[发明专利]一种盟员节点装置及HLA系统构架的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型分布式仿真系统中盟员对象管理装置，具体地说，是涉及一种盟员节点装置。

背景技术

分布式仿真技术发展的内在驱动力是围绕解决仿真单元之间的互操作性和可重用性问题。HLA（High Level Architecture）高层体系结构正是为了解决上述问题而发展出来的先进的分布式构架协议。HLA已于2000年9月被定为国际分布式仿真通用标准IEEE1516，它为建模与仿真提供了一个通用的技术框架和开放的标准。HLA中，为实现特定的仿真目的而组织到一起，能够彼此进行交互作用的仿真系统、支撑软件和其他相关的部件就构成了一个联盟（Federation）；每个参与到联盟中的应用系统称为盟员（Federate）。HLA标准主要由三部分组成：（1）对象模型模板（Object Model Templates）；（2）接口规范说明（Interface Specification）；（3）框架与规则（Framework and Rules）。HLA的具体实现称为运行支撑环境RTI（RunTime Infrastructure）。RTI是HLA框架的核心，它实现了接口规范中定义的服务，目的是将仿真应用和底层通信功能分开。由RTI提供对底层通信、对象管理、时间管理等的基本功能的支撑，同一联盟执行过程中，仿真应用的盟员按照HLA接口规范同RTI进行数据交换，实现盟员间的互操作。RTI提供的服务功能对盟员而言是透明的，盟员不必涉及底层的通信编程，因而可以将精力放在应用领域的仿真系统开发上。遵循统一接口标准RTI还可以灵活的实现异构盟员组成联盟进行分布式仿真，RTI就相当于一个分布式操作系统，为多种类型的仿真应用间的交互提供了一组通用服务，这些服务主要包括了联盟管理（FM）、声明管理（DM）、对象管理（OM）、所有权管理（OWM）、时间管理（TM）、数据分发管理（DDM）六个方面。

目前的RTI产品是一个软件系统，运行速度依赖于具体的计算机，运算速度比不上硬件直接计算，更无法与并行的硬件运算流水线相比。一些固有的数据维护流程和DR等算法完全依赖于计算机的CPU进行计算，运算速度受到影响，运行效率低下，受计算机硬件和操作系统、应用系统的稳定性影响较大。

此外，目前的仿真应用并没有完全脱离开HLA的基本的概念和方法，一些具体的编程实现需要了解HLA概念，需要掌握大量的API接口函数，没有实现仿真应用与通信等其他服务分离，还得需要进行关注对象管理、时间管理、数据分发管理等服务的调用和使用，与RTI研发的分离应用和底层通信的初衷不相符。

发明内容

本发明针对现有的高层体系结构的运行支撑环境RTI运行速度慢的问题，提供了一种盟员节点装置，把软件实现的功能硬件化，极大的提高了运行速度，系统稳定性和实时性也得到增强。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种仿真系统中的盟员节点装置，包括：

仿真接口单元，用于连接仿真计算机或者其他仿真单元，实现仿真单元与盟员装置的通信；

多个并行核心处理器，用于执行数据计算；

内存，用于临时存储联盟执行过程中的数据；

存储器，用于永久保存数据参数；

对外接口单元，连接其他网络设备或者其他盟员节点装置，用于连接各盟员，进行数据交互；

电源单元，用于提供电压；

主板，用于承载所述各个单元以及器件。

进一步的，所述的并行核心处理器可以采用可编程逻辑器件或者片上系统实现。

又进一步的，所述的对外接口单元可以为网络接口、无线接口、以及卫星通道接口的任一种，根据实际运用过程中所连接的外部设备进行选择。

所述的仿真接口单元主要用于完成盟员节点装置与计算机之间的数据交流，可以用常用的计算机接口，也可以定制自己的接口，可以采用USB接口、RS232、1394接口、各种有线/无线的网络接口、蓝牙（BLUETOOTH）接口、无线接口、红外接口、SATA接口、PCI-e接口中的一种或几种。

基于上述的盟员节点装置，本发明同时提供了一种HLA系统构架的实现方法，包括以下步骤：

（1）、系统初始化，包括初始化盟员节点装置与计算机的接口，初始化与网络的接口，初始化盟员对象列表，读取配置参数，以及完成盟员的建立和盟员的加入；

（2）、运行阶段，并行计算单元实施接收和分发各盟员的数据，并执行相应的运算；