摘要：高可靠性和安全性是飛控系統內部最重要的要求之一，而如今多數飛控系統軟件內部的規模會對系統的安全性造成巨大的影響。在此背景下，多數人都需要直接探討直升飛控實時分區操作系統進行具體分析，為的是給更多人以更加實際的參考性意見。

　　關鍵詞：直升機飛控;實時分區操作系統;探討策略

　　隨著芯片和微電子技術在航空技術領域不斷地向前發展，新型的直升機內部的軟件功能正變得越來越豐富，實際更會對飛控系統內部的可靠性提出更高的要求。但是目前多數內核飛控系統自身的結構非常龐大，內部的耦合度也相對較高，實際也無法對飛行的安全性提出更高的要求。但是多數實時分區操作系統內部的安全性、高可靠性和其他不同的特點也成為了航空操作系統內部的熱點。基于此，本文重點分析直升機飛控實時分區操作系統內部的內容。

　　1.實時分區操作系統自身的額工作原理

　　常規的實時分區操作系統是以ARINC653為規范的操作系統，為的是更好地開發出飛控系統中存在的分區、調度、故障監控和其他不同的功能，最終為的是將不同子系統內部的應用程序運用不同的形式結合在同一個處理器內部。實踐中每個分區內部都有較為獨立的計算機資源，為的是在保證分區、物理空間和時間等內容的基礎上讓不同的飛控子系統都相互獨立，最終才能夠整個飛控系統變得更加高效和可靠[1]。

　　2.飛控操作系統分區設計考慮

　　2.1飛控操作系統架構設計考慮

　　多數飛控操作系統的都顯得非常安全可靠，在實際設計時應該盡可能將微型結構和計算機特權態操作系統內部的結構相互融合，并盡可能地減少其內部存在的功能，更多時則需要將功能和應用程序操作系統的外圍不斷地貼近。在實際運行的過程中如果能夠將微核結構融入飛控操作系統內部則會帶來如下幾點好處：

　　第一，多數操作系統內部顯得更加可靠和安全，實際測試的過程也顯得更加安全。第二，整個操作系統可以在較短的時間內被裁剪掉，因此在具體和飛控結構有效地進行結合時自然就可以在第一時間裁剪掉沒有必要存在的操作系統模塊，并通過消除飛控軟件內部的代碼來使得整體結構變得更加安全。

　　2.2余度管理支撐設計考慮

　　在實際設計飛控操作系統余度管理能力時需要同時考慮不同的余度配置結構，常規的飛控系統中主要配置了不同種類的配置結構以及集中式的余度結構。實踐中先需要對兩種不同余度結構下的管理功能進行分析和概括，之后才能夠在飛控系統中更好地設計出合適的機制。

　　3分區軟件結構

　　3.1分區操作系統

　　常規的分區操作系統主要是由如下三個不同的部分組成：

　　3.1.1分區管理

　　只有借助良好的分區管理方式才能夠使得不同類型的操作系統可以在空間和時間上相互得以隔離，并讓更多實際應用的內容可以發揮更大的作用。從空間看，可以通過存在不同存儲器內部的掛歷單元來高效地實現物理隔離，之后不同分區之間其實并不存在可以共享的分區，最終實現高效獨立運行。從時間系統的角度看，專業人員可以在分析合適的時間調度表的基礎上來改變分區執行的順序[2]。在同一個時間內不同類型的應用分區都會獲得合適的時間窗口，同時更會在被分配的規定時間內有效地運行。如果內部的時間片出現了相互切換的現象，系統實際也會直接被調整到下一個分區內部。

　　3.1.2分區通信

　　讓多個分區之間有效地實現高效通信才是分區通信的本質，實際更需要依賴核心的操作系統才能夠實現高效通信。在實際進行分區通信時專業人員可以通過將消息、端口和通道有效地聯合在一起來更好地交換其他數據，更可以通過直接和外部存在的IO設備來交換數據。于是，更多的消息會先從一個端口出發，再讓另外一個端口直接接收。實踐中用戶可以通過配置不同的端口來更好地實現分區通信。但是不同的通道對于每一個用戶而言都是透明的存在。

　　3.2核心分區操作系統

　　每一個不同的核心分區操作系統都是存在于分區內部的管理者，其內部存在共享資源主要是由中斷、定時器、內存和IO服務器構成，實際也可以在整個系統內部更好地實現分區管理和調度監控。最核心的操作系統則可以將不同的應用直接隔離在不同的分區內部，并根據時間調度表內部的內容來分派到不同的時間窗口內部。實踐中更可以在分析健康機制的基礎上直接處理異常情況，最終才能夠為整個應用的過程提供一定的支持。

　　3.3分區隔離保護設計考慮

　　在實際進行分區隔離保護時，專業人員需要在分析合適的ARINC653標準來更好地進行分區定義，并充分動用目前存在的32位通用處理器來直接設計分區隔離保護功能。在真正進行分區運行時間隔離時，專業的人員需要通過全方位利用處理器和CACHE的能力來提升實踐效率。

　　3.4分區間通信設計

　　可以采用多種方式來分區間通信，其中存在的共享內存機制是一種比較常用的通信方式。使用這種方式會在較短的時間內破壞分區空間內部的個理性。因此，專業人員可以通過設置合理的訪問權限來避免破壞整個空間。此外，這種實際存在的機制可以在第一時間避免整個空間的隔離性被破壞，真正使用時將顯得非常不方便。等到真正實踐時專業人員更可以有效地將存在于底層的機制設置為靜態配置的方式，最終才能夠更好地提升數據通信的能力。

　　4.直升機飛控的實時分區操作系統的實現與應用

　　從上述的分析出發可以研制出合適的DeltaSVM飛控操作系統。此操作系統內部主要是由SVMK、KBSP、RTL和VBSP等不同的應用軟件組成。其中存在的安全虛擬機內核和板級支持中，核心態的支持將會發揮重要的作用，分區內部的其他不同部分都在發揮重要的作用[3]。

　　當然這樣一個DeltaSVM技術和研制單位在服務能力方面還可以有效地滿足包括余度管理支撐、分區隔離保護、分區通信、全靜態配置和其他不同方面的需求。目前這樣一種系統已經在VMS系統中被廣泛應用。

　　5.飛控操作系統分區應用展望

　　未來飛控操作系統分區應用主要是由如下幾個方面組成：

　　第一，隨著計算機硬件技術的不斷發展，多核處理器已經成為了存在于桌面上的一種主流服務器，勢必未來也會在嵌入式領域中被廣泛應用。可以看出多核技術在實際擁有更多的計算性能和并行處理能力的基礎上也可以讓軟件變得更加可靠。未來，專業人員需要先針對飛控操作系統進行有效的研究，再通過有效地支持多核處理器來讓整個軟件系統變得更加安全可靠。

　　第二，有效地滿足適航的有關要求[4]。目前，國外存在的飛控操作兄臺那個都能夠更好地符合適航的要求，具體可以借助合適的飛控系統來提升適航認證的性能，諸多飛控操作系統和軟件都會在第一時間通過與DO-178B/C相關的審查。但是存在于國內的飛控操作系統目前還沒有符合相關的條件。因此，更多專業的人員需要在掌握系統軟件內合適的設計技術的基礎上來開發更多不同類型的材料。

　　電力論文投稿刊物：電訊技術主要刊登涉及下列應用方向和技術領域的述評、論文、新概念新技術新產品介紹：電子系統工程;通信;導航;識別;飛行器測控;衛星應用;雷達;信息戰;共性技術(包括天線、射頻電路、信號處理、信息處理、監視與控制、時間與頻率、先進制造、電磁兼容、測試與試驗、可靠性與維修性、軟件工程化、綜合保障等)，包括科研成果的學術性總結、新技術、新工藝的論述、國內外科技動態的綜合評述，以及實用性電子技術方面的的內容。

　　6.結束語

　　綜上所述，實時分區操作系統一直都是存在于直升機技術領域內部不可缺少的技術。實際這種技術會將內部的單一內核改為低耦合狀態，并借助分區應用隔離來提升直升機飛控系統的可靠性。因此在實踐中自然可以滿足綜合模塊的要求。

　　參考文獻：

　　[1] 張明,周琳.基于 VxWorks653 分區操作系統的 IMA 設計與實現[J].火力與指揮控制,2017(5)：59-64

　　[2] 李健,張激,施剛.面向航空電子的分區操作系統[J].計算機工程,2017(5)：69-74

　　[3] 陳娟.ARINC653 分區操作系統在綜合模塊化航空電子系統中的應用[J].電訊技術,2018(5)：169-174

　　[4] 陳宗基,張汝麟,張平等.飛行器控制面臨的機遇與挑戰.自動化學報,2017(5):69-74

　　作者：薛大慶