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发布时间：2023-10-20 16:33:17 来源：文档文库
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基于ＦＡＣＥ标准的数据建模方法研究高忠杰等 ２０１８年５月第４９卷增刊１（总第１７２期） 基于ＦＡＣＥ标准的数据建模方法研究 高忠杰 ，康介祥 ，尹伟 ，马晋 ，傅金泉 （１．中国航空无线电电子研究所，上海２００２４１；２．ＡｎｙＳｙｓ，上海２００００３） ［摘要］现代民用飞机航电系统的综合化程度越来越高，系统的综合过程日趋复杂。软件功能的可移植性和 互操作性是制约航电系统功能综合的重要因素。ＦＡＣＥ标准在集成各类开放式标准的基础上，提出了应用数据 建模架构。通过形式规范、语义严格的模型化方法对应用数据进行建模，进而实现代码和配置的自动生成。在 对基于ＦＡＣＥ的数据建模方法进行清晰阐述的基础上，结合ＳＣＡＤＥ开发工具通过一个开发实例，对数据建模 过程进行介绍，对数据建模方法进行了总结。 ［关键词］ 未来机载能力环境（ＦＡＣＥ）；高安全性应用开发环境（ＳＣＡＤＥ）；数据模型；概念模型；逻辑模 型；物理模型 【中图分类号］ＴＰ３ｌ１．５２［文献标识码］Ａ［ＤＯＩ编码］１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００６—１４１Ｘ．２０１８．ｚ１．２２ 『文章编号］１００６．１４１Ｘ（２０１８）ｚ１．Ｏ１ １３—００５ Ｄａｔａ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＦＡＣＥ ＧＡＯ Ｚｈｏｎｇ￣ｉｅ ，ＫＡＮＧ Ｊｉｅ—ｘｉａｎｇ ，ＹＩＮ Ｗｅｉ１，ＭＡ Ｊｉｎ ，ＦＵ Ｊｉｎ．ｑｕａｎ２ （１．Ｃｈｉｎａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ Ｒａｄｉｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４１，Ｃｈｉｎａ；２．ＡｎＳｙｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ， ２００００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈ ａｖｉｏｎｉｃｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ，ａｖｉｏｎｉｃｓ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ＩＳ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｄｉｆｉｃｕｌｔ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｆｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｏｒｔａｂｉｌｉｔｙ ａｒｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｂａｒｒｉｅｒｓ ｔｏ ａｖｉｏｎｉｃｓ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ＦＡＣＥ ｓｔａｎｄａｒｄ ｓｕｇｇｅｓｔｓ ａ Ｄａｔａ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｍｉｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ＩＣＤ ｓｅｍａｎｔｉｃ ｇａｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ＵＳｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ．Ｉｔ ｓｕｐｐｏｒｔｓ ｔｈｅ ｃｏｄｅ ａｎｄ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ．Ｄａｔａ Ｍｏｄｅｌｎｇ ｉｓ ｉｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ａ ＰＦＤ ＵｏＰ ｄｅｍｏ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｂｙ ＳＣＡＤＥ ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ Ｄａｔａ Ｍｏｄｅｌｎｇ ｍｅｔｉｈｏｄ ｉｓ ｓｕｍｍａｒｉｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｕｔｕｒｅａｉｒｂｏｒｎｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ＦＡＣＥ）；ｓａｆｅｔｙｃｒｉｉｔｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（ＳＣＡＤＥ）； ｄａｔａｍｏｄｅｌ；ｃｏｎｃｅｐｔｕａｌｍｏｄｅｌ；ｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌ；ｐｌａｔｆｏｒｍｍｏｄｅｌ ０ 引言 随着民用飞机对飞行品质、安全性、舒适性 和经济性要求的不断提高，飞机的综合化程度也 越来越高。从波音７７７到空客Ａ３８０和波音７８７，民 中。航电系统综合化程度的提高一方面带来系统 重量减轻、可靠性增加等方面的优点，另一方面 对于系统的综合验证过程提出了巨大的挑战。同 时，民用飞机的软件规模也在不断提高，如波音 ７７７达到了４００万行，民用飞机软件规模每隔四年 提升一倍，成为超大规模级别的软件。 目前，综合航电系统主要采用ＡＲＩＮＣ ６５３等 用飞机综合航电系统的综合化程度已经达到了前 所未有的水平…。除了传统意义上的航电系统功 能，燃油系统、电源系统、环控系统等非传统航 电系统的处理和控制功能也被综合到航电系统当 开放式系统结构提升民用飞机的航空制造、维护 以及改进升级，通过标准化接口实现软件和硬件
Ｍａｙ，２０１８ Ｖｏ１．４９ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ １（ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．１７２） 航空电子技术 ＡＶＩＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 的分离，减少系统的修改设计和取证时间，降低 碍的原因在于：每个平台设备都有一个接口控制 文件（ＩＣＤ：Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ）来描述该 硬件所支持的消息和协议，应用程序与该硬件的 接口是建立在这些消息和协议的支持上，应用程 序中的这些消息和协议的支持是与硬件紧密耦合 的，因为它们互相依赖以遵循ＩＣＤ来获得正确的操 产品的开发成本的风险。由开放组织（Ｔｈｅ Ｏｐｅｎ Ｇｒｏｕｐ）发布的未来机载能力环境（ＦＡＣＥ：Ｆｕｔｕｒｅ Ａｉｒｂｏｍｅ Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）标准，在集成各 种标准接口的基础上进一步提出了数据建模的概 念，通过概念模型、逻辑模型和物理模型及共享 数据模型实现了软件数据的标准化，增强了软件 的跨平台移植能力。 作。集成者要完全理解ＩＣＤ文字描述通常很困难， 例如，英尺和公尺单位的混用可能会产生误解。 精度或数据区域的测量误差也会造成开发和集成 的不匹配。 １ 航电系统应用的复杂性 航电软件系统是一个由多个系统、多种环 境、多项任务、多种资源构成的相互关联、相互 支持、相互集成和相互制约的复杂系统，具有多 １．２ 应用的互操作性问题 所谓互操作性（Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ）是指分布式设 备通过信息的数字交换而能够协同工作，并达到 目标、多信息、多专业、多任务、多功能、多资 源和多过程组成的大规模复杂系统构成与管理特 征。以大型民机Ｃ９１９显示系统为例，系统提给软 件的Ｔ４级需求达几万条，而Ｔ５级需求更是两倍于 Ｔ４级需求，需求条目数量惊人。其显示系统嵌入 共同目标的一种能力。作为软件架构属性的互操 作性则强调跨平台、编程语言的程序之间通信和 共享数据的能力。传统航电软件系统的互操作性 问题主要体现在与其它需协作的软件应用的紧耦 合接口上。它包括两个方面：一是传输数据的接 口为专有接口，且为紧耦合；二是互操作涉及的 式软件代码规模达１００多万行，最大的软件配置项 