嵌入式电子飞行仪表系统的软件结构与实现

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1、嵌入式电子飞行仪表系统的软件结构与实现北京航空航天大学电子信息工程学院39020818 徐广毅电子飞行仪表系统(Electronic Flight Instrument System) 以下简称EFIS为了实现基于嵌入式电子飞行仪表系统的数据综合显示，我们选取了基于Intel StrongARM 1110的JingWei开发平台，进行核心部分包括数据接收，解码，综合计算和综合显示，以及黑匣子部分的数据记录的软件开发。为了缩短开发时间，降低开发难度，我们在操作系统的选取上采用了Microsoft公司优秀的嵌入式操作系统Windows CE 3.0。开发工具选用了Embedded Visual C

2、，结合JingWei的SDK与PlatformBuilder进行整个硬件平台上软件部分的设计和开发。飞机上各路传感器的数据经过我们所设计的综合数据采集系统的采集后，通过串口编帧发送，JingWei通过串口1接收到数据后进行解码和校验，将正确的数据后通过系列的计算后，调用绘图函数以图形方式综合显示在彩色LCD上。另外，所接受到的数据还会保存在我们所设计的固定格式的二进制文件中，保存在JingWei的SDRAM中实现黑匣子部分的数据记录，借助我们所开发的基于X86系统的黑匣子回放软件，可以分析回放黑匣子的保存数据。 在软件上，PlatformBuilder对于专有硬件平台的操作系统的定制和裁减，E

3、mbedded Visual C+对于系统平台上应用软件的开发均提供了极大的便利，CPU的强大的数据处理能力，彩色LCD显示屏的综合图形显示，也为整个以显示为核心的系统提供了充分的保证。 对于EFIS系统的扩展部分，诸如VFR（虚拟飞行法则）与ILS（仪表着陆系统）和EFIS系统的结合等，由于时间紧迫，任务繁重，都只在理论上和实验中实现，并没有真正加入到系统中。软件系统方案论证1 操作系统方案一 核心的操作系统部分选用开放源码的uc Linux来实现，我们可以直接修改系统的源码，经过裁减后直接编译出自己的Linux内核，接着基于这个系统来设计开发应用程序部分。这样的工作量无疑是非常大的，对于u

4、c Linux操作系统的陌生和整个开发时间的安排以及核心的EFIS部分的工作量使我们在这个平台上的计划止步，Linux下不是十分便利的开发环境也限制了我们的能力。因此，本设计没有采用这个方案。方案二 操作系统选用Microsoft Windows CE 3.0。Microsoft Windows CE 3.0 在众多的嵌入式操作系统的平台中一直比较优秀。Windows CE是支持多平台的可定制的嵌入式操作系统，虽然在图形界面上和Windows X86家族系列长得很像，让人们误以为是Windows X86平台的移植产品。但在实际上，WindowsCE的代码全部是重新设计并编写的。它同样支持多线程

5、，完全抢先执行和多任务的操作系统。系统在设计上采用完全的模块化结构，非常有利于裁减和编译。另外，完备的驱动程序和便利的开发环境IDE也非常有利于我们在限期内设计开发出我们所制定的较为完整的EFIS系统的目标。图一 Microsoft Windows CE系统配置及基本组织图使用PlatformBuilder 3.0结合适用于JingWei的bsp包，外加模块的裁减编译后导出适合开发应用程序的SDK，使用Embedded Visual C便可以开发编译出在这个平台上运行的软件。将我们所开发的软件和操作系统直接编译成为一个镜像文件，通过JTAG口烧写进JingWei的flashrom便实现嵌入式系

6、统的软件硬件化。2 曲开发繁环境盏选择惠好了径操作着系统螺平台赌之后寸，所稼要做冤的便犬是如番何选救择应珍用软傅件的检开发秒环境屯，摆旷在我率们面终前有移两个财方案劈：粒方案鼻一搬麻 采予用E剩mb甲ed扑de爹d 盘Vi歉su丰al牌 B垄as幅ic五。使适用P辣la菌tf荡or熔mb捕ui玻ld练er番可以说输出涂EV薄B使酿用的底SD肠K，船EV卡B的丝开发锋环境舒相对咐直观旧简洁恰，开跨发难汇度相爽对较健小，喝但是传编译和生成策的目抬标代龄码过成于繁凤琐站，三编译芦效率淹相对垦较低惭，坝程序程运行晓速度培较慢关。堪对于串EF差IS瓜实时鱼显示脏各项娘数据陷的要伙求完冠成的换并不菌是非排

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8、怪，很尿多的纹MF童C类胖库所捡封装丘的函钞数将谢不会腾被包肆含在博SD说K中逼，因计此我局们放歪弃了叉MF茅C直格接使唉用A关PI涛编写骑。另文外，凯使用欲AP诱I方彻式编娱码所漠编译孝出的流代码佳会更冻加的年精简般。通设计告与论印证晶1局系统屡镜像吊档的歪设计厘EF浓IS阵系统租中对聚于图冷形的威要求屠很高灯，摧GD听I函奇数支盆持差这部分分必怜不可腔少。浩对于呀黑匣椅子功净能的腔实现吐在J捐in香gW泉ei稳平台刊上是捆依赖滚于可键靠的驴文件址系统到。对盖于通葱讯部次分又欺是整举个系盈统数套据传恋输的信主干针。所酸以综雀合了抢以上拒的模渣块后因，我氏们在捉Pl丙at跑fo展rm欢 B抹u

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13、崖在飞衔行员肿以飞缠行经燃验来喝判断拔当前绕飞行碍参数划是否羊处在赠警戒惰范围问并由伯此做饲出判晴断之链前跑，帅我们女的警纵报系育统就并必须房对这才些参普数加率以判过断并陡将判奏断结畅果直毒接的茅在第弟一时沿间内准显示畅出来抬。孟鉴于辩飞行寻任务校的多叹样性傍,我久们不寨能将拾整个压警报箱系统带的判葛断参映数固止化进诚程序耀，协必须无实现役给飞纵行员劫的不君同设谋定预茶留出劫统一士的动霜态接葡口，爹使飞饰行员味能够园随时档设置卵而不出必重奏新编劲译系洪统弄。海整个仰系统统的软鼓件功丈能模州块框丛图如裤下舰：壁图粮3 灵EF堵IS定软件商部分转功能轰和作翼业框兰图爸EF穗IS阅系统麦的软丙件功廉

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19、系统唤中的摘几大茄关键青模块诸：数丝据通判讯模凯块，毯数据幻滤波厉模块煤，警袖报检潜测模御块，法图形肆显示戏模块闪等，络彼此哑之间倍都是顿透明细的，茫每种宏模块钞通过绪消息榆循环倒处理突函数啄联系协在一荐起因。么这就扒为软绵件部翅分的协分工印合作狠，调淘试检扯错带怀来了棍方便晋。因丰此胖，崭前期佣的模违块划歪分和现需求依分析惯，对舞于加闸快系帅统的告开发员速度彼，跪减少怒错误言查找岸的时捷间和邮难度赢等众其多方矛面起加着比波较明耗显的遣作用缘。芹整个孟应用炉程序烈是建稿立在限消息痒映射非和消床息传领递的旨基础扫上的贝。询各类被不同泪的系渐统消动息我汇们可辆以选填择不域同的乒处理怎方式礼：精可以

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