賈振宇，李春濤，李　妍

(南京航空航天大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，南京　210016)

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無(wú)人機(jī)仿真系統(tǒng)CAN總線調(diào)度及注冊(cè)機(jī)制設(shè)計(jì)

賈振宇，李春濤，李妍

(南京航空航天大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，南京210016)

針對(duì)無(wú)人機(jī)仿真系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)量大，實(shí)時(shí)性要求高等特點(diǎn)，以基于CAN總線的飛行仿真系統(tǒng)為平臺(tái)，設(shè)計(jì)了總線時(shí)間調(diào)度以及狀態(tài)檢測(cè)機(jī)制，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組分時(shí)傳輸，保證總線通信的實(shí)時(shí)性，為仿真測(cè)試提供了一套正確有效的驗(yàn)證平臺(tái);針對(duì)傳統(tǒng)仿真系統(tǒng)接口資源固定，不利于更改升級(jí)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了接口資源注冊(cè)機(jī)制，根據(jù)各接口節(jié)點(diǎn)的注冊(cè)信息建立系統(tǒng)接口資源表，進(jìn)行統(tǒng)一管理，提高了系統(tǒng)的靈活性，便于仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

CAN總線；飛行仿真系統(tǒng)；時(shí)間調(diào)度；狀態(tài)檢測(cè)；接口注冊(cè)

0　引言

制系統(tǒng)控制律與控制邏輯正確性和可靠性的測(cè)試平臺(tái)，飛行仿真平臺(tái)對(duì)實(shí)時(shí)性有較高的要求，以保證仿真結(jié)果的正確性。國(guó)內(nèi)對(duì)無(wú)人機(jī)仿真系統(tǒng)的研究較為廣泛，西北工業(yè)大學(xué)搭建了基于PC104和VxWorks的飛行仿真系統(tǒng)[1]，并對(duì)分布式飛行仿真技術(shù)進(jìn)行了研究[2]；國(guó)防科技大學(xué)利用快速原型技術(shù)設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)分布式飛行仿真系統(tǒng)[3]；南京航空航天大學(xué)采用快速原型與VxWorks相結(jié)合的方式，設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，以保證系統(tǒng)實(shí)時(shí)性[4]。

對(duì)于復(fù)雜的仿真系統(tǒng)，仿真對(duì)象包括傳感器、舵機(jī)和無(wú)人機(jī)相關(guān)子系統(tǒng)等設(shè)備，仿真過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量仿真數(shù)據(jù)交互，如果不對(duì)數(shù)據(jù)交互進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，大量數(shù)據(jù)交互存在數(shù)據(jù)傳輸沖突，影響仿真系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。與此同時(shí)，傳統(tǒng)仿真系統(tǒng)接口資源相對(duì)固定，主要針對(duì)某一固定類(lèi)型無(wú)人機(jī)仿真對(duì)象。雖然傳統(tǒng)仿真系統(tǒng)留有相應(yīng)的備份接口資源，但當(dāng)接口資源變化較大時(shí)，備份接口資源不能滿(mǎn)足需求，需要變更硬件和底層驅(qū)動(dòng)，工作量大且不夠靈活，不利于仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

針對(duì)上述兩個(gè)問(wèn)題，本文以基于CAN總線的某樣例無(wú)人機(jī)仿真系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)仿真系統(tǒng))為硬件平臺(tái)，根據(jù)CAN總線的傳輸特性，設(shè)計(jì)了主從靜態(tài)分時(shí)調(diào)度機(jī)制以及狀態(tài)檢測(cè)機(jī)制，對(duì)總線通信進(jìn)行合理調(diào)度，避免數(shù)據(jù)傳輸沖突，保證傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性；同時(shí)設(shè)計(jì)了接口資源注冊(cè)機(jī)制，對(duì)接口資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)接口資源可擴(kuò)展，提高了仿真系統(tǒng)的靈活性，為仿真系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了方便。

1　仿真系統(tǒng)平臺(tái)

仿真系統(tǒng)不僅要求仿真系統(tǒng)運(yùn)行解算具有較高的實(shí)時(shí)性，同樣要求內(nèi)部通信具有較高的實(shí)時(shí)性和可靠性，對(duì)內(nèi)部通信總線提出了較高要求。

目前工業(yè)上應(yīng)用的總線有很多，包括RS485、I2C、1553B、CAN等總線，其中CAN總線憑借其實(shí)時(shí)性和可靠性等特點(diǎn)，已經(jīng)在航空工業(yè)、工業(yè)控制、安全防護(hù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[5]。和其他總線相比，CAN總線具有實(shí)時(shí)性高、可靠性高、受環(huán)境干擾小以及配置靈活等優(yōu)點(diǎn)。

基于CAN總線通信的仿真系統(tǒng)平臺(tái)如圖1所示。為了保證模型解算的實(shí)時(shí)性，減輕CPU單元的負(fù)擔(dān)，采用多塊板卡分工協(xié)作的方式，將仿真系統(tǒng)分為CPU單元和接口單元，CPU單元負(fù)責(zé)模型解算和任務(wù)調(diào)度等功能，接口單元負(fù)責(zé)與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。CPU單元與各接口單元之間通過(guò)內(nèi)部CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信為CPU單元與接口單元的數(shù)據(jù)交互，各接口單元之間不存在數(shù)據(jù)交互，故將CPU單元作為主節(jié)點(diǎn)，各接口單元作為從節(jié)點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)掛接到CAN總線上。CAN總線可分為上行總線和下行總線，分別傳輸CPU單元向接口單元流向的數(shù)據(jù)和接口單元向CPU單元流向的數(shù)據(jù)，以減輕CAN總線負(fù)載。

圖1　仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2　CAN總線通信機(jī)制設(shè)計(jì)

2.1CAN總線時(shí)間調(diào)度設(shè)計(jì)

仿真系統(tǒng)內(nèi)部CAN總線分為上行總線和下行總線，上行總線數(shù)據(jù)傳輸方式為CPU單元向多個(gè)接口單元發(fā)送數(shù)據(jù)，由CPU單元確定數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)機(jī)，而下行總線是多個(gè)接口單元向CPU單元發(fā)送數(shù)據(jù)，總線數(shù)據(jù)傳輸時(shí)機(jī)不確定，具有隨機(jī)性，存在同一時(shí)間幾個(gè)接口單元同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的情況，雖然CAN自身帶有非破壞仲裁機(jī)制，可以保證所有消息能夠根據(jù)其各自的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行連續(xù)發(fā)送[5]，但延時(shí)時(shí)間不確定且總線負(fù)載不均衡，存在負(fù)載時(shí)高時(shí)低的情況。為了保證上行總線傳輸數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性以及數(shù)據(jù)傳輸時(shí)機(jī)的可確定性，采用基于主節(jié)點(diǎn)時(shí)間的分時(shí)調(diào)度方式對(duì)整個(gè)內(nèi)部總線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理[6]，以避免總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臎_突。

總線分時(shí)調(diào)度時(shí)，主節(jié)點(diǎn)為每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，用來(lái)作為各節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息的參考時(shí)間，不同類(lèi)型的消息在各自特定的時(shí)間段進(jìn)行發(fā)送，而無(wú)需和總線上的其他任何消息進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，這樣就可以避免丟失仲裁，同時(shí)延遲時(shí)間是確定的[5-6]。

將CPU單元的硬件定時(shí)器作為全局時(shí)間的時(shí)鐘定時(shí)器，定義2 ms為數(shù)據(jù)通信的原子周期，10 ms為數(shù)據(jù)通信的基本周期,一個(gè)基本周期包括5個(gè)原子周期。每經(jīng)過(guò)一個(gè)原子周期，主節(jié)點(diǎn)將通過(guò)總線廣播一幀包含當(dāng)前原子周期序號(hào)的時(shí)間同步幀，從節(jié)點(diǎn)根據(jù)原子周期序號(hào)判斷當(dāng)前所在的時(shí)間窗口。在一個(gè)基本周期中針對(duì)不同類(lèi)型的接口數(shù)據(jù)分配不同的時(shí)間片，接口單元接收CPU單元廣播的時(shí)間同步幀，根據(jù)時(shí)間同步幀中的原子周期序號(hào)判斷當(dāng)前是否是數(shù)據(jù)上傳時(shí)間窗口，如果不是自身接口節(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)時(shí)間窗口，等待其他節(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)；如果是自身上傳數(shù)據(jù)時(shí)間窗口，則上傳數(shù)據(jù)。

如圖2所示，t1時(shí)刻CPU單元發(fā)送時(shí)間同步幀，1553B接口單元接收到時(shí)間同步幀進(jìn)行對(duì)比，確認(rèn)當(dāng)前為1553B接口數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間窗口，開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)；而其他接口單元接收到時(shí)間同步幀對(duì)比后，確認(rèn)不是對(duì)應(yīng)接口的時(shí)間窗口，不發(fā)送數(shù)據(jù)。同樣的，在t2、t3時(shí)刻，只有與時(shí)間窗口對(duì)應(yīng)的接口單元發(fā)送數(shù)據(jù)，其他接口單元不發(fā)送數(shù)據(jù)。

圖2　接口單元分時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)

分配至各通信接口單元專(zhuān)屬時(shí)間窗口的多少由該單元所需上傳數(shù)據(jù)量的大小所決定，表1是各接口的單位時(shí)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，可以看出串行通信接口單元的數(shù)據(jù)量最大而1553B接口單元、開(kāi)關(guān)量接口單元和模擬量單元數(shù)據(jù)量較小。通信原子周期為2 ms,每個(gè)節(jié)點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)時(shí)間至少為2 ms,按照CAN總線最大負(fù)載的50%計(jì)算，2 ms內(nèi)CAN總線可傳輸約70字節(jié)數(shù)據(jù)，可滿(mǎn)足接口傳輸數(shù)據(jù)量的要求，因此接口類(lèi)型時(shí)間窗口均為一個(gè)原子周期。

表1　接口數(shù)據(jù)量

圖3為CAN總線數(shù)據(jù)通信周期內(nèi)各通信接口單元數(shù)據(jù)調(diào)度時(shí)間片分配示意圖，將第2時(shí)間片分配給1553B接口單元，第3時(shí)間片分配給串行通信接口單元，模擬量接口單元與開(kāi)關(guān)量接口單元共用第4時(shí)間片，第5個(gè)時(shí)間片為備用以便后期擴(kuò)展，而第1時(shí)間片用于總線節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)檢測(cè)，每?jī)蓚€(gè)基本周期進(jìn)行一次狀態(tài)檢測(cè)。

圖3　總線時(shí)間調(diào)度時(shí)間片分布

2.2狀態(tài)檢測(cè)機(jī)制設(shè)計(jì)

CPU單元和接口單元采用了狀態(tài)檢測(cè)機(jī)制，即心跳機(jī)制。心跳是各通信模塊定時(shí)發(fā)出的狀態(tài)報(bào)告信號(hào)，也可以根據(jù)系統(tǒng)需求定義為一次設(shè)備握手操作[7]。在仿真過(guò)程中，CPU單元定時(shí)向各接口單元發(fā)送檢測(cè)信號(hào)并接收接口單元反饋的狀態(tài)信號(hào)，CPU單元判斷狀態(tài)信號(hào)有無(wú)和狀態(tài)信號(hào)內(nèi)容，便可以識(shí)別出接口單元的工作狀態(tài)，上報(bào)給仿真管理計(jì)算機(jī)。

圖4　系統(tǒng)接口單元表

這里采用了基于“請(qǐng)求-應(yīng)答”方式的故障檢測(cè)機(jī)制[8],包括的狀態(tài)檢測(cè)請(qǐng)求幀以及狀態(tài)檢測(cè)應(yīng)答幀。狀態(tài)檢測(cè)的周期為兩個(gè)基本周期，在第一個(gè)基本周期的第1時(shí)間片進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，如圖3所示。主節(jié)點(diǎn)周期發(fā)送狀態(tài)檢測(cè)請(qǐng)求幀，各從節(jié)點(diǎn)在每個(gè)狀態(tài)檢測(cè)周期成功接收到該請(qǐng)求幀后需在同一個(gè)時(shí)間窗內(nèi)返回一個(gè)狀態(tài)檢測(cè)應(yīng)答幀。主節(jié)點(diǎn)在3個(gè)狀態(tài)檢測(cè)周期未能接收到某個(gè)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)檢測(cè)應(yīng)答幀，說(shuō)明接口單元至少6個(gè)周期內(nèi)未傳輸數(shù)據(jù)或傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有誤，認(rèn)為該節(jié)點(diǎn)故障。

主節(jié)點(diǎn)周期向上下行總線發(fā)送狀態(tài)檢測(cè)幀，檢測(cè)上下行數(shù)據(jù)鏈路的狀態(tài)。故障類(lèi)型如表2所示。當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)鏈路故障時(shí)，可通過(guò)軟件對(duì)控制器進(jìn)行復(fù)位重啟，而節(jié)點(diǎn)單元異常和數(shù)據(jù)鏈路斷路故障時(shí)，需要更換相應(yīng)的接口單元并進(jìn)一步檢查硬件是否正常。

表2　故障分類(lèi)

3　接口單元注冊(cè)機(jī)制設(shè)計(jì)

為了提高仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的靈活性，實(shí)現(xiàn)對(duì)接口單元的靈活添加和刪除，根據(jù)仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用接口單元上報(bào)資源信息的注冊(cè)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)CPU單元?jiǎng)討B(tài)獲取各接口單元資源信息。

系統(tǒng)啟動(dòng)后，各接口單元會(huì)向CPU單元發(fā)送資源注冊(cè)幀，資源注冊(cè)幀包括接口單元類(lèi)型(串口、開(kāi)關(guān)量、1553B等)、設(shè)備號(hào)(板卡唯一標(biāo)識(shí))、接口資源以及傳輸數(shù)據(jù)分配的CAN總線ID標(biāo)識(shí)符。CPU單元根據(jù)接收到的注冊(cè)信息建立系統(tǒng)接口單元表和系統(tǒng)接口資源表，CPU單元通過(guò)維護(hù)這兩張表，實(shí)現(xiàn)對(duì)接口單元的管理和調(diào)用。

系統(tǒng)接口單元表包含了當(dāng)前注冊(cè)的所有接口單元的基本信息，CPU單元可以查詢(xún)此表獲取當(dāng)前可用接口資源。表中每個(gè)接口單元用一個(gè)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行表示，該結(jié)構(gòu)體定義如下：

typedef struct

{

鏈接指針；

接口單元類(lèi)型;

設(shè)備號(hào)；

輸入接口個(gè)數(shù)；

輸出接口個(gè)數(shù)；

}DEV_Struct;

該結(jié)構(gòu)體給出了鏈接指針、接口單元類(lèi)型、設(shè)備號(hào)和接口資源的個(gè)數(shù)，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，只存儲(chǔ)了一些關(guān)鍵信息。整個(gè)系統(tǒng)接口單元表中的接口單元結(jié)構(gòu)通過(guò)指針鏈接在一起，有新的接口單元注冊(cè)時(shí)，直接將相應(yīng)的單元結(jié)構(gòu)體添加到隊(duì)列中。如圖4所示是系統(tǒng)接口單元表的示意圖。

當(dāng)仿真系統(tǒng)接口需求變更，對(duì)接口單元進(jìn)行刪減時(shí)，系統(tǒng)接口資源表也隨之變化。系統(tǒng)中可能存在多個(gè)同類(lèi)型的接口單元，雖然接口類(lèi)型和資源一樣，但每個(gè)接口單元的設(shè)備號(hào)唯一，CPU單元可以根據(jù)設(shè)備號(hào)確定唯一的接口通道。

CPU單元建立系統(tǒng)接口單元表的同時(shí)，會(huì)根據(jù)設(shè)備號(hào)建立系統(tǒng)接口資源表，用于存儲(chǔ)分配給各接口的CAN總線ID標(biāo)識(shí)符，每個(gè)接口通道都有自己唯一的ID標(biāo)識(shí)符。接口資源表分為兩種類(lèi)型：接收接口資源表和發(fā)送接口資源表，分別用來(lái)存放用于接收、發(fā)送的接口通道分配的ID標(biāo)識(shí)符。接口資源表結(jié)構(gòu)如表3所示。

表3　系統(tǒng)接口資源表

當(dāng)CPU單元要通過(guò)某個(gè)接口通道發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先會(huì)查詢(xún)系統(tǒng)接口單元表，找到對(duì)應(yīng)接口所在單元的設(shè)備號(hào)，根據(jù)設(shè)備號(hào)與通道號(hào)在系統(tǒng)發(fā)送接口資源表中找到對(duì)應(yīng)的CAN總線ID標(biāo)識(shí)符，將數(shù)據(jù)組幀，通過(guò)CAN總線發(fā)送給對(duì)應(yīng)接口單元。具體流程如圖5所示。

圖5　CPU單元發(fā)送數(shù)據(jù)過(guò)程

相應(yīng)的，當(dāng)CPU單元接收到數(shù)據(jù)時(shí)，需要判斷數(shù)據(jù)來(lái)自哪個(gè)接口通道，CPU單元會(huì)對(duì)比系統(tǒng)接收接口資源表中的ID標(biāo)識(shí)符，找到對(duì)應(yīng)的設(shè)備號(hào)和通道號(hào)，再根據(jù)設(shè)備號(hào)查詢(xún)系統(tǒng)接口單元表，匹配接口類(lèi)型。接口類(lèi)型和通道號(hào)可以唯一確定數(shù)據(jù)來(lái)源，從而將接收到的數(shù)據(jù)存放到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，由相關(guān)處理程序進(jìn)行解碼處理。具體流程如圖6所示。

圖6　CPU單元接收數(shù)據(jù)過(guò)程

4　系統(tǒng)測(cè)試

為了驗(yàn)證仿真系統(tǒng)CAN總線通信機(jī)制設(shè)計(jì)的性能和正確性，本文從CAN總線通信性能、總線時(shí)間調(diào)度兩個(gè)方面進(jìn)行測(cè)試[9-11]。

4.1CAN總線可靠性測(cè)試

為了驗(yàn)證CAN總線的傳輸數(shù)據(jù)的可靠性，搭建了如圖7所示的測(cè)試平臺(tái)。CPU單元作為主節(jié)點(diǎn)通過(guò)下行總線發(fā)送測(cè)試數(shù)據(jù)，接口單元作為從節(jié)點(diǎn)接收測(cè)試數(shù)據(jù)并通過(guò)上行總線轉(zhuǎn)發(fā)測(cè)試數(shù)據(jù)，由CAN監(jiān)測(cè)設(shè)備監(jiān)測(cè)總線上的數(shù)據(jù)，與測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。主節(jié)點(diǎn)以2 ms的時(shí)間周期發(fā)送10幀測(cè)試數(shù)據(jù)，使總線在約50%的負(fù)載情況下進(jìn)行4小時(shí)通信測(cè)試。

圖7　CAN測(cè)試結(jié)構(gòu)

總線測(cè)試情況統(tǒng)計(jì)如表4所示，可以看出通信過(guò)程中丟幀、錯(cuò)幀計(jì)數(shù)均為0，表明CAN總線通信可以保證通信的可靠性，滿(mǎn)足飛行仿真系統(tǒng)通信的可靠性要求。

表4　CAN總線通信測(cè)試

4.2總線時(shí)間調(diào)度測(cè)試

為了驗(yàn)證總線收發(fā)數(shù)據(jù)的調(diào)度情況，搭建起半物理仿真測(cè)試環(huán)境，將飛行控制系統(tǒng)與仿真平臺(tái)連接，進(jìn)行閉環(huán)仿真測(cè)試。在測(cè)試過(guò)程中對(duì)CAN總線收發(fā)數(shù)據(jù)任務(wù)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。

如表5所示，統(tǒng)計(jì)部分仿真發(fā)送任務(wù)和接收任務(wù)執(zhí)行時(shí)間和運(yùn)行周期。由測(cè)試結(jié)果可知，仿真系統(tǒng)中總線收發(fā)任務(wù)都能按照周期要求運(yùn)行，且都能在其周期時(shí)間內(nèi)執(zhí)行完畢，可以說(shuō)明總線任務(wù)調(diào)度正確。

表5　部分收發(fā)任務(wù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

統(tǒng)計(jì)仿真過(guò)程中系統(tǒng)的CPU利用率，測(cè)試結(jié)果如圖8所示。由測(cè)試結(jié)果可知，系統(tǒng)CPU利用率在55%至60%之間，仿真過(guò)程中CPU利用率分布比較均衡，沒(méi)有出現(xiàn)大的峰值，說(shuō)明CAN總線收發(fā)任務(wù)調(diào)度均衡，沒(méi)有出現(xiàn)任務(wù)扎堆運(yùn)行造成CPU利用率瞬間增大的情況。

圖8　CPU利用率測(cè)試結(jié)果

如圖9所示是CAN總線收發(fā)任務(wù)的調(diào)度情況。圖9中橫軸是仿真運(yùn)行時(shí)間，縱軸是收發(fā)任務(wù)名稱(chēng)，每個(gè)旗子符號(hào)代表任務(wù)執(zhí)行。圖9中RxFCC_MINS是1553B接收任務(wù)，RxFCC_BINS、RxFCC_Servo以及RxFCC_AirBrake是串口接收任務(wù)，可以看出發(fā)送任務(wù)按照接口協(xié)議周期執(zhí)行，在一個(gè)基本周期內(nèi)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間不同，根據(jù)接口類(lèi)型分時(shí)執(zhí)行，說(shuō)明收發(fā)任務(wù)均勻分布，沒(méi)有出現(xiàn)發(fā)送數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)，總線調(diào)度機(jī)制可以有效的避免數(shù)據(jù)沖突的情況。

圖9　CAN總線收發(fā)任務(wù)調(diào)度情況

5　結(jié)語(yǔ)

本文以基于CAN總線的某樣例無(wú)人機(jī)飛行仿真系統(tǒng)為硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)了基于主節(jié)點(diǎn)時(shí)間的主從靜態(tài)分時(shí)調(diào)度機(jī)制、接口資源注冊(cè)機(jī)制以及狀態(tài)檢測(cè)機(jī)制。最終實(shí)現(xiàn)CPU單元對(duì)資源接口的統(tǒng)一調(diào)度，靈活地對(duì)接口資源的增減進(jìn)行管理。同時(shí)通過(guò)文中的分析和試驗(yàn)，表明總線時(shí)間調(diào)度能有效的調(diào)度數(shù)據(jù)收發(fā)，避免數(shù)據(jù)沖突；多板卡能夠穩(wěn)定、可靠地協(xié)同工作，完成對(duì)仿真對(duì)象的仿真模擬，整個(gè)仿真系統(tǒng)可以為無(wú)人機(jī)飛行仿真測(cè)試提供正確可靠的驗(yàn)證平臺(tái)。

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Design of CAN Bus Scheduling and Registration Mechanism for UAV Simulation System

Jia Zhenyu , Li Chuntao , Li Yan

(College of Automation, Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, Nanjing210016,China)

The UAV Simulation System has the characteristics of large amount of data and real-time requirements. The experimental platform is based on the hardware of a sample flight simulation system which communication is based on CAN bus. According to the characteristics of CAN bus, the mechanism of bus time scheduling and state detection is designed, which can guarantee the real-time performance of the communication, and provides a correct and effective verification platform for the simulation test. And as interfaces of traditional simulation system are fixed, it is not easy to be upgraded. The registration mechanism of interfaces is designed to improve flexibility of the system, which is easy to develop the simulation system.

CAN bus；flight simulation system；time scheduling；state detection；interface registration

2015-08-11；

2015-09-11。

賈振宇(1991-)，男，山東菏澤人，研究生，主要從事飛行器控制方向的研究。

李春濤(1975-)，男，山東臨沂人，副研究員，主要從事無(wú)人機(jī)飛行控制方向的研究。

1671-4598(2016)01-0171-04

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2016.01.048

TP273.5

A