[发明专利]一种基于FACE架构的可移植组件单元封装方法

说明书

本发明基于航电领域近年来新兴的未来机载能力环境(FACE)技术标准，具体提出了一种针对FACE系统可移植组件段中可移植组件单元的适配封装方法。主要组成包括：基于FACE数据体系结构的数据建模、基于共享数据模型的通用数据语义环境搭建、可移植组件接口封装架构设计以及基于接口封装架构的适配封装方案。本发明有利于实现航电系统中软件组件的可移植性与可重用性，以此来减少组件的开发成本，缩短开发周期，进一步提高航电系统的开发效率。

技术领域

本发明属于航空电子技术领域，具体设计了一种开放式航电系统中可移植组件单元的适配封装方法。

背景技术

传统的航电系统开发是一种软件密集型开发过程，这样的开发过程可移植性较差，特别是定制化的平台设计限制了这些平台中软件的重复使用。因此，目前的航电软件系统开发方法存在着开发成本较高、即使在紧急需求下也需要花费较长的时间来进行软件的移植等问题，不适用于快速发展变化的军事领域应用。

为了减少航电系统的开发成本，美国空军将开放式系统架构思想带入到军用航电软件的开发工作中。其核心宗旨在于：增强航电软件在不同硬件基础的航电系统中的可移植性和可重用性，以此来有效支持航电系统进行频繁的更新换代与拓展升级。其中，FACE标准是开放式系统架构在航电领域运用的代表，它对机载软件环境进行了标准化改进，并通过功能分段的方法实现了软硬件之间的解耦，从而让FACE组件能够在不同硬件平台上快速部署，进一步提升航电系统中软件的可移植性和可重用性，降低开发成本。

对于机载航电系统，FACE标准将系统中的软件内容划分为五个部分，由与硬件相关的底层到纯粹软件相关的上层依次是：操作系统段、I/O服务段、平台特定服务段、传输服务段以及可移植组件段。通过这种功能分段、封装隔离的方式，FACE架构解除了传统航电系统中软硬件之间的紧密耦合。其中，可移植组件段是包含着所有可移植组件单元的一个集合。在该段中，由于FACE标准已经将可移植组件中与硬件紧密关联的部分剥离并封装在其他各段中，使得可移植组件段中的组件可在任意不同的FACE软件运行环境上进行部署，且至多只需进行少量的适配工作。

可移植组件单元(UoP)，即是指被部署于FACE系统可移植组件段中，负责计算支撑、纯数据处理等内容的任务级功能软件。在FACE系统中，它们只需通过由FACE数据模型定义的传输服务接口来进行数据交互，而不需要与I/O接口产生交集。由于采用了通用的数据接口、语言运行时以及软件框架，这些可移植组件在不同的计算硬件或FACE软件环境中进行重新部署时，并不需要重新编译或重新链接软件库，语言运行时或软件框架，这也是其可移植性的具体体现。

FACE数据体系结构为可移植单元间数据交换提供了一种标准化的互操作方法，是提升 FACE组件可移植性的重要基础。FACE数据架构包括数据模型语言、共享数据模型、共享数据管理计划、可移植单元数据模型和数据模型到编程语言的映射规范。FACE数据模型建模基于模型驱动体系结构(MDA)方法从概念数据模型、逻辑数据模型、平台数据模型到可移植单元数据模型逐层细化，最终可移植单元数据模型通过编程语言映射规范转换为组件接口的代码实现。

基于FACE数据体系结构，通过对负责计算支撑、纯数据处理等内容的任务级别功能模块进行数据建模，并依据数据模型进行接口定义，最终按照所定义的接口来设计适配器，实现对功能模块的封装，就可以得到FACE可移植组件单元。这个过程即是可移植组件单元的封装过程。

然而，FACE标准首次将“开放式思想”引入到军用领域当中，其自身仍处于一个不断发展与完善的过程之中，存在着许多不足之处。就如何对可移植组件单元进行封装这一问题而言，FACE标准文件并未给出具体的过程与示例，并未定义可移植组件单元内部的成分组成与接口种类规范，这可能会为组件的移植工作带来阻碍，降低组件的可移植性与可重用性。

发明内容