553B通信速率1 Mbps,多路串行通信波特率800 bps至8M bps的条件下实时传输无误码,运行稳定,在多系统平台下图形显示实时性能高,板卡已经在多种箭上设备的通用测试中得到广泛应用。     

基于PXI Express总线的多通道数字化仪软件技术研究

针对各种数字化设备高采样率和高分辨率的测试需求,设计一种基于PXI Express总线的多通道数字化仪。该数字化仪开放性高,灵活性好,模块化强,广泛应用于测控领域中。结合数字化仪开发过程中所面临的关键问题及解决方案,重点从设备驱动程序、接口封装和应用软件三个方面进行分析阐述。首先,深入研究了KMDF设备驱动开发过程中几个关键问题,如配置空间访问、中断处理、DMA数据传输等的运行机制及实现方法;然后,以数字化仪应用需求为背景,阐述了采用.Net平台下三层体系架构的软件总体设计;最后,大量实验测试和结果分析表明,该数字化仪具有较强的可靠性和稳定性,达到预期技术要求和性能指标。     

车载终端车联网中间件技术研究与实现

为了解决因车身网络的数据协议差异造成的车载智能终端不能在多个车型上通用的问题,提出了一种车载智能终端中间件架构。在该架构中,采用多层结构隔离应用与网络直接访问。采用组件结构实现了应用的抽象与复用,降低应用开发难度。采用消息总线,负责管理组件之间的数据通信,为应用层提供一个统一接口的虚拟车身网络环境;通过消息的数据通信实现车载终端应用间的数据交互,底层采用通信服务层屏蔽了各种车身网络的差异性,解决了车载终端在不同网络协议车型上使用的通用性问题。最后,通过搭建实际的测试平台验证了该设计的可行性和有效性。     

基于VxWorks的PCI设备驱动程序设计

 阵列天线控制系统采用实时操作系统VxWorks,为了实现控制系统计算机与单元天线的通信,在控制系统计算机中采用PCI设备与单元天线通信,并且基于VxWorks实时操作系统开发了PCI设备的驱动程序。主要完成了板级支持包的修改、PCI设备的初始化,以及功能函数的设计。经试验验证,该驱动程序工作稳定可靠,可以应用于控制系统中。     

轰炸光电瞄准主控计算机系统软件设计

我军现役主战轰炸机均未配备光电瞄准系统,其轰瞄设备为纯光学目视老设备,夜间及复杂气象条件下无法观测目标,不能完成精确轰炸,需要配备光电瞄准系统。主控计算机系统设计为目前轰炸光电瞄准系统实现过程中待研究的关键技术。为解决轰炸光电瞄准主控计算机系统的软件设计问题,本文采用分层设计思想,设计了应用程序层、操作系统层和板级支持包(BSP)组成的主控计算机软件结构。采用自顶向下的设计思想,设计了基于ARM-VxWorks实现方案的性能稳定、较为成熟的主控计算机系统软件。结果表明用这种方案实现轰炸光电瞄准系统主控计算机,缩短了开发时间、减小了风险,可以提高开发效率,能够满足军用计算机实现方案的要求。     

通用化数据采集处理系统的LabVIEW实现

针对目前测控领域对自研数据采集系统的不同需求,提出一种基于LabVIEW的通用化设计。整个系统基于软硬件构架：硬件上采用“ADC FPGA PCI”的模块化接口设计,能方便搭载于各种测试平台;软件上采用图形化编程语言LabVIEW进行开发,包括基于NI-VISA的PCI驱动程序和生产者/消费者模式的上位机处理软件。前者通过直接访问底层寄存器进行控制,为同类芯片的通用驱动开发提供了参考方案;后者充分利用LabVIEW多线程处理的特点,从软件构架上改善数据流向,优化程序。实验结果表明,该系统工作稳定,人机交互良好,可实现数据存储、回放和时频分析等多项功能。     

基于龙芯3A平台PMON中的网卡驱动设计与实现

龙芯3A平台采用PMON作为其基本输入输出系统(BIOS),为了在PMON中实现通过网络加载操作系统镜像的功能,设计实现了PMON下的W82574网卡驱动;由于PMON采用查询代替中断,没有所谓中断处理程序;在网卡驱动设计时,对初始化、数据发送和接收两部分作出相应处理,并介绍了PMON下网卡驱动的配置编译过程;通过测试,该PMON的网络性能具有丢包率低、响应速度快的特点,并且能够支持网络加载VxWorks和Linux操作系统,最终实现了网络性能稳定、功能完善、可靠性高的基于龙芯3A平台的BIOS。