一种飞机机电管理系统的软件需求设计验证架构及方法与流程

1.本发明涉及一种飞机机电管理系统的软件需求设计验证方法，适用于飞机详细设计初期对机电管理系统软件需求设计的验证。


背景技术：

2.飞机机电管理系统是机载机电系统进行综合化管理、自动控制以及故障监测的分布式计算机系统。机电管理系统软件根据机电各子系统的功能需求进行开发，嵌入机载设备实现机电管理系统功能。
3.在当前的飞机设计流程中，机电管理系统软件需求是软件设计主管与各机电子系统主管进行协调，根据子系统专业需求通过电子或纸质文档的形式进行传递，常用doors等工具进行需求管理，完成需求设计与溯源关联。但是，机电管理系统软件需求是否合理与完善，并没有进行有效的验证，而是取决于软件设计主管与各机电子系统主管的能力与经验，一直到软硬件进行集成测试时，即机电管理系统软件开发完成，机载设备c型件完成交付，才能够对机电管理系统软件需求进行验证。如果机电管理系统软件需求不合理，后续的迭代更改周期与成本代价则很大。
4.飞机机电管理系统功能繁多、数据交联复杂，机电管理系统软件的开发和验证工作量大，耗时周期长，以“软件开发-软硬件集成-功能验证”这样串行研发的模式，无疑更加拉长了研发周期，且验证人员的工作处于研发后期，不仅人力资源没有充分发挥，而且发现问题比较滞后，给型号研制带来了巨大风险。本发明提出一种飞机机电管理系统的软件需求设计验证方法,使验证人员在软件需求设计阶段参与研制进行验证工作，使软件开发和软件验证并行展开，既能够缩短研发周期，又能够提早发现问题进行优化设计，降低风险。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本技术提供了一种飞机机电管理系统的软件需求设计验证架构，包括：机电综合管理系统激励系统模型、机电综合管理系统响应系统模型、数据库、机电管理系统待测需求模型；
6.所述机电综合管理系统激励系统模型由所述机电管理系统的软件需求的激励信号建立，所述机电综合管理系统激励系统模型包括，离散量硬线接口模块、模拟量硬线接口模块、总线接口模块；
7.所述机电综合管理系统响应系统模型由所述机电管理系统的软件需求的响应信号建立，所述机电综合管理系统响应系统模型包括指示灯显示模块、告警显示模块、控制输出显示模块、状态监控显示模块，所述机电综合管理系统响应系统模型与所述人机界面数据库连接，将所述人机界面数据库的信号信息做出对应的响应；
8.所述数据库包括人机界面数据库、软件需求数据库，所述机电综合管理系统激励系统模型连接人机界面数据库，所述机电综合管理系统响应系统模型连接人机界面数据库；所述软件需求数据库与所述人机界面数据库实现数据同步；
9.所述机电管理系统待测需求模型连接软件需求数据库，所述机电管理系统待测需求模型，包括，输入接口模块、软件需求逻辑解算模块、输出接口模块，所述输入接口模块读取所述软件需求数据库的信号信息，并传递给所述软件需求逻辑解算模块进行结算，结算结果通过输出接口模块写入所述软件数据库。
10.优选的是所述机电综合管理系统激励系统模型与机电综合管理系统响应系统模型都是使用人机界面生成软件建立，所述人机界面生成软件包括cvi。
11.优选的是，在所述人机界面数据库与软件需求数据库之间架接以太网，在所述人机界面数据库与软件需求数据库启动之后，两者的信号值发生变化时，将改变的数值通过以太网发送给另一个数据库，完成数据同步。
12.优选的是，所述机电管理系统待测需求模型使用仿真软件建立，仿真软件包括simulink。
13.优选的是，所述数据库由所述机电管理系统的软件需求的激励信号与响应信号所处理构建而成。
14.基于飞机机电管理系统的软件需求设计验证架构的方法，包括：
15.步骤s1：通过机电综合管理系统激励系统模型输入激励信号的信号值；
16.步骤s2：将所述激励信号的信号值写入所述人机界面数据库，并将所述人机界面数据库的信号值同步到所述软件需求数据库。
17.步骤s3：通过所述机电管理系统待测需求模型读取所述软件需求数据库的信号值，进行逻辑解算，将解算结果写入到所述软件需求数据库，并同步到所述人机界面数据库；
18.步骤s4:通过所述机电综合管理系统响应系统模型读取所述人机界面数据库的解算结果，并控制输出显示模块进行界面显示。
19.优选的是，其特征在于，在步骤s1中，所述激励信号的信号值是根据所述机电综合管理系统的需求所编写的验证测试用例。
20.优选的是，步骤s1中，启动软件时，所述人机界面数据库与所述软件需求数据库完成一次数据同步。本发明的优点是：本发明可在飞机详细设计初期对机电管理系统需求进行迭代和回归验证测试，使设计验证并行运行，缩短研发周期，同时可以及早发现设计问题，进行系统需求优化，减少技术风险。
附图说明
21.图1是本发明的飞机机电管理系统的软件需求设计验证架构的原理图；
22.图2是实施例中“edp卸荷阀自动控制”需求对照图；
23.图3是实施例中“edp卸荷阀自动控制”需求验证测试图；
具体实施方式
24.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示
例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施方式进行详细说明。
25.如图1所示的飞机机电管理系统的软件需求设计验证架构，包括：机电综合管理系统激励系统模型、机电综合管理系统响应系统模型、数据库、机电管理系统待测需求模型；
26.所述机电综合管理系统激励系统模型由所述机电管理系统的软件需求的激励信号建立，所述机电综合管理系统激励系统模型包括，离散量硬线接口模块、模拟量硬线接口模块、总线接口模块；
27.所述机电综合管理系统响应系统模型由所述机电管理系统的软件需求的响应信号建立，所述机电综合管理系统响应系统模型包括指示灯显示模块、告警显示模块、控制输出显示模块、状态监控显示模块，所述机电综合管理系统响应系统模型与所述人机界面数据库连接，将所述人机界面数据库的信号信息做出对应的响应；
28.所述数据库包括人机界面数据库、软件需求数据库，所述机电综合管理系统激励系统模型连接人机界面数据库，所述机电综合管理系统响应系统模型连接人机界面数据库；所述软件需求数据库与所述人机界面数据库实现数据同步；
29.所述机电管理系统待测需求模型连接软件需求数据库，所述机电管理系统待测需求模型，包括，输入接口模块、软件需求逻辑解算模块、输出接口模块，所述输入接口模块读取所述软件需求数据库的信号信息，并传递给所述软件需求逻辑解算模块进行结算，结算结果通过输出接口模块写入所述软件数据库。
30.在一些可实施方案中，所述机电综合管理系统激励系统模型与机电综合管理系统响应系统模型都是使用人机界面生成软件建立，所述人机界面生成软件包括cvi。
31.在一些可实施方案中，在所述人机界面数据库与软件需求数据库之间架接以太网，在所述人机界面数据库与软件需求数据库启动之后，两者的信号值发生变化时，将改变的数值通过以太网发送给另一个数据库，完成数据同步。
32.在一些可实施方案中，所述机电管理系统待测需求模型使用仿真软件建立，仿真软件包括simulink。
33.在一些可实施方案中，所述数据库由所述机电管理系统的软件需求的激励信号与响应信号所处理构建而成。
34.除所述架构之外，基于飞机机电管理系统的软件需求设计验证架构的方法，包括：
35.步骤s1：通过机电综合管理系统激励系统模型输入激励信号的信号值；
36.步骤s2：将所述激励信号的信号值写入所述人机界面数据库，并将所述人机界面数据库的信号值同步到所述软件需求数据库。
37.步骤s3：通过所述机电管理系统待测需求模型读取所述软件需求数据库的信号值，进行逻辑解算，将解算结果写入到所述软件需求数据库，并同步到所述人机界面数据库；
38.步骤s4:通过所述机电综合管理系统响应系统模型读取所述人机界面数据库的解算结果，并控制输出显示模块进行界面显示。
39.下面以液压系统“edp卸荷阀自动控制”需求为例见图2，做进一步说明。
40.步骤一：根据“edp卸荷阀自动控制”需求，该功能有“edp回油超温”、“系统油液超
温”两个离散量激励信号，“edp卸荷阀控制指令”一个离散量响应信号。建立人机界面数据库和软件需求数据库，两个数据库均包括以上三个信号，人机界面数据库涉及信号模型的数据信息，软件需求数据库涉及信号传递的数据信息如信号类型、信号值等；三个需求建立两个数据库
41.步骤二：基于人机界面数据库，使用lab/windows cvi建立激励系统模型与响应系统模型。激励系统模型包括“edp回油超温”、“系统油液超温”等离散量模块，响应系统模型为“edp卸荷阀控制指令”控制输出显示模块；建立两个模块
42.步骤三：使用simulink软件建立“edp卸荷阀自动控制”的软件需求模型，该模型包括“edp回油超温”、“系统油液超温”等离散量采集的输入接口模块，根据表1中的逻辑描述所设计的软件需求逻辑解算模块，“edp卸荷阀控制指令”离散量输出接口模块。输入接口模块读取软件需求数据库中“edp回油超温”、“系统油液超温”的信号值，软件需求逻辑解算模块根据表1中的逻辑描述进行解算，并通过输出接口模块将“edp卸荷阀控制指令”写入软件需求数据库；
43.步骤四：当cvi人机界面操作软件和simulink软件需求模型启动后，将人机界面数据库所包含的“edp回油超温”、“系统油液超温”、“edp卸荷阀控制指令”信号值，通过以太网发送给软件需求数据库进行数据同步，保证初始阶段两个数据库的信号值一致。当人机界面操作更改“edp回油超温”或“系统油液超温”的信号值时，将更改的值发送给软件需求数据库进行数据同步。当软件需求模型作完逻辑结算，“edp卸荷阀控制指令”发生更改时，软件需求数据库将更改值发送给人机界面数据库进行数据同步；
44.步骤五：根据“edp卸荷阀自动控制”需求编写验证测试用例见图3，通过人机界面按照测试用例中的信号值，对“edp回油超温”、“系统油液超温”进行激励操作。当激励信号值发生变化时，则写入人机界面数据库，并利用步骤四将数据同步至软件需求数据库，供需求逻辑模块进行逻辑解算。
45.步骤六：步骤五中需求逻辑模块进行逻辑解算后，如果“edp卸荷阀控制指令”发生更改，则将数据同步至人机界面数据库，响应系统模型周期性读取“edp卸荷阀控制指令”信息，并驱动“edp卸荷阀控制指令”控制输出显示模块进行界面显示。设计人员可以根据表2中测试用例预期值判断需求设计是否合理，以完成需求验证工作。
46.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。