[摘 要]隨著計算機技術和測控技術的發(fā)展，當前用于模擬導彈工作的導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的多路導彈信號模擬器，因為DSP具有精度高、速度快、外設豐富和性價比高等優(yōu)點，所以它在設計和實現(xiàn)上，與傳統(tǒng)的導彈信號模擬器相比具有集成性、通用性和靈活性等優(yōu)勢。軟件設計基于實時操作系統(tǒng)DSP/BIOS架構(gòu)，將多個流程和模塊以軟件中斷和任務線程的模式交由操作系統(tǒng)進行管理和調(diào)度，具有很高的實時性和可靠性。
　　[關鍵詞]DSP/BIOS；導彈信號模擬器；線程
　　Design of Missile Signal Simulator Based on DSP/BIOS
　　Dai Zhihuang Zhang beilei Renqian Donglili
　　（Shanghai 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：S363 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）24-0276-02
　　0 引言
　　導彈模擬器可以應用于導彈研發(fā)，生產(chǎn)，測試整個生命周期中，從而提高研發(fā)測試的效率和安全性，節(jié)約工作成本[1]。導彈信號模擬器是導彈模擬器的一種，用來模擬導彈開鎖、擺動和發(fā)射等的工作狀態(tài)下的信號變化�，F(xiàn)在發(fā)展起來的單片機程控模擬器，在集成化水平和中心控制水平有所提高，可以滿足更為復雜的測試。這些早期的芯片和傳統(tǒng)軟件開發(fā)模式，不能完全滿足實時性需求，且開發(fā)難度大、周期長，不利于成本控制[2][3]。因此需要研究一種既能夠滿足實時、高可靠性要求，又能降低開發(fā)難度，增強軟件可移植性的導彈信號處理系統(tǒng)，為導彈信號模擬器的更新?lián)Q代提供開發(fā)平臺。本文利用DM642硬件平臺和實時操作系統(tǒng)DSP/BIOS構(gòu)建了一個新型的導彈信號處理系統(tǒng)。
　　1 導彈信號模擬器結(jié)構(gòu)
　　導彈信號模擬器由DSP主控板、導引頭陀螺和通信接口組成。導引頭陀螺模擬實際導彈的導引頭陀螺工作，通信接口主要包括向各個通道輸出模擬導彈的各種信號（信號類型基本以方波、正弦波和鋸齒波為主）、通過網(wǎng)絡接口接收發(fā)控的指令和發(fā)送導彈的信號給發(fā)控臺進行記錄，DSP主控板主要負責指令解析、導彈信號處理，導彈發(fā)射流程控制等功能。主控板是模擬器的核心。導彈信號模擬器結(jié)構(gòu)如圖1：
　　2 軟件設計
　　本節(jié)主要講述DSP主控板軟件（以下簡稱：“軟件”）的開發(fā)設計，軟件是基于DSP/BIOS開發(fā)的。DSP/BIOS是TI公司為TMS320C5000和TMS320C6000系列DSP設計的一個可裁減的實時操作系統(tǒng)。本軟件模塊由開鎖、發(fā)射、導彈信號處理和網(wǎng)絡收發(fā)數(shù)四個模塊構(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HWI、1個PRD和3個任務線程，見表1。
　　基于DSP/BIOS的程序啟動過程[4]不同于傳統(tǒng)的啟動，DSP/BIOS應用程序編譯通過后與實時庫鏈接到一起，形成目標文件，將目標文件下載到目標DSP。對于C6000系列DSP，s62文件中代碼決定了啟動序列，執(zhí)行順序如下流程圖2：
　　如上圖，在程序中的main（）中函數(shù)中進行變量和接口的初始化工作，然后main（）函數(shù)結(jié)束后，進入BIOS任務調(diào)度過程。以上幾個線程具有不同的優(yōu)先級，根據(jù)BIOS的優(yōu)先級順序硬件中斷服務（HWI）>軟中斷處理函數(shù)（SWI）>周期處理函數(shù)（PRD）>任務服務函數(shù)（TSK），幾個線程互相切換。
　　本軟件是利用信號燈（semaphores）實現(xiàn)任務間的同步和通信。SEM對象就是一種信號燈，可以實現(xiàn)任務同步和互斥。當退出main（）函數(shù)后，按優(yōu)先級首先執(zhí)行的是UNLOCK線程，但是剛進入函數(shù)，信號量sem已經(jīng)置為0，意味著任務線程被阻塞，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)絡數(shù)據(jù)，計算輸出導彈信號和組幀發(fā)送網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包，當解析到開鎖指令后，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。整個任務線程的調(diào)度示意圖如下圖3：
　　3 結(jié)論
　　基于DSP/BIOS的導彈信號模擬器采用BIOS系統(tǒng)自主管理和調(diào)度導彈信號線程，比人為編寫函數(shù)控制具有更高實時性和可靠性。因為軟件采取模塊化編程設計，所以容易將已有系統(tǒng)推廣到其他導彈模擬發(fā)射控制和自動化測試應用中。
　　參考文獻
　　[1] 劉歡.彈上信號模擬器集成控制系統(tǒng)軟件的研究[D].北京：北京交通大學，2008.
　　[2] 張陳玉.基于DSP_BIOS的OMAPL138軌道信號分析軟件平臺的研究[D].北京：北京交通大學，2014.
　　[3] 王兆偉.基于DSP的某型導彈模擬器設計[J].四川兵工學報 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.
　　作者簡介
　　戴志晃（1987-），男，江西鄱陽縣人，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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