[摘 要]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前用于模擬導(dǎo)彈工作的導(dǎo)彈模擬器的功能和性能也需要提高。鑒于此目的，提出一種基于DSP/BIOS的多路導(dǎo)彈信號(hào)模擬器，因?yàn)镈SP具有精度高、速度快、外設(shè)豐富和性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，所以它在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上，與傳統(tǒng)的導(dǎo)彈信號(hào)模擬器相比具有集成性、通用性和靈活性等優(yōu)勢(shì)。軟件設(shè)計(jì)基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP/BIOS架構(gòu)，將多個(gè)流程和模塊以軟件中斷和任務(wù)線程的模式交由操作系統(tǒng)進(jìn)行管理和調(diào)度，具有很高的實(shí)時(shí)性和可靠性。
　　[關(guān)鍵詞]DSP/BIOS；導(dǎo)彈信號(hào)模擬器；線程
　　Design of Missile Signal Simulator Based on DSP/BIOS
　　Dai Zhihuang Zhang beilei Renqian Donglili
　�。⊿hanghai Aerospace Electronic Technology Research Institute， Shanghai， 201109）
　　[Abstract]With the development of computer and measurement & control technology， the function and performance of the missile simulator currently used to simulate missile operations also need to be improved. Therefore， Multi-channel signals simulator of missile based on DSP/BIOS be advantaged， because DSP with high precision， speed， cost performances and rich peripherals， compared to traditional simulator， it has integration， versatility， flexibility and other advantages. Software design based on real-time operating system DSP/BIOS architecture， multiple processes and modules to software interrupt and task thread mode by the operating system management and scheduling， with high real-time and reliability.
　　[Key words]DSP/BIOS；Missile Signal Simulator；thread
　　中圖分類號(hào)：S363 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）24-0276-02
　　0 引言
　　導(dǎo)彈模擬器可以應(yīng)用于導(dǎo)彈研發(fā)，生產(chǎn)，測(cè)試整個(gè)生命周期中，從而提高研發(fā)測(cè)試的效率和安全性，節(jié)約工作成本[1]。導(dǎo)彈信號(hào)模擬器是導(dǎo)彈模擬器的一種，用來模擬導(dǎo)彈開鎖、擺動(dòng)和發(fā)射等的工作狀態(tài)下的信號(hào)變化。現(xiàn)在發(fā)展起來的單片機(jī)程控模擬器，在集成化水平和中心控制水平有所提高，可以滿足更為復(fù)雜的測(cè)試。這些早期的芯片和傳統(tǒng)軟件開發(fā)模式，不能完全滿足實(shí)時(shí)性需求，且開發(fā)難度大、周期長(zhǎng)，不利于成本控制[2][3]。因此需要研究一種既能夠滿足實(shí)時(shí)、高可靠性要求，又能降低開發(fā)難度，增強(qiáng)軟件可移植性的導(dǎo)彈信號(hào)處理系統(tǒng)，為導(dǎo)彈信號(hào)模擬器的更新?lián)Q代提供開發(fā)平臺(tái)。本文利用DM642硬件平臺(tái)和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP/BIOS構(gòu)建了一個(gè)新型的導(dǎo)彈信號(hào)處理系統(tǒng)。
　　1 導(dǎo)彈信號(hào)模擬器結(jié)構(gòu)
　　導(dǎo)彈信號(hào)模擬器由DSP主控板、導(dǎo)引頭陀螺和通信接口組成。導(dǎo)引頭陀螺模擬實(shí)際導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭陀螺工作，通信接口主要包括向各個(gè)通道輸出模擬導(dǎo)彈的各種信號(hào)（信號(hào)類型基本以方波、正弦波和鋸齒波為主）、通過網(wǎng)絡(luò)接口接收發(fā)控的指令和發(fā)送導(dǎo)彈的信號(hào)給發(fā)控臺(tái)進(jìn)行記錄，DSP主控板主要負(fù)責(zé)指令解析、導(dǎo)彈信號(hào)處理，導(dǎo)彈發(fā)射流程控制等功能。主控板是模擬器的核心。導(dǎo)彈信號(hào)模擬器結(jié)構(gòu)如圖1：
　　2 軟件設(shè)計(jì)
　　本節(jié)主要講述DSP主控板軟件（以下簡(jiǎn)稱：“軟件”）的開發(fā)設(shè)計(jì)，軟件是基于DSP/BIOS開發(fā)的。DSP/BIOS是TI公司為TMS320C5000和TMS320C6000系列DSP設(shè)計(jì)的一個(gè)可裁減的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。本軟件模塊由開鎖、發(fā)射、導(dǎo)彈信號(hào)處理和網(wǎng)絡(luò)收發(fā)數(shù)四個(gè)模塊構(gòu)成，根據(jù)模塊構(gòu)成和各線程的使用規(guī)則，可在軟件中劃分出1個(gè)HWI、1個(gè)PRD和3個(gè)任務(wù)線程，見表1。
　　基于DSP/BIOS的程序啟動(dòng)過程[4]不同于傳統(tǒng)的啟動(dòng)，DSP/BIOS應(yīng)用程序編譯通過后與實(shí)時(shí)庫(kù)鏈接到一起，形成目標(biāo)文件，將目標(biāo)文件下載到目標(biāo)DSP。對(duì)于C6000系列DSP，s62文件中代碼決定了啟動(dòng)序列，執(zhí)行順序如下流程圖2：
　　如上圖，在程序中的main（）中函數(shù)中進(jìn)行變量和接口的初始化工作，然后main（）函數(shù)結(jié)束后，進(jìn)入BIOS任務(wù)調(diào)度過程。以上幾個(gè)線程具有不同的優(yōu)先級(jí)，根據(jù)BIOS的優(yōu)先級(jí)順序硬件中斷服務(wù)（HWI）>軟中斷處理函數(shù)（SWI）>周期處理函數(shù)（PRD）>任務(wù)服務(wù)函數(shù)（TSK），幾個(gè)線程互相切換。
　　本軟件是利用信號(hào)燈（semaphores）實(shí)現(xiàn)任務(wù)間的同步和通信。SEM對(duì)象就是一種信號(hào)燈，可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)同步和互斥。當(dāng)退出main（）函數(shù)后，按優(yōu)先級(jí)首先執(zhí)行的是UNLOCK線程，但是剛進(jìn)入函數(shù)，信號(hào)量sem已經(jīng)置為0，意味著任務(wù)線程被阻塞，CPU占有權(quán)被交出，同理，EMIT線程也被阻塞。最后執(zhí)行的SIGNAL線程，它一直在接收和解析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，計(jì)算輸出導(dǎo)彈信號(hào)和組幀發(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，當(dāng)解析到開鎖指令后，SEM_post（&sem）使UNLOCK線程從等待變?yōu)榫途w狀態(tài)，進(jìn)而執(zhí)行開鎖流程，同理，解析到發(fā)射指令后執(zhí)行EMIT線程。整個(gè)任務(wù)線程的調(diào)度示意圖如下圖3：
　　3 結(jié)論
　　基于DSP/BIOS的導(dǎo)彈信號(hào)模擬器采用BIOS系統(tǒng)自主管理和調(diào)度導(dǎo)彈信號(hào)線程，比人為編寫函數(shù)控制具有更高實(shí)時(shí)性和可靠性。因?yàn)檐浖�采取模塊化編程設(shè)計(jì)，所以容易將已有系統(tǒng)推廣到其他導(dǎo)彈模擬發(fā)射控制和自動(dòng)化測(cè)試應(yīng)用中。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1] 劉歡.彈上信號(hào)模擬器集成控制系統(tǒng)軟件的研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2008.
　　[2] 張陳玉.基于DSP_BIOS的OMAPL138軌道信號(hào)分析軟件平臺(tái)的研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2014.
　　[3] 王兆偉.基于DSP的某型導(dǎo)彈模擬器設(shè)計(jì)[J].四川兵工學(xué)報(bào) 第35卷 第2期，2014.
　　[4] Joung，E.J.A Study on Quality Improvement of Railway Software[J].International Conference on Control Automation and System（ICCAS）.2010：767-770.
　　作者簡(jiǎn)介
　　戴志晃（1987-），男，江西鄱陽(yáng)縣人，碩士研究生，工程師，主要從事航天嵌入式系統(tǒng)方向的研究。

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