虚拟试验支撑平台实时资源接入设备研制

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虚拟试验支撑平台(HIT-TENA)是哈尔滨工业大学自动化测试与控制研究所自主研发的虚拟试验仿真和验证平台。我国试验靶场及国防工业部门现存大量试验设备,联合使用计算机工作站和接口板卡可以将这些设备接入平台,但是存在转换效率低、时间延迟大且不确定等缺点。因此,研制实时资源接入设备,通过专用硬件解决试验设备接入HIT-TENA平台的实时性问题,对于平台有效支持高性能武器虚拟试验任务具有重要的意义。在仔细分析各项要求的基础上,确定以包含DM642、FPGA、网络接口和96针扩展接口等资源的板卡作为资源接入设备硬件,并设计了基于DSP/BIOS实时操作系统的软件方案,将资源接入设备软件划分为中间件、协议转换和操作界面三部分进行实现。在FPGA中实现了最长帧头匹配,协议匹配时间只与数据包的帧头长度相关,不依赖于加载的协议数目,避免了由软件完成协议匹配的低效率。通过深入分析HIT-TENA中间件的通信机制,开发出基于DSP/BIOS实时操作系统的中间件,实现了中间件的系统建模服务、声明管理服务、系统运行服务、发现服务以及对象管理服务,使资源接入设备能够独立参与虚拟试验系统进行仿真试验;设计了通用协议在DSP的数据结构,达到同时加载64条协议,每条协议包含达256项元素的能力;实现通用协议转换,能够对元素进行位置重排、函数处理等变换操作。采用浏览器/服务器模式开发操作界面,并综合运用Javascript、jQuery、AJAX和JSON等工具,在无需页面跳转的情况下实现各项操作功能。最后搭建测试平台对实时资源接入设备进行测试,结果表明资源接入设备各部分软件和逻辑功能正常,而且数据从进入资源接入设备到离开设备的时间延迟小于2ms,符合实时性要求。
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