基于VxWorks的PowerPC多CPU系统.docx

基于VxWorks的PowerPC多CPU系统
基于VxWorks的PowerPC多CPU系统
在飞行仿真中的应用
安 刚 李 育 应孝岩 高亚奎
（中航第一飞机研究院，西安，710189）


基于VxWorks的PowerPC多CPU系统
基于VxWorks的PowerPC多CPU系统
在飞行仿真中的应用
安 刚 李 育 应孝岩 高亚奎
（中航第一飞机研究院，西安，710189）
摘要 飞行模拟器的主仿真系统需要解算飞机在层流、紊流和阵风等全包限范围内的飞行状态，包括影响飞机飞行性能和功能的系统特性计算、气动导数插值计算、气动力和气动力矩计算、飞机六自由度非线性方程解算等，其特点是所有计算必须是实时的。因此要求主仿真计算机计算能力强，实时、稳定且易于扩展。本文作者研制的某飞机工程模拟器，成功地应用了PowerPC7400多CPU系统+VxWorks实时操作系统，证明基于这种平台的主仿真系统具有分布式处理、并行计算、多线程、集群控制、开放性、可扩展性、实时性等工程特点，完全能够满足飞行模拟器对主仿真系统的要求。
关键词 工程模拟器 主仿真系统 VxWorks PowerPC
1 引言
工程模拟器是对飞机的飞行品质、控制律和任务包线等进行研究的必要设备，利用它可以直接指导设计，也能对设计结果进行检验，可以兼顾对飞行员的初步训练，可以在地面进行试飞中的风险项目研究，可以对实际试飞中的故障进行地面再现。主飞行仿真系统是模拟器的核心，主要完成接收座舱的操作信息，包括模拟量（油门杆位置、驾驶杆位置、脚蹬位置等）、开关量（发动机、起落架、襟翼、阻力伞、减速板、刹车、飞控系统、武器系统等开关量）；同时接收从视景主机反馈来的地形数据，还有从主控计算机来的各种控制指令、初始化数据、环境干扰设置、故障设置情况等，并对这些数据进行实时处理。更重要的是实时完成高逼真度飞机模型的建立和解算，并将计算结果广播到视景系统、仪表系统、模拟座舱、音响、品质分析等系统。


所以，主飞行仿真系统的硬件平台——仿真主机，必须具备超强的计算处理能力、丰富的硬件接口，精确的实时时钟、简单通用的程序开发及软件接口、易于扩展的高可靠性硬件结构等等，同时要求软硬件能够紧密协调配合。比较有名的仿真主机系统如RTS620、MATLAB+dSPACE、HRT1010、“银河Ⅱ”等都具有上述特点，其中RTS620和HRT1010采用了PowerPC系列CPU，不同之处是RTS620利用Adsim语言编写的基于UNIX操作系统的软件应用平台，而HRT1010是利用ANSI C编写的基于VxWorks操作系统的软件应用平台。
本文结合作者在某工程模拟器研制中，应用基于VxWorks的PowerPC多CPU系统开发完成的主仿真系统，从硬件结构、软件组成、开发技巧、可能遇到的技术问题以及解