支撐系統(tǒng)平臺(tái)組件開發(fā)研究與分析

杜建華+瞿海娜

摘要：隨著航電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用，型號(hào)項(xiàng)目也越來越多，對(duì)產(chǎn)品或模塊需求量也越來越大。該文主要提出了支撐系統(tǒng)平臺(tái)解決方案，分析了組件開發(fā)方法，研究了組件應(yīng)用模型，為航電系統(tǒng)支撐系統(tǒng)平臺(tái)組件開發(fā)提供分析與設(shè)計(jì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：支撐系統(tǒng)；平臺(tái)；組件

基于組件的開發(fā)（Component Based Development，CBD）技術(shù)在軟件工程中占有舉足輕重的地位，并且在許多工程應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)取得了重大的成功。隨著航電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用，型號(hào)項(xiàng)目也越來越多，對(duì)產(chǎn)品或模塊需求量也越來越大。在產(chǎn)品或模塊研制過程中，存在相同或相似度非高的產(chǎn)品，模塊可能用于同一型號(hào)航電系統(tǒng)的多個(gè)不同子系統(tǒng)，也可能用于不同型號(hào)航電系統(tǒng)的多個(gè)子系統(tǒng)。由于型號(hào)的不同，課題的不同，硬件型號(hào)的不同，研制要求的不同，硬件環(huán)境和系統(tǒng)環(huán)境等不同，用戶需求的差異，導(dǎo)致產(chǎn)生多個(gè)嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品或模塊的項(xiàng)目（包括軟硬件項(xiàng)目）。因此，相似度非高的多個(gè)軟件項(xiàng)目，因研制階段，進(jìn)度要求，變更控制等，會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目管理，軟件開發(fā)，配置管理等軟件研制過程效率不高，工作量大，軟件開發(fā)及維護(hù)成本等問題。

針對(duì)上述存在的情況，本文從構(gòu)建系統(tǒng)平臺(tái)的角度提出了系統(tǒng)平臺(tái)組件的構(gòu)建策略和思路，分析了組件應(yīng)用及組件開發(fā)過程中，組件管理需要解決的問題等。其目的有三個(gè)：1）為通過組件方式構(gòu)建系統(tǒng)平臺(tái)產(chǎn)品提供參考；2）為組件開發(fā)及應(yīng)用提供思路，策略和方案；3）提升產(chǎn)品的核心競爭力。最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一套完整的可應(yīng)用于航空領(lǐng)域的支撐系統(tǒng)平臺(tái)，進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)品的核心競爭力。

1解決方案研究

支撐系統(tǒng)平臺(tái)組件的構(gòu)建策略和思路分為三步：1）采用平臺(tái)化思路構(gòu)建系統(tǒng)平臺(tái)框架；2）基于系統(tǒng)平臺(tái)框架，對(duì)各平臺(tái)采用組件化思路構(gòu)建各平臺(tái)；3）組件開發(fā)獨(dú)立于型號(hào)課題，應(yīng)用于型號(hào)課題，并納入工程管理及資產(chǎn)庫。

1.1支撐系統(tǒng)平臺(tái)方案

1.1.1支撐系統(tǒng)平臺(tái)框架

如圖1所示，支撐系統(tǒng)平臺(tái)分為機(jī)載硬件平臺(tái)，機(jī)載軟件平臺(tái)和機(jī)載工具平臺(tái)。

機(jī)載硬件平臺(tái)結(jié)合了歷史型號(hào)項(xiàng)目，現(xiàn)在型號(hào)項(xiàng)目，預(yù)言項(xiàng)目的功能及性能等特點(diǎn)，能夠滿足80%的新研項(xiàng)目和后續(xù)10年左右%80的新項(xiàng)目的功能及性能要求及能力。機(jī)載硬件平臺(tái)為機(jī)載軟件平臺(tái)提供穩(wěn)定可靠的運(yùn)行平臺(tái)。機(jī)載硬件平臺(tái)采用組件化思路進(jìn)行研制。

機(jī)載軟件平臺(tái)結(jié)合了歷史型號(hào)項(xiàng)目，現(xiàn)在型號(hào)項(xiàng)目，預(yù)言項(xiàng)目的功能及性能等特點(diǎn)，能夠滿足80%的新研項(xiàng)目和后續(xù)10年左右%80的新項(xiàng)目的功能及性能要求及能力。機(jī)載軟件平臺(tái)運(yùn)行于機(jī)載硬件平臺(tái)，為加載應(yīng)用軟件提供系統(tǒng)平臺(tái)服務(wù)。機(jī)載軟件平臺(tái)采用組件化思路進(jìn)行研制。機(jī)載軟件平臺(tái)包括板級(jí)平臺(tái)，支持軟件平臺(tái)，維護(hù)軟件平臺(tái)。

機(jī)載工具平臺(tái)結(jié)合機(jī)載硬件平臺(tái)，機(jī)載軟件平臺(tái)提供系統(tǒng)平臺(tái)整體功能，包括產(chǎn)品展示及演示功能，產(chǎn)品管理及維護(hù)功能。機(jī)載工具平臺(tái)為機(jī)載軟件平臺(tái)提供維護(hù)及管理支持。機(jī)載工具平臺(tái)完成機(jī)載硬件平臺(tái)和機(jī)載軟件平臺(tái)的資源管理，版本管理，設(shè)備管理，監(jiān)控管理，健康管理等。

1.1.2機(jī)載軟件平臺(tái)框架

如圖2所示，機(jī)載軟件平臺(tái)包括維護(hù)軟件平臺(tái)，支持軟件平臺(tái)和板級(jí)軟件平臺(tái)。其中，操作系統(tǒng)可采用天脈2，天脈1，VxWorks和WINXP等。

1.1.3機(jī)載工具平臺(tái)框架

如圖3所示，機(jī)載工具軟件平臺(tái)包括維護(hù)軟件平臺(tái)和支持軟件平臺(tái)。

1.1.4機(jī)載硬件平臺(tái)框架

如圖4所示，硬件平臺(tái)包括通用模塊，通信模塊和其它模塊。通用模塊包括CPU，內(nèi)存單元等必不可少的模塊。通信模塊包括各種通信硬件單元等。

1.2支撐系統(tǒng)平臺(tái)組件方案

1.2.1支撐系統(tǒng)平臺(tái)組件框架

如圖5所示，系統(tǒng)平臺(tái)組件包括機(jī)載軟件組件平臺(tái)，機(jī)載硬件組件平臺(tái)和工具軟件組件平臺(tái)。

1.2.2機(jī)載軟件平臺(tái)組件框架

如圖6所示，機(jī)載軟件平臺(tái)組件包括維護(hù)軟件組件平臺(tái)，支持軟件組件平臺(tái)，板級(jí)軟件組件平臺(tái)。維護(hù)軟件組件平臺(tái)包括版本管理組件，設(shè)備管理組件，監(jiān)控管理組件，健康管理組件和網(wǎng)絡(luò)管理組件。支持軟件組件平臺(tái)包括通信接口組件，通用組件，設(shè)備組件，通信組件，工具組件，系統(tǒng)操作系統(tǒng)組件，硬件接口組件等。

1.2.3工具軟件平臺(tái)組件框架

1.2.4硬件平臺(tái)組件框架

2組件開發(fā)研究

組件開發(fā)研究主要介紹組件開發(fā)的策略和組件工程化需要解決的問題。

2.1組件開發(fā)分析

如圖9所示，組件開發(fā)思路包括系統(tǒng)功能分析，系統(tǒng)方案分析，系統(tǒng)組件分析，組件分解，組件復(fù)用和開發(fā)，組件實(shí)現(xiàn)和測(cè)試等工作。組件開發(fā)對(duì)系統(tǒng)方案和軟件開發(fā)提出了更高的要求。系統(tǒng)方案和組件復(fù)用與開發(fā)是實(shí)現(xiàn)支撐系統(tǒng)平臺(tái)和支撐系統(tǒng)平臺(tái)組件方案的關(guān)鍵。

2.2組件工程化

在解決方案提及到組件開發(fā)獨(dú)立于型號(hào)課題，但源于和應(yīng)用于型號(hào)課題，并納入系統(tǒng)工程及資產(chǎn)庫（知識(shí)庫）管理。組件工程化開發(fā)難度較大，需要解決如下幾個(gè)問題：

1）組件開發(fā)問題：組件化開發(fā)思路與原有開發(fā)思路存在本質(zhì)的差異，需要研制團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)變開發(fā)思路和觀念，注重需求整合與引導(dǎo)，產(chǎn)品模塊整體架構(gòu)，系統(tǒng)方案，系統(tǒng)平臺(tái)化，組件化和標(biāo)準(zhǔn)化，組件裁減等。對(duì)系統(tǒng)方案和組件開發(fā)等人員等提出了更高的要求。

2）組件資質(zhì)問題：型號(hào)課題要求多樣，組件開發(fā)需要滿足多個(gè)型號(hào)課題要求，因此涉及組件工程化，定型及合法化等問題。

3）組件應(yīng)用問題：組件如何應(yīng)用于多個(gè)型號(hào)課題項(xiàng)目，涉及組件應(yīng)用方案策略，組件集成，組件測(cè)試及組件變更等。

3組件應(yīng)用

如圖10所示，給出了組件應(yīng)用思路。組件應(yīng)用包括產(chǎn)品演示，依據(jù)用戶需求構(gòu)建系統(tǒng)方案，依據(jù)系統(tǒng)方案構(gòu)建組件方案，組件的分解與集成，最后組件的集成與開發(fā)。系統(tǒng)方案和組件復(fù)用與開發(fā)是組件應(yīng)用的關(guān)鍵。

4結(jié)束語

軟件開發(fā)的最佳方法是不進(jìn)行任何開發(fā)。重用就是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的一種方法。基于組件的軟件重用是產(chǎn)品重用的主要形式，軟件組件技術(shù)是當(dāng)前重用研究的焦點(diǎn)。本文從構(gòu)建系統(tǒng)平臺(tái)的角度提出了系統(tǒng)平臺(tái)組件的構(gòu)建策略和思路，分析了組件應(yīng)用及組件開發(fā)過程中，組件管理需要解決的問題等。本文研究了支撐系統(tǒng)平臺(tái)解決方案，組件開發(fā)和應(yīng)用模型。這將對(duì)航空領(lǐng)域同類型項(xiàng)目提供軟件復(fù)用的基礎(chǔ)，為航電系統(tǒng)型號(hào)項(xiàng)目軟件提供可參考意義和借鑒價(jià)值。