Гироскопия и Навигация (Опыт применения прогр среды Диана) (1185214), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Рис. 4. Структура фрагментов БВС № 1 (а) и БВС № 2 (б)

Для всех приборов, кроме трансляционных, были разработаны детализированные модели, воспроизводящие особенности многопоточной организации вычислительного процесса. Для приборов трансляции были разработаны упрощенные модели. Кроме моделей приборов в результирующие модели фрагментов вошли модели каналов обмена и модель движения объекта, которая обеспечивала наполнение передаваемых по каналам обмена массивов осмысленной навигационной информацией.

Работа с моделями фрагментов БВС проводилась в двух направлениях – автономного и полунатурного моделирования. В первом случае моделирование осуществлялось с использованием лишь разработанных имитационных моделей, во втором случае созданные модели применялись в составе стенда, куда, кроме них, входили также и реальные приборы (полунатурное моделирование). Полунатурное моделирование, по нашему мнению, является для формируемых моделей неплохой проверкой на адекватность. При этом рассматривались разные варианты. Самым простым среди них был вариант, когда полунатурное моделирование отличалось от автономного лишь применением реального МКИО. Более сложными были ситуации, когда в стенде из реальных приборов в качестве контроллера МКИО выступала его модель или когда заменялись на модели трансляционные приборы.

Прошла апробацию и вторая составляющая среды ДИАНА – САПР построения циклограмм. С ее помощью по штатным исходным данным было осуществлено автоматическое построение циклограммы для МКИО. По построенной циклограмме автоматически сформирован код задания циклограммы. Выполнено испытание этого кода в составе прибора КМ для управления обменом по МКИО.

Большое внимание на этапе апробации среды было уделено проблеме переносимости программного обеспечения. Эта проблема имеет общий характер, но в данном случае речь шла о возможности перенесения без изменений программы, разработанной и отлаженной в среде ДИАНА, в реальный прибор и наоборот. Конечно, эта проблема в большей степени касается системного программного обеспечения (СПО) и в гораздо меньшей степени  функционального программного обеспечения (ФПО). Сразу отметим, что при апробации среды в созданных моделях не производилось подключения ФПО. Тем не менее можно утверждать, что при процедурах трансляции могут возникать некоторые вопросы, связанные с различием требований, которые предъявляются компилятором и библиотеками среды ДИАНА, а также компиляторами и библиотеками, обычно используемыми в практике создания ПО БВС.

В случае с СПО, создаваемого разработчиками БВС, проблема по понятным причинам не имеет исчерпывающего решения из-за его существенной аппаратной зависимости ввиду оперирования конкретными физическими адресами реальных адаптеров МКИО. Это касается, в частности, многих диагностических программ. Однако в ряде важных случаев требование переносимости СПО может быть удовлетворено, и прежде всего в случае СПО, реализующего в приборах БВС управление обменом по МКИО. В этом случае переносимость СПО может быть обеспечена посредством разработки программного интерфейса, скрывающего всю работу с физическими адресами адаптеров МКИО и перевод СПО управления обменом по МКИО на использование этого интерфейса. Интерфейс должен быть реализован как в среде моделирования, так и в среде выполнения СПО БВС. Можно также отказаться от требования переносимости СПО управления обменом по МКИО и воспроизвести в модели работу с МКИО с использованием библиотеки поддержки моделирования в среде ДИАНА. Такой путь оправдан при построении упрощенной модели окружения для автономной отладки некоторой другой достаточно сложной модели прибора или при исследовании временных соотношений, характеризующих обмен по каналу МКИО. По данной схеме были построены модели приборов ТЦА, ТА1, ТА2. Данные модели приборов работают как оконечные устройства МКИО, формирующие временную диаграмму работы канала обмена, заголовки, контрольные суммы и некоторую служебную информацию для реальных информационных массивов.

Для случая, когда желательно удовлетворить требование переносимости по отношению к драйверам МКИО, специалистами МГУ совместно со специалистами ЦНИИ «Электроприбор» предложено решения этой проблемы. В МГУ разработана библиотека драйверных функций, на основе которой получается переносимый программный код. По такой схеме были разработаны модели приборов КМ и ВЦ. В данных моделях подключался также реальный программный код отрабатывающий отказы в МКИО. Данная возможность демонстрирует устойчивость программного обеспечения к разным нарушениям в информационном окружении прибора.

Заключение

Результаты произведенной апробации среды ДИАНА на этапе отладки системного программного обеспечения БВС можно оценить положительно. Разработанные модели позволили осуществить подробный анализ временных диаграмм фрагментов БВС, выявить программные ошибки СПО, предложить правильную версию их устранения без выезда на объект, сформулировать определенную технологию разработки СПО, хорошо согласующуюся с процедурой моделирования.

В процессе апробации были высказаны некоторые замечания к среде моделирования. Они связаны как с проблемой переносимости или отклонениями от стандарта пользовательского кода, так и с усложненностью и неоднозначностью некоторых процедур, начиная с процедуры установки среды и заканчивая процедурами построения и интеграции сложных моделей. Этап освоения был полезен обеим сторонам. В настоящее время намечены пути развития среды. Среди них разработка универсального шаблона программной модели прибора. Шаблон учитывает организацию вычислительного процесса прибора, принятую в ЦНИИ «Электроприбор», предполагающую использование системного таймера и диспетчера, подключающего задачи в соответствии с заданной таблицей. Подобное развитие среды позволит достаточно оперативно формировать модель прибора, подбирать необходимое расписание работы прибора, варьировать длительностью исполнения задач.

Литература

1. Liu J.W.S. Real-Time Systems. - Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 2000.

2. Cheng A.M.K. Real-Time Systems. Scheduling, Analysis, and Verification. - John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. 2002.

3. Толмачева, М.В. Планирование и контроль вычислений в навигационном комплексе / М.В. Толмачева, Н.В. Колесов // Гироскопия и навигация. – 2007. - № 2. - С. 37 – 48.

4. Бахмуров, А.Г. Инструментальная поддержка проектирования распределенных встроенных вычислительных систем / А.Г. Бахмуров, Р.Л. Смелянский, М.В. Чистолинов // Труды Международной конференции "Параллельные вычисления и задачи управления" (РАСО'2001). Москва, 2-4 октября 2001 г. – М. Институт проблем управления им. В.А.Трапезникова РАН, 2001, С. 33-43

5. Грибов, Д.И. Комплексное моделирование бортового оборудования летательного аппарата / Д.И. Грибов, Р.Л. Смелянский // Труды второй Всероссийской научной конференции «Методы и средства обработки информации» / Под ред. Л.Н. Королева. – М.: Издательский отдел факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ им. М.В. Ломоносова, 2005.

6. Система автоматического построения циклограммы обменов по шине с централизованным управлением В.В.Балашов [и др.]// Труды второй Всероссийской научной конференции «Методы и средства обработки информации» / Под ред. Л.Н. Королева. – М.: Издательский отдел факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ им. М.В. Ломоносова, 2005.

Abstract. The article deals with the simulation software environment for onboard computing systems “Diana”. It allows for designing a distributed computing system with consideration of processes taking place in the exchange channels. In doing so, simulation of failures in the exchange channels with reproduction of their working-off procedures is possible. Simulation results obtained by this software environment are represented on the time diagram visualizer. Environment Diana was adapted to peculiarities of design and debugging of marine computing systems assumed at CSRI Elektropribor. The environment received approval on the fragment of marine integrated navigation system model. The results of using the environment are given.

Балашов Василий Викторович (1977). Младший научный сотрудник Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова.

Бахмуров Анатолий Геннадьевич (1963). Старший научный сотрудник Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова.

Волканов Дмитрий Юрьевич (1979). Ассистент кафедры Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова.

Смелянский Руслан Леонидович (1950), Доктор физико-математических наук, профессор Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова.

Чистолинов Максим Владимирович (1976). Младший научный сотрудник Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова.

Ющенко Никита Викторович (1977). Младший научный сотрудник кафедры Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова.

Мамонтов Геннадий Тимофеевич (1946). Начальник отдела ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург).

Юхта Павел Валерьевич (1985) Аспирант ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор».

Статья по докладу на XXVI конференции памяти Н.Н.Острякова. Публикуется по рекомендации Программного комитета.

54

№ 2 (65), 2009

Характеристики

Список файлов лекций