[发明专利]用于地面仿真系统的断点仿真控制器及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于航天器工程技术领域，特别是涉及用于地面仿真系统的断点仿真控制器及控制方法。

背景技术

对于通用系统或开发工具软件，国内外已开发出一些会话断点保存与恢复软件，是通过内核层会话断点保存与恢复来实现单进程的断点保存和恢复，缺点是它不能解决复杂系统的多用户程序的断点保存与恢复，且只能运用于软件系统之中，无法适用于半物理仿真系统之中。对于仿真系统的断点仿真控制，目前的做法是复杂的航天器半物理仿真系统在仿真过程中一旦中断，需要重新输入仿真条件、设置仿真场景，并不得不从最初始的状态进行仿真，耗费大量时间和精力，严重影响了仿真的效率和效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供用于地面仿真系统的断点仿真控制器，该控制器在半物理仿真情况下，记录仿真软件的全局变量，仿真重新开始时，将该数据作为输入，从而实现系统仿真的继续，保证了系统运行断点的准确记录和恢复时间的同步一致，大大提高了仿真的效率和效果，节约了大量时间、精力和成本。

本发明的另外一个目的在于提供用于地面仿真系统的断点仿真控制方法。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

用于地面仿真系统的断点仿真控制器，包括断点监视保存模块、数据恢复模块和时间同步模块，其中：

断点监视保存模块：负责实时监测仿真系统中的半物理仿真硬件的加电工作状态并进行存储，负责实时监测仿真系统运行时寄存器中的全局参数和局部参数并进行存储；通过将当前时刻的全局参数和局部参数与已保存的全局参数和局部参数进行比较，判读系统仿真是否发生断点，如果当前时刻数据与已保存数据关系不符合预先设定的逻辑关系，则判断为断点，若判断为断点，则记录断点时间；

数据恢复模块：当仿真系统发生断点时，根据外部输入的断点恢复指令，从断点监视保存模块中获取仿真系统中的半物理仿真硬件的加电工作状态数据，分发给各硬件设备，使各硬件设备保持断点前的工作状态，同时从断点监视保存模块中获取系统运行时寄存器中的全局参数和局部参数，分发给寄存器，使寄存器保持断点前的工作状态，并从断点监视保存模块中获取断点时间，从断点时刻开始继续运行仿真系统；

时间同步模块：将校时数据分别发送给断点监视保存模块和数据恢复模块，以保持两个模块运行时间同步。

在上述用于地面仿真系统的断点仿真控制器中，断点监视保存模块包括电路监测模块、内存监测模块和数据保存模块，其中：

电路监测模块：负责监测仿真系统中的半物理仿真硬件的加电工作状态，并将所述加电工作状态数据发送给数据保存模块进行存储；

内存监测模块：负责监测仿真系统运行时寄存器中的全局参数和局部参数，并将所述参数发送给数据保存模块进行存储；将当前时刻的全局参数和局部参数与已保存的全局参数和局部参数进行比较，判读系统仿真是否发生断点，如果当前时刻数据与已保存数据关系不符合预先设定的逻辑关系，则判断为断点，若判断为断点，则记录断点时间，并将所述断点时间发送给数据保存模块进行存储；

数据保存模块：实时接收电路监测模块发送的半物理仿真硬件的加电工作状态数据进行存储；实时接收内存监测模块发送的寄存器中的全局参数和局部参数进行存储；当仿真系统出现断点时，从内存监测模块接收断点时间进行存储。

在上述用于地面仿真系统的断点仿真控制器中，时间同步模块包括硬件时统模块、校时模块和同步控制模块，其中：

硬件时统模块：接收系统仿真启动消息，根据预先标定存储的时钟漂移率和仿真启动消息产生仿真步长脉冲信号，将所述仿真步长脉冲信号转换为仿真步长信息，并以UDP协议在网络中广播所述仿真步长信息；同时将包含所述仿真步长信息的数据包发送给校时模块，并从仿真启动消息中读取时钟漂移率，将时钟漂移率和预先存储的同步上限值发送给校时模块；

校时模块：根据从硬件时统模块接收的时钟漂移率和同步上限值计算系统最大读取误差，并根据同步上限值判断是否需要进行时间补偿，同时计算系统同步周期；从硬件时统模块接收包含仿真步长信息的数据包，并记录N次数据包发送和接收时刻，计算系统网络延迟均值；根据系统同步周期和系统网络延迟均值，进行系统校时补偿，以消除各仿真子系统和仿真模块的网络延迟，同时根据最大同步周期选择线性连续函数进行异步长连续校时，以保证各仿真子系统和仿真模块的步长一致，并将消除网络延迟和保证步长一致的数据包中的仿真数据作为校时仿真数据包发送给同步控制模块，同时将数据包中的读写控制标志发送给同步控制模块，其中N为正整数；