專利名稱：一種基于并行計算管理的自主導航仿真調(diào)度管理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于航天器仿真的基于并行計算管理的自主導航仿真調(diào)度管理
系統(tǒng)。
背景技術：
航天器的仿真調(diào)度管理系統(tǒng)通常包含在航天器仿真平臺體系中，主要負責航天器 仿真系統(tǒng)各組成部分的仿真過程控制和數(shù)據(jù)管理。 在國外航天器仿真與調(diào)度方面，其中成熟的系統(tǒng)工具包括歐洲航天局(ESA/ ESTEC)研制的EuroSim， ES0C開發(fā)的公共仿真軟件包SIMSAT， EDISON等，但是這些國外產(chǎn) 品不公開核心技術，且難以保證航天器仿真系統(tǒng)的實時性。 國內(nèi)一般的航天器仿真體系包括其調(diào)度系統(tǒng)，例如"小衛(wèi)星設計、分析與仿真驗 證一體化系統(tǒng)"，(參見"小衛(wèi)星設計、分析與仿真驗證一體化系統(tǒng)"，孫兆偉，《系統(tǒng)仿真學 報》，2001年/13巻/05期)、"空間實驗室綜合演示驗證系統(tǒng)"的研究中也涉及到了仿真體 系的調(diào)度系統(tǒng)。但是，這些系統(tǒng)都是針對特定的仿真應用，系統(tǒng)由固定的子節(jié)點組成，接口 固化，結構固定，難以擴展，不適用于航天器總體仿真平臺的調(diào)度管理系統(tǒng)，且這些系統(tǒng)大 都通過以太網(wǎng)進行節(jié)點通信，難以滿足實時性的要求。 由北京空間飛行器總體設計部研制開發(fā)的"數(shù)字化航天器柔性仿真平臺"中的調(diào) 度管理系統(tǒng)，雖然具備了一定的可擴展性，但是該調(diào)度管理系統(tǒng)采用串行的模型調(diào)度管理 機制，同時其硬件設備也不具備并行性，僅能滿足一般航天器系統(tǒng)仿真的實時性。對于具有 仿真模型龐大、模型運行復等特點的自主導航仿真系統(tǒng)采用這種調(diào)度管理系統(tǒng)時，受該平 臺的硬件與串行機制的限制，整個仿真系統(tǒng)的模型的運行總時間將大大超出仿真步長，不 能保證系統(tǒng)的實時性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決針對具有仿真模型龐大、模型計算復雜等特點的自主導航仿 真系統(tǒng)進行仿真時，現(xiàn)有的調(diào)度管理系統(tǒng)無法滿足實時性指標的問題，提供一種基于數(shù)據(jù) 驅(qū)動的異步流水線并行實時調(diào)度方法。 本發(fā)明的技術解決方案一種基于并行計算管理的自主導航仿真調(diào)度管理系統(tǒng)， 包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，所述的硬件系統(tǒng)由主控計算機、實時調(diào)度計算機、仿真計算節(jié)點 機、實時通信網(wǎng)絡和高精度時鐘卡組成，所述的軟件系統(tǒng)由主控端軟件、調(diào)度控制軟件和實 時操作系統(tǒng)組成； 所述的主控計算機運行主控端軟件，主控端軟件采用TCP/IP協(xié)議，通過千兆以太 網(wǎng)網(wǎng)絡實現(xiàn)與實時調(diào)度計算機之間的仿真數(shù)據(jù)、仿真狀態(tài)信息和控制指令數(shù)據(jù)的交互，通 過人機界面進行仿真狀態(tài)與數(shù)據(jù)監(jiān)視；主控計算機與實時調(diào)度計算機之間通過千兆以太網(wǎng) 網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交互； 所述的仿真計算節(jié)點機為iHawk并行計算集群，采用RED-HAWKLINUX作為實時支撐操作系統(tǒng)，運行仿真任務中的仿真應用軟件，進行仿真模型自身的計算，并通過 infiniband實時通信網(wǎng)絡與實時調(diào)度計算機進行數(shù)據(jù)交互； 所述的實時調(diào)度計算機為4CPU并行計算服務器，采用RED-HAWKLINUX實時操作系 統(tǒng)，RCIM時鐘卡為系統(tǒng)提供仿真時鐘信號；所述的調(diào)度控制軟件運行于實時調(diào)度計算機， 采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的異步流水線并行實時調(diào)度算法進行仿真系統(tǒng)調(diào)度，所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū) 動的異步流水線并行實時調(diào)度算法，其中仿真任務由仿真應用軟件實現(xiàn)，仿真應用軟件由m 個仿真模型構成，實現(xiàn)如下 (1)對m個仿真模型的運算順序進行分析，按照運算先后順序進行排隊，得到仿真 模型隊列，m為自然數(shù)； (2)仿真模型1等候仿真時鐘信號，如果收到仿真時鐘信號，則仿真模型開始自
身的仿真計算；計算完畢后，將計算結果傳給仿真模型2 ;仿真模型1繼續(xù)等待仿真時鐘信
號； (3)仿真模型2監(jiān)聽仿真模型1的數(shù)據(jù)傳輸，如果收到數(shù)據(jù)，則進行仿真模型2的
自身仿真計算；計算結束后，將計算結果與仿真模型l傳來的數(shù)據(jù)匯合，傳給仿真模型3 ;仿 真模型2繼續(xù)監(jiān)聽仿真模型1的數(shù)據(jù)傳輸； (4)仿真模型3監(jiān)聽仿真模型2的數(shù)據(jù)傳輸，如果收到數(shù)據(jù)，則進行仿真模型3自
身的仿真計算；計算結束后，將計算結果與仿真模型2傳來的數(shù)據(jù)匯合，傳給仿真模型4 ;仿 真模型3繼續(xù)監(jiān)聽仿真模型2的數(shù)據(jù)傳輸； (5)如此進行這樣運行，直至仿真模型m監(jiān)聽模型m-l的數(shù)據(jù)傳輸，如果收到數(shù)據(jù)， 則進行仿真模型m的自身仿真計算；計算結束后，將計算結果與仿真模型m-l傳來的數(shù)據(jù)匯 合，形成最終的單步仿真結果數(shù)據(jù)； (6)繼續(xù)按照步驟(2)_(5)的模式完成后續(xù)多步仿真調(diào)度，直至整個仿真任務結 束。 所述的調(diào)度算法中，下一個模型在接收到上一個模型傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后，開始自身的 仿真計算，形成一種數(shù)據(jù)驅(qū)動模式。 所述的調(diào)度算法具有通用性，不依賴于具體的仿真任務與仿真模型?？梢愿鶕?jù)具 體的仿真任務任意選擇不同數(shù)量的仿真模型，選擇具有不同仿真計算功能的仿真模型。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果在于 (1)在現(xiàn)有的自主導航仿真任務中，各個仿真模型(子任務)之間具有很強的邏
輯先后關系，在仿真中必須保證其執(zhí)行先后順序，通常采用串行的調(diào)度策略。由于自主導航
仿真系統(tǒng)具有模型復雜、計算量和數(shù)據(jù)交換量巨大等特點，采用通常的調(diào)度管理系統(tǒng)仿真
時間將大大超出仿真步長，無法實現(xiàn)實時仿真。本發(fā)明采用infiniband高性能實時網(wǎng)絡和
REDHAWK實時操作系統(tǒng)保證了仿真系統(tǒng)的實時性；采用并行計算服務器與刀片服務器從硬
件上保證了系統(tǒng)實現(xiàn)并行計算的可能性；基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的異步流水線并行實時調(diào)度算法進
行實時調(diào)度控制，從軟件層次上實現(xiàn)了仿真系統(tǒng)模型間的并行計算，并通過與硬件的結合
大大加快了仿真系統(tǒng)的運算速度，保證了復雜仿真系統(tǒng)的并行性和實時性。 (2)本發(fā)明基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的異步流水線并行實時調(diào)度算法中的仿真模型1的步進
采用仿真時鐘驅(qū)動，其它仿真模型步進采用數(shù)據(jù)驅(qū)動。這種模式使得只要在仿真模型1所
在的節(jié)點上建立一個高精度仿真驅(qū)動時鐘，其它計算節(jié)點上不需要時鐘驅(qū)動信號，避免了
4高精度同步時鐘網(wǎng)絡的需求；且采用單步仿真結果數(shù)據(jù)是由模型逐級傳輸匯合而成，結果 數(shù)據(jù)的時間一致性好；采用數(shù)據(jù)結果逐級傳輸技術，相對于數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理結果數(shù)據(jù)的 方式，解決了數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)緩存和管理的復雜度；流水線調(diào)度方式，可以對執(zhí)行邏輯上具有 先后順序的串行程序進行并行計算；可以將計算耗時長的模型拆分成幾個小模型，通過增 加流水級數(shù)的方法，提高仿真結果的輸出頻度。 (3)本發(fā)明采用了基于Windows的前臺主控端軟件+基于RED-HAWKLINUX實時操 作系統(tǒng)的后臺調(diào)度控制軟的軟件體系架構。該架構充分利用了 Windows圖形用戶界面友 好，RED-HAWK LINUX系統(tǒng)實時性能好的特點，確保了用戶良好的操作體驗和系統(tǒng)的實時性 要求。 (4)本發(fā)明具有可擴展性，高性能仿真計算節(jié)點機可在此基礎上自由擴展多臺采 用RED-HAWK LINUX實時操作系統(tǒng)的計算服務器。 (5)本發(fā)明具有通用性，可以根據(jù)不同的需求加載不同數(shù)量和運算功能的仿真應 用軟件，完成不同的仿真任務。 (6)經(jīng)過試驗驗證，本發(fā)明具有通用性、靈活性、可擴展性、實時性、并行行等特點， 能夠滿足不同復雜程度的仿真任務需求，提高了航天器的總體設計與仿真水平。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的體系結構圖； 圖2為本發(fā)明的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的異步流水線并行實時調(diào)度算法流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的自主導航仿真調(diào)度管理系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。
硬件系統(tǒng)由主控計算機、實時調(diào)度計算機、高性能仿真計算節(jié)點機、實時通信網(wǎng)絡和高精度
時鐘卡組成；軟件系統(tǒng)由支撐操作系統(tǒng)、主控端軟件和實時調(diào)度控制軟件組成。 實時通信網(wǎng)絡包括千兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡和infiniband高性能實時網(wǎng)絡。完成計算集
群之間，實時調(diào)度計算機與計算集群的實時通信和數(shù)據(jù)傳輸。 主控計算機的計算量需求較低、實時性要求不高，為了保證人機界面的友好、主控 計算機采用Windos普通PC機。主控端軟件運行于主控計算機中，采用C#語言進行人機交 互界面的開發(fā)，采用TCP/IP協(xié)議，通過千兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡實現(xiàn)與實時調(diào)度計算機之間的仿真 數(shù)據(jù)、仿真狀態(tài)信息和控制指令的交互，通過人機界面進行仿真狀態(tài)與數(shù)據(jù)監(jiān)視。其中仿真 狀態(tài)是指仿真應用軟件中仿真模型計算或結束等，控制指令是指仿真任務開始、終止或暫 停等。 高性能仿真計算節(jié)點機采用RED-HAWK LINUX實時操作系統(tǒng)作為支撐系統(tǒng)，運行仿 真任務中的仿真應用軟件，進行仿真模型自身的計算，并通過infiniband實時通信網(wǎng)絡與 實時調(diào)度計算機進行數(shù)據(jù)交互。高性能仿真計算節(jié)點機采用由美國并行計算機公司研制的 iHawk并行計算集群。目前，該集群由2臺IBM刀片服務器組成，每臺刀片服務器有12個刀 片計算機，整個計算集群共有24臺刀片計算機。每個刀片配備2. 5Gbps infiniband端口， 匯總至內(nèi)置的infiniband交換機，再通過30Gbps的端口分割成3個10Gbps (3個3x)的線 纜和外部infiniband交換機互聯(lián)。實時調(diào)度計算機安裝有1塊infiniband網(wǎng)卡，通過外部inf iniband交換機與高性能仿真計算節(jié)點機中各刀片計算機互連，形成一個全連接的拓撲 結構的inf iniband高速通訊網(wǎng)絡。相對于獨立計算機構成的計算集群，該結構的性能穩(wěn)定 可靠得多，確保了長時間仿真任務的運行。另外，該結構還具有占地面積小，便于放置和使 用的特性。由于系統(tǒng)具有靈活的擴展性和適用性，高性能仿真計算節(jié)點機可在此基礎上自 由擴展多臺采用RED-HAWK LINUX實時操作系統(tǒng)的計算服務器。高性能仿真計算節(jié)點機可 以根據(jù)實時性和仿真模型的數(shù)量在上述基礎上自由擴展為多臺RED-HAWK LINUX實時操作 系統(tǒng)的計算服務器。 實時調(diào)度計算機采用RED-HAWK LINUX實時操作系統(tǒng)，RCIM高精度時鐘卡為系統(tǒng) 提供仿真時鐘信號，運行實時調(diào)度控制軟件，與主控計算機接口實時調(diào)度管理。實時調(diào)度計 算機計算任務較多、任務的實時性要求高、與仿真計算節(jié)點機需要進行實時的大數(shù)據(jù)量通 信，因此采用基于美國并行計算機公司RED-HAWK LINUX實時操作系統(tǒng)的1臺4CPU高性能 并行計算服務器。利用RED-HAWK LINUX實時操作系統(tǒng)的CPU屏蔽與綁定、FBS調(diào)度、RCIM 高精度時鐘卡支持、核心全程搶占、固定優(yōu)先級調(diào)度、存儲器頁面鎖定等實時特性，確保系 統(tǒng)強實時性能。實時調(diào)度計算機采用美國并行計算機公司的RCI M高精度時鐘卡為系統(tǒng)提 供高精度的時鐘、分布式系統(tǒng)同步、以及需要對外部事件進行快速響應的時間關鍵型應用 所設計。RCM卡包括一個可由多個iHawk系統(tǒng)讀取的同步時鐘、4個可編程實時時鐘、4輸 入\4輸出外部中斷線。RCIM卡與REDHAWK實時操作系統(tǒng)配合，建立高精度高穩(wěn)定性的系統(tǒng) 仿真驅(qū)動時鐘。 調(diào)度控制軟件采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的異步流水線并行實時調(diào)度算法進行仿真系統(tǒng) 的調(diào)度管理，實現(xiàn)了各仿真模型的并行計算，該算法原理上類似于工廠車間的生產(chǎn)流水線。 調(diào)度控制軟件為不同的仿真任務提供仿真過程中各仿真應用軟件運行的管理控制和仿真 應用軟件之間的數(shù)據(jù)交互。調(diào)度控制軟件具有通用性，其實現(xiàn)不依賴于具體的仿真應用軟 件，所調(diào)度的仿真應用軟件可以靈活變更，因此仿真應用軟件不屬于本發(fā)明內(nèi)容。具體的仿 真應用軟件根據(jù)仿真任務需求選擇具有不同自身運算功能的仿真模型。
以完成一顆衛(wèi)星的動力學仿真任務的調(diào)度控制為實施例。該仿真任務由仿真應用 軟件實現(xiàn)，仿真應用軟件包括航天器軌道動力學模型、航天器軌道控制模型、航天器相對 軌道測量模型、航天器多剛體姿態(tài)動力學模型、推進劑消耗仿真模型。上述仿真模型所采 用的算法均為教科書中成熟算法，如《衛(wèi)星軌道姿態(tài)動力學與控制》北京航空航天大學出版 社，1998年出版；《航天器飛行動力學原理》宇航出版社19950年出版等教科書中均有詳細 介紹，本領域技術人員完成可以實現(xiàn)。
具體實現(xiàn)如下 (1)對仿真應用軟件中的5個仿真模型的運算順序進行分析，按照運算先后順序 進行排隊，得到仿真模型運行隊列仿真模型1為軌道控制仿真模型，仿真模型2為推進劑 消耗仿真模型，仿真模型3為軌道動力學仿真模型，仿真模型4為多剛體姿態(tài)動力學模型， 仿真模型5為航天器相對軌道測量模型。 (2)仿真模型1等候來自RCIM高精度時鐘卡的仿真時鐘信號(實時時鐘精度為1 微秒)，如果收到該仿真時鐘信號，驅(qū)動仿真模型1開始自身的仿真計算，生成當前時刻航 天器軌道控制策略。計算完畢后，將計算的結果傳給仿真模型2，仿真模型1繼續(xù)等待仿真 時鐘信號。
(3)仿真模型2監(jiān)聽仿真模型1的數(shù)據(jù)傳輸，如果收到數(shù)據(jù)，則驅(qū)動仿真模型2開 始自身仿真計算，生成當前時刻航天器的當前質(zhì)量和推進劑消耗數(shù)據(jù)。計算結束后，將計算 的結果與仿真模型1傳來的數(shù)據(jù)匯合，傳給仿真模型3，仿真模型2繼續(xù)監(jiān)聽仿真模型1的 數(shù)據(jù)傳輸。 (4)仿真模型3監(jiān)聽仿真模型2的數(shù)據(jù)傳輸，如果收到數(shù)據(jù)，則驅(qū)動仿真模型3自 身的仿真計算；生成當前時刻航天器的軌道要素、航天器位置速度和時空基準數(shù)據(jù)。計算結 束后，將計算結果與仿真模型2傳來的數(shù)據(jù)匯合，傳給仿真模型4，仿真模型3繼續(xù)監(jiān)聽仿真 模型2的數(shù)據(jù)傳輸。 (5)仿真模型4監(jiān)聽仿真模型3的數(shù)據(jù)傳輸，如果收到數(shù)據(jù)，則驅(qū)動仿真模型4自 身的仿真計算，生成當前時刻航天器本體及附件姿態(tài)數(shù)據(jù)。計算結束后，將計算結果與仿真
模型3傳來的數(shù)據(jù)匯合，傳給仿真模型5 ;仿真模型4繼續(xù)監(jiān)聽仿真模型3的數(shù)據(jù)傳輸； (6)仿真模型5監(jiān)聽仿真模型4的數(shù)據(jù)傳輸，如果收到數(shù)據(jù)，則驅(qū)動仿真模型5自
身的仿真計算，生成當前時刻航天器之間相對位置方位及其變化率數(shù)據(jù)。計算結束后，將計
算結果與仿真模型4傳來的數(shù)據(jù)匯合，形成最終的當前時刻仿真結果數(shù)據(jù)。 (7)繼續(xù)按照步驟(2)_(6)的模式循環(huán)反復完成下一時刻的仿真調(diào)度，直至整個
仿真任務結束。 在上述算法中，仿真時間的步進由仿真時鐘信號來驅(qū)動，而仿真模型運行順序的 推進由仿真數(shù)據(jù)來驅(qū)動。在這兩種驅(qū)動信號的作用下，構成了一個數(shù)據(jù)驅(qū)動的異步流水線 并行實時計算系統(tǒng)。 在上述算法中，仿真模型1仿真步進采用仿真時鐘驅(qū)動，其它模型仿真步進采用
數(shù)據(jù)驅(qū)動。這種模式使得只要在仿真模型l所在的節(jié)點上建立一個高精度仿真驅(qū)動時鐘，
其它計算節(jié)點上不需要時鐘驅(qū)動信號，避免了高精度同步時鐘網(wǎng)絡的需求。 自主導航仿真調(diào)度管理系統(tǒng)采用基于美國并行計算機公司RED-HAWKLINUX實時
操作系統(tǒng)的實時仿真平臺，確保系統(tǒng)強實時性能；采用了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的異步流水線并行
實時調(diào)度技術實現(xiàn)了各仿真模型的并行計算。 本發(fā)明的整個仿真調(diào)度管理系統(tǒng)運行流程 (1)啟動主控計算機、實時調(diào)度計算機、高性能仿真計算節(jié)點機、以太網(wǎng)和 infiniband交換機； (2)主控端軟件加載仿真任務； (3)主控端軟件根據(jù)仿真需求選擇仿真模式(包括實時仿真、數(shù)學仿真和仿真回 放三種模式)，進行仿真任務初始化； (4)實時調(diào)度控制軟件將仿真應用軟件(例如，仿真應用軟件可以為衛(wèi)星動力學 軌道仿真軟件、衛(wèi)星有效載荷仿真軟件、空間環(huán)境仿真軟件、導航定位信號仿真軟件等)分 布式下載到高性能仿真計算節(jié)點機的各個刀片計算機； [OO51 ] (5)主控端軟件啟動仿真任務； (6)實時調(diào)度控制軟件采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的異步流水線并行實時調(diào)度算法調(diào)度高
性能仿真計算節(jié)點機各個刀片計算機中仿真應用軟件進行仿真計算與數(shù)據(jù)交互； (7)通過千兆以太網(wǎng)實時調(diào)度控制軟件實時將仿真數(shù)據(jù)與仿真狀態(tài)傳輸給主控端
軟件，主控端軟件通過人機界面監(jiān)視相關數(shù)據(jù)結果；
(8)主控端軟件結束仿真任務。 本發(fā)明未詳細闡述部分屬于本領域的公知技術。
權利要求
一種基于并行計算管理的自主導航仿真調(diào)度管理系統(tǒng)，其特征在于包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，所述的硬件系統(tǒng)由主控計算機、實時調(diào)度計算機、仿真計算節(jié)點機、實時通信網(wǎng)絡和高精度時鐘卡組成，所述的軟件系統(tǒng)主控端軟件、調(diào)度控制軟件和支撐操作系統(tǒng)組成；所述的主控計算機運行主控端軟件，主控端軟件采用TCP/IP協(xié)議，通過千兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡實現(xiàn)與實時調(diào)度計算機之間的仿真數(shù)據(jù)、仿真狀態(tài)信息和控制指令數(shù)據(jù)的交互，通過人機界面進行仿真狀態(tài)與數(shù)據(jù)監(jiān)視；主控計算機與實時調(diào)度計算機之間通過千兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交互；所述的仿真計算節(jié)點機為iHawk并行計算集群，采用RED-HAWKLINUX作為實時支撐操作系統(tǒng)，運行仿真任務中的仿真應用軟件，進行仿真模型自身的計算，并通過infiniband實時通信網(wǎng)絡與實時調(diào)度計算機進行數(shù)據(jù)交互；所述的實時調(diào)度計算機為4CPU并行計算服務器，采用RED-HAWKLINUX實時操作系統(tǒng)，RCIM時鐘卡為系統(tǒng)提供仿真時鐘信號；所述的調(diào)度控制軟件運行于實時調(diào)度計算機，采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的異步流水線并行實時調(diào)度算法進行仿真系統(tǒng)調(diào)度，所述的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的異步流水線并行實時調(diào)度算法，其中仿真任務由仿真應用軟件實現(xiàn)，仿真應用軟件由m個仿真模型構成，實現(xiàn)如下(1)對m個仿真模型的運算順序進行分析，按照運算先后順序進行排隊，得到仿真模型隊列，m為自然數(shù)；(2)仿真模型1等候仿真時鐘信號，如果收到仿真時鐘信號，則仿真模型開始自身的仿真計算；計算完畢后，將計算結果傳給仿真模型2；仿真模型1繼續(xù)等待仿真時鐘信號；(3)仿真模型2監(jiān)聽仿真模型1的數(shù)據(jù)傳輸，如果收到數(shù)據(jù)，則進行仿真模型2的自身仿真計算，形成這種數(shù)據(jù)驅(qū)動模式；計算結束后，將計算結果與仿真模型1傳來的數(shù)據(jù)匯合，傳給仿真模型3；仿真模型2繼續(xù)監(jiān)聽仿真模型1的數(shù)據(jù)傳輸；(4)仿真模型3監(jiān)聽仿真模型2的數(shù)據(jù)傳輸，如果收到數(shù)據(jù)，則進行仿真模型3自身的仿真計算；計算結束后，將計算結果與仿真模型2傳來的數(shù)據(jù)匯合，傳給仿真模型4；仿真模型3繼續(xù)監(jiān)聽仿真模型2的數(shù)據(jù)傳輸；(5)如此進行這樣運行，直至仿真模型m監(jiān)聽模型m-1的數(shù)據(jù)傳輸，如果收到數(shù)據(jù)，則進行仿真模型m的自身仿真計算；計算結束后，將計算結果與仿真模型m-1傳來的數(shù)據(jù)匯合，形成最終的單步仿真結果數(shù)據(jù)；(6)繼續(xù)按照步驟(2)-(5)的模式完成后續(xù)多步仿真調(diào)度，直至整個仿真任務結束。
2. 根據(jù)權利要求l的所述的一種基于并行計算管理的自主導航仿真調(diào)度管理系統(tǒng)，其 特征在于所述的仿真計算節(jié)點機的iHawk并行計算集群由2臺刀片服務器組成，每臺刀片 服務器有12個刀片計算機，整個計算集群共有24臺刀片計算機。
全文摘要
一種基于并行計算管理的自主導航仿真調(diào)度管理系統(tǒng)，由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，硬件系統(tǒng)由主控計算機、實時調(diào)度計算機、仿真計算節(jié)點機、實時通信網(wǎng)絡和時鐘卡組成，實時通信網(wǎng)絡由千兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡和infiniband高性能實時網(wǎng)絡組成，軟件系統(tǒng)由支撐操作系統(tǒng)、主控端軟件、實時調(diào)度控制軟件組成。本發(fā)明采用infiniband高性能實時網(wǎng)絡和REDHAWK實時操作系統(tǒng)保證了仿真系統(tǒng)的實時性；采用并行計算服務器與刀片服務器從硬件上保證了系統(tǒng)實現(xiàn)并行計算的可能性，而且基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的異步流水線并行實時調(diào)度算法，實現(xiàn)了仿真系統(tǒng)模型間的并行計算，并通過與硬件的結合大大加快了仿真系統(tǒng)的運算速度，保證了復雜仿真系統(tǒng)的并行性和實時性。
文檔編號G06F9/46GK101719078SQ200910242499
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權日2009年12月15日
發(fā)明者孫亞楠, 張玥, 楊雷, 涂歆瀅, 許曉霞, 鐘選明, 黃麗霞 申請人:北京空間飛行器總體設計部