浅谈CORBA技术在航电系统测试中的应用

张志君 党春勃

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2011-5640-6506

摘  要：随着我国航空事业的蓬勃发展，各种型号的飞机产量得到了迅速提升。飞机中可靠的航电系统是保证作战任务顺利进行的前提，同时也是考验飞机性能的重要指标。因此，航电系统的测试在飞机生产和使用过程中起到了很大作用。本文介绍一种实现航电系统的测试方法，并说明了实现该测试方法的CORBA中间件技术。本文就CORBA技术的特点和性能，在航电系统测试中的应用予以阐述、浅析。

关鍵词：航电系统  测试  CORBA  航空事业

中图分类号：V21                                文献标识码：A                    文章编号：1674-098X（2021）01（c）-0004-03

Application of CORBA Technology in Avionics System Test

ZHANG Zhijun1  DANG  Chunbo2

（1. AVIC Xi'an Aircraft Industry Group Co.， Ltd.， Xi'an， Shaanxi Province，710089 China;2. The first military representative office of the military representative Bureau of air force equipment department in Xi'an region in Xi'an area， Xi'an， Shaanxi Province， 710089 China）

Abstract： With the vigorous development of China's aviation industry， the output of various types of aircraft has been rapidly increased. Reliable avionics system in aircraft is not only the premise to ensure the smooth progress of combat mission， but also an important index to test the performance of aircraft. Therefore， the test of avionics system plays an important role in the production and use of aircraft. This paper introduces a test method to realize avionics system， and explains the CORBA middleware technology to realize the test method. In this paper， the characteristics and performance of CORBA technology and its application in avionics system test are described and analyzed.

Key Words： Avionics system; Test; CORBA; Aviation industry

随着国家航空技术的快速发展，航电系统是现代飞机的一个重要组成部分。先进的航电系统能够有效减轻飞行员在战争中的负担，提高作战过程中的综合判断能力，增强飞机的作战效能，并为飞机性能水平的全面提高做出重要贡献。因此，航电系统的测试设备能够有效的保障航电系统工作的稳定性和可靠性。本文就航电系统的测试方法，设计了一种开放式硬件和软件资源架构。该架构基于CORBA中间件技术，解决了测试过程中跨平台编译、分布式数据实时共享的难题，能够更高效的实现信息交换，进而提高测试方法的运行效率。本文首先对CORBA中间件技术进行了阐述，然后结合开放式硬件和软件资源架构，说明了该架构的运行原理及实现方式。

1  CORBA中间件

CORBA（Common Object Request Broker Architecture）是对象管理组织（Object Management Group，OMG）对应当今快速增长的软硬件的协同工作能力的要求而提出的方案（见图1）。CORBA是基于面向对象技术的，解决了远程对象之间的互操作问题，实现了远程方法的本地调用。CORBA由OMG发布，其中定义了接口定义语言（Interface Definition Language，IDL）以及在对象请求代理（Object Request Broker，ORB）中实现客户对象与服务器对象之间交互的应用编程接口。CORBA核心是一套标准的语言、接口和协议。

CORBA标准主要分为三个部分：接口定义语言（IDL）、对象请求代理（ORB）以及ORB之间的互操作协议IIOP。

1.1 IDL

IDL全称接口定义语言，是用来描述软件组件接口的一种规范语言。用户可以定义模块、接口、属性、方法、输入输出参数，甚至异常等等。IDL在不同的语言下都有相应的实现，可以把IDL描述的接口编译为目标语言，包括客户端代理和服务器端框架，以及相应的帮助类等等。

OMG的IDL文件描述了服务器提供的服务功能，客户机可以根据该接口文件描述的方法向服务器提出业务请求。在大多数CORBA产品中都提供IDL到相关编程语言的编译器。程序设计人员只需将定义的接口文件输入编译器并设定编译选项，编译器就可以生成与程序设计语言相关的接口框架文件和辅助文件。

1.2 ORB

CORBA体系结构的核心就是ORB（Object Request Broker）。ORB就是使得客户应用程序能够调用远程对象方法的一种机制。客户端程序要调用远程对象上的方法时，首先获得该远程对象的引用，之后就可以像调用本地方法一样调用远程对象。当发出调用请求后，ORB会截取这个调用。由于客户和服务器可能在不同的网络、不同的操作系统上甚至采用不同的编程语言，因此ORB还要负责将调用的函数名称、参数等编码为标准可识别的方式，并传到正确的对象上，服务器对象处理完成后，ORB通过同样的方式将结果返回给客户。

1.3 IIOP

对象代理间通信协议（Inernet Inter-ORB Protocol，IIOP）为Internet提供了一个标准的协作工作协议，说明了如何通过TCP/IP连接交换信息。该协议能用于ORB与IP域之间的协作工作。

2  开放式架构设计与实现

传统的专装航电测试系统只能用于单个或几个产品的测试，且不同的专装航电测试系统会存在相同软件功能重复开发的现象。为解决传统专装航电测试系统重的硬件资源浪费、软件功能重复开发的问题，因此提出了一种开放式航电测试系统架构。

开放式航电测试系统主要有通用可扩展硬件资源和软件平台构成。可扩展硬件资源主要选用是市场上成熟可靠的货架板卡、设备等资源。软件平台（见图2）主要由Matlab仿真建模軟件、主控程序、仿真调度引擎构成。

2.1 Matlab建模软件

Matlab建模软件是美国MathWorks公司出品的用于进行算法开发、数据分析及数值计算的软件。开放式航电系统基于Matlab软件的数据分析功能进行了二次开发，对Matlab仿真建模功能的优化和定制，重新编写Matlab编译器等。Matlab建模软件中集成了一套硬件资源的I/O封装库，用于Simulink模型与实物设备进行通信。I/O封装库包括：AD采集模块、DA输出模块、DI采集模块、DO输出模块、SIO通信模块、CAN通信模块、ARINC429通信模块、MIL-STD-1553B通信模块等。

2.2 主控程序

主控程序（见图3）主要包括仿真资源管理、仿真工程配置、仿真模型运行控制、仿真过程监控、CORBA客户端等模块。主控程序中创建和配置测试构型，实现系统软硬件资源的管理。通过基于CORBA客户端调用仿真引擎的各控制命令处理子程序，完成仿真的调度控制，并返回处理结果。

TargetControl.idl定义了CORBA对象接口TargetControl，对象定义了五个接口函数，分别用于加载测试工程、启动测试、暂停测试、停止测试、卸载测试工程。通过CORBA的IDL编译命令生成TargetControl.hh和TargetControl.cc，在进行CORBA通信时调用上述两个文件。

2.3 仿真调度引擎

仿真调度引擎主要是根据主控程序的控制指令，完成对模型的运行控制，实现模型运算的调度。仿真调度引擎以服务的形式运行于下位机中，不断监听上位机中的控制指令。

3  结语

基于CORBA技术的开放式航电测试系统实现了跨平台的数据共享，并且解决了数据通信及数据传输过程中的实时性问题。开放式航电测试系统硬件资源采用的模块化、定制化的设计思路以及软件资源基于CORBA技术实现不同语言的跨平台调用，解决了现有航电系统测试过程中相同硬件资源重复采购和相同软件功能的重复开发问题。经实际应用表明，开方式航电测试系统的通用性强、集成度高、测试性优良、易于使用维护的特点满足航电系统的测试需求。

参考文献

[1] 张怡.浅谈CORBA技术在分布式异构数据库的应用[J].智能城市，2019，5（21）：12-13.

[2] 窦茂森，敬凯，叶荣飞， 等.适用于软件通信体系结构的CORBA技术研究[J].微处理机，2016，37（5）：38-42，47.

[3] 刘强，李杉，赵剑波， 等.基于CORBA的分布式数据通讯技术研究[J].信息系统工程，2011（1）：33-34.

[4] 廉佳.综合航电火控系统测试方法研究[J].军民两用技术与产品，2015（22）：209-209，212.

[5] 刘祁.某型飞机航电系统通用测试设备的研制[J].机电工程技术，2016，45（z1）：1-6.

[6] 梅傲雪.基于实时操作系统的航电激励器研究[D].天津：中国民航大学，2019.

[7] 曹亚男.航电系统通用仿真平台的设计与实现[D].北京：北京交通大学，2018.