專(zhuān)利名稱(chēng)：通用座艙顯示管理系統(tǒng)及相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)，特別涉及一種可用于飛機(jī)座艙顯示系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的通用座艙顯示管理系統(tǒng)及其相應(yīng)的飛機(jī)顯示控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法。
背景技術(shù)：
飛機(jī)座艙顯示系統(tǒng)的發(fā)展先后經(jīng)歷了簡(jiǎn)單機(jī)械儀表和電氣儀表、機(jī)電伺服儀表、 綜合指引儀表、電子儀表以及現(xiàn)在的綜合顯示系統(tǒng)等階段，現(xiàn)代座艙顯示系統(tǒng)正向高度綜合化、智能化方向發(fā)展。可靠、安全、高效的人機(jī)功效設(shè)計(jì)，是衡量飛機(jī)現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)準(zhǔn)。
傳統(tǒng)的飛機(jī)顯示控制系統(tǒng)中，顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和硬件平臺(tái)間是緊密耦合的，顯示系統(tǒng)和控制系統(tǒng)間按照自定義的接口文件通過(guò)具體的機(jī)載數(shù)據(jù)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。采用該方式實(shí)現(xiàn)的顯控系統(tǒng)具有實(shí)現(xiàn)效率高、表示方式靈活的優(yōu)點(diǎn)，但系統(tǒng)的重用性和擴(kuò)展性較差，不利于顯控系統(tǒng)的升級(jí)維護(hù)和系統(tǒng)認(rèn)證。
隨著航空電子系統(tǒng)的復(fù)雜度越來(lái)越高，飛機(jī)顯示控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和認(rèn)證成本也越來(lái)越高。開(kāi)發(fā)一種適用于不同的硬件平臺(tái)的通用座艙顯示系統(tǒng)，對(duì)于降低機(jī)載顯示控制系統(tǒng)研制成本、提高開(kāi)發(fā)效率具有重要意義。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通用座艙顯示管理系統(tǒng)，降低座艙顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)間和硬件平臺(tái)間的耦合，使座艙顯示系統(tǒng)不依賴(lài)于具體的硬件平臺(tái)和用戶(hù)應(yīng)用，提高飛機(jī)座艙顯示系統(tǒng)軟件的重用性和開(kāi)發(fā)效率，降低系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、驗(yàn)證成本。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種通用座艙顯示管理系統(tǒng)，包括兩個(gè)獨(dú)立的通用計(jì)算模塊計(jì)算模塊1和計(jì)算模塊2，和一個(gè)接口模塊；計(jì)算模塊2將用戶(hù)編制的XML文檔轉(zhuǎn)換為計(jì)算模塊1可接受的二進(jìn)制格式文件，計(jì)算模塊1在初始化時(shí)加載該二進(jìn)制文件；接口模塊定義了用戶(hù)擴(kuò)展圖符的具體實(shí)現(xiàn)，計(jì)算模塊1在初始化時(shí)，對(duì)擴(kuò)展圖符庫(kù)進(jìn)行加載。其特征在于所述的通用計(jì)算模塊1包括以下程序模塊定義文件解析模塊、運(yùn)行時(shí)命令處理模塊、交互事件管理模塊、內(nèi)置圖符庫(kù)模塊、系統(tǒng)配置信息管理模塊、異常管理模塊、圖符管理模塊、擴(kuò)展圖符管理模塊、硬件接口層和OpenGL圖符顯示庫(kù)；所述的通用計(jì)算模塊2包括以下程序模塊文件轉(zhuǎn)換模塊；所述的接口模塊，包括以下程序接口 擴(kuò)展圖符庫(kù)模塊；
所述定義文件解析模塊，用于對(duì)二進(jìn)制形式的定義文件(Definition File)進(jìn)行解析，將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)部圖符表示形式。定義文件支持(但不限于)ARINC661標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的圖符和系統(tǒng)內(nèi)置擴(kuò)展圖符，用戶(hù)可以通過(guò)擴(kuò)展圖符庫(kù)對(duì)定義文件進(jìn)行自定義的擴(kuò)充。定義文件由計(jì)算模塊2生成，可通過(guò)加載工具或總線傳輸?shù)确绞竭M(jìn)行加載，加載方式由配置信息決定；定義文件解析模塊的主要功能包括實(shí)現(xiàn)了符合ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)的定義文件解析；實(shí)現(xiàn)了包含內(nèi)置擴(kuò)充圖符的定義文件解析；實(shí)現(xiàn)了包含自定義擴(kuò)展圖符的定義文件解析。
所述運(yùn)行時(shí)命令處理模塊，用于對(duì)用戶(hù)應(yīng)用和顯示系統(tǒng)間的通信命令進(jìn)行處理， 通信命令包括圖符更新命令、系統(tǒng)請(qǐng)求命令、系統(tǒng)通知命令。該模塊支持(但不限于)ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的運(yùn)行時(shí)協(xié)議，用戶(hù)可以通過(guò)擴(kuò)展圖符庫(kù)對(duì)運(yùn)行時(shí)協(xié)議進(jìn)行自定義擴(kuò)充。運(yùn)行時(shí)命令處理模塊通過(guò)硬件接口層對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽象，不依賴(lài)于具體的總線結(jié)構(gòu)； 運(yùn)行時(shí)命令處理模塊的主要功能包括實(shí)現(xiàn)了符合ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行時(shí)協(xié)議支持；實(shí)現(xiàn)了內(nèi)置擴(kuò)充圖符的通信協(xié)議支持；實(shí)現(xiàn)了自定義擴(kuò)展圖符的運(yùn)行時(shí)協(xié)議支持。
所述交互事件管理模塊，用于處理交互式設(shè)備(如軌跡球、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、雙桿等)和圖符間的交互，生成相應(yīng)的事件并通知相應(yīng)的用戶(hù)應(yīng)用。事件管理模塊對(duì)外部交互式設(shè)備的行為進(jìn)行了抽象，可以完成圖符交互區(qū)管理、交互式圖符焦點(diǎn)管理、光標(biāo)點(diǎn)擊和移動(dòng)事件響應(yīng)、鍵盤(pán)事件響應(yīng)、滾輪事件響應(yīng)等功能，用戶(hù)可通過(guò)擴(kuò)展圖符庫(kù)為擴(kuò)展圖符定義交互事件；交互事件管理模塊的主要功能包括實(shí)現(xiàn)了符合ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)的光標(biāo)點(diǎn)擊支持；實(shí)現(xiàn)了符合ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)事件支持；實(shí)現(xiàn)了符合ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)的鍵盤(pán)事件支持；實(shí)現(xiàn)了符合ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)的滾輪事件支持；實(shí)現(xiàn)了內(nèi)置擴(kuò)展圖符的光標(biāo)和鍵盤(pán)事件支持； 實(shí)現(xiàn)了自定義擴(kuò)展圖符的光標(biāo)和鍵盤(pán)事件持；實(shí)現(xiàn)了交互過(guò)程中焦點(diǎn)和高亮的管理。
所述內(nèi)置圖符庫(kù)模塊，用于實(shí)現(xiàn)圖符的具體行為，用戶(hù)可以對(duì)該圖符庫(kù)進(jìn)行擴(kuò)充和替換。該圖符庫(kù)支持(但不限于)ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的圖符，用戶(hù)可以對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)充。 該圖符庫(kù)還包括依據(jù)國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用實(shí)際擴(kuò)展的、適用于軍機(jī)、民機(jī)各種機(jī)型的基本圖符；內(nèi)置圖符庫(kù)模塊的功能包括實(shí)現(xiàn)了符合ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)的圖符支持；實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)置擴(kuò)展圖符支持；實(shí)現(xiàn)了圖符庫(kù)的樣式配置支持。
所述系統(tǒng)配置信息管理模塊，用于對(duì)顯示系統(tǒng)所需的配置信息進(jìn)行解析。配置信息包括擴(kuò)展圖符庫(kù)信息、圖符的樣式信息、顯示器的屬性信息、窗口屬性信息、圖層屬性信、交互設(shè)備信息、網(wǎng)絡(luò)配置信息及其它相關(guān)配置信息；該模塊通過(guò)配置文件對(duì)顯示系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置。系統(tǒng)配置信息管理模塊的主要功能包括實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)展圖符庫(kù)的配置解析； 實(shí)現(xiàn)了圖符樣式信息的解析；實(shí)現(xiàn)了顯示器、窗口和圖層配置信息的解析；實(shí)現(xiàn)交互設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)配置信息的解析；實(shí)現(xiàn)了其它輔助配置信息的解析。
所述異常管理模塊，用于對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生的異常進(jìn)行集中處理。異常主要包括 定義文件解析異常、運(yùn)行時(shí)命令異常、配置信息異常、圖符管理異常、事件管理異常等；在異常發(fā)生后，系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行記錄，并將異常信息通知相應(yīng)的用戶(hù)應(yīng)用。異常管理模塊的主要功能包括實(shí)現(xiàn)了符合ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)的異常支持；實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自定義的異常類(lèi)型支持；實(shí)現(xiàn)了對(duì)異常的記錄和管理。
所述圖符管理模塊，用于對(duì)定義文件完成后所生成的實(shí)體進(jìn)行管理。包括按定義文件定義和具體配置信息，將其組織成內(nèi)部表示結(jié)構(gòu)、提供周期性的顯示框架支持、提供具體的圖符定位支持、提供交互區(qū)管理框架支持、提供對(duì)特殊的圖符管理支持；圖符管理模塊的主要功能包括實(shí)現(xiàn)了將圖符按文件定義轉(zhuǎn)換成內(nèi)部結(jié)構(gòu)；實(shí)現(xiàn)了圖符按文件定義層次和定義順序進(jìn)行顯示的框架；實(shí)現(xiàn)了交互圖符的顯示區(qū)域計(jì)算框架；實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)中特定圖符的定位支持。
所述擴(kuò)展圖符管理模塊，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)擴(kuò)展圖符的加載管理，定義圖符的擴(kuò)展接口， 只要按此接口開(kāi)發(fā)的圖符庫(kù)，都可以被擴(kuò)展圖符管理模塊加載到顯示系統(tǒng)中，支持在PC機(jī)環(huán)境仿真和實(shí)際應(yīng)用平臺(tái)上加載擴(kuò)展圖符；擴(kuò)展圖符管理模塊的主要功能包括依據(jù)配置信息，在PC機(jī)仿真環(huán)境實(shí)現(xiàn)對(duì)擴(kuò)展圖符庫(kù)的加載；依據(jù)配置信息，在目標(biāo)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)擴(kuò)展圖符庫(kù)的加載。
所述硬件接口層，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)具體硬件的抽象，實(shí)現(xiàn)軟件和硬件的隔離，便于系統(tǒng)的移植。包括實(shí)現(xiàn)交互設(shè)備接口和實(shí)現(xiàn)通信接口 ；硬件接口層的主要功能包括對(duì)交互設(shè)備的行為進(jìn)行了抽象和封裝，建立系統(tǒng)內(nèi)部模型；對(duì)通信接口進(jìn)行的抽象和封裝，建立了系統(tǒng)內(nèi)部模型。
所述OpenGL圖符顯示庫(kù)模塊，用于對(duì)內(nèi)置的圖符庫(kù)依據(jù)相應(yīng)的配置信息進(jìn)行渲染。渲染對(duì)象包括ARINC 661圖符和內(nèi)置擴(kuò)展的軍機(jī)、民機(jī)各種機(jī)型的基本圖符的渲染； OpenGL圖符顯示庫(kù)模塊的主要功能包括實(shí)現(xiàn)了依據(jù)配置進(jìn)行符合ARCIN 661標(biāo)準(zhǔn)的圖符庫(kù)的圖形渲染；實(shí)現(xiàn)了依所配置進(jìn)行內(nèi)置擴(kuò)展圖符庫(kù)的圖形渲染。
所述文件轉(zhuǎn)換模塊，用于將特定格式的XML文件轉(zhuǎn)換成顯示系統(tǒng)適用的二進(jìn)制文件。包括將XML描述的配置信息文件轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制格式的配置信息和將XML描述的定義文件轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制格式的定義文件。定義文件支持(但不限于)ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)的圖符和內(nèi)置擴(kuò)展圖符，用戶(hù)可以對(duì)定義文件進(jìn)行自定義圖符擴(kuò)充；文件轉(zhuǎn)換模塊的主要功能包括 實(shí)現(xiàn)了將XML格式描述定義文件轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制格式的定義文件；實(shí)現(xiàn)了將XML格式描述的配置文件轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制格式的配置文件；實(shí)現(xiàn)對(duì)自定義的擴(kuò)展圖符的轉(zhuǎn)換支持。
所述擴(kuò)展圖符庫(kù)模塊，用于定義圖符的擴(kuò)展接口，只要按此接口開(kāi)發(fā)的圖符庫(kù)，都可以被擴(kuò)展圖符管理模塊加載到顯示系統(tǒng)中。包括定義文件解析接口、運(yùn)行時(shí)命令處理接口、顯示接口、光標(biāo)事件接口和鍵盤(pán)事件接口。擴(kuò)展圖符庫(kù)模塊的主要功能包括定義了擴(kuò)展定義文件解析接口，用于實(shí)現(xiàn)用戶(hù)自定義圖符的解析；定義了擴(kuò)展顯示接口，用于實(shí)現(xiàn)用戶(hù)自定義圖符的顯示；定義了擴(kuò)展更新接口，用于實(shí)現(xiàn)用戶(hù)自定義圖符的數(shù)據(jù)更新；定義了擴(kuò)展坐標(biāo)計(jì)算接口，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)自定義圖符的坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算；定義了擴(kuò)展光標(biāo)事件接口，用于實(shí)現(xiàn)用戶(hù)自定義圖符的光標(biāo)交互事件；定義了擴(kuò)展鍵盤(pán)事件接口，用于實(shí)現(xiàn)用戶(hù)自定義圖符的鍵盤(pán)交互事件。
基于通用座艙顯示管理系統(tǒng)進(jìn)行飛機(jī)顯示控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的方法，用于對(duì)通用座艙顯示系統(tǒng)進(jìn)行配置、移植和擴(kuò)展，并最終將其部署到具體的環(huán)境中，該方法包括以下步驟
步驟1 按系統(tǒng)需求和擴(kuò)展圖符庫(kù)模塊接口格式進(jìn)行擴(kuò)展圖符庫(kù)開(kāi)發(fā)(如果需要擴(kuò)展用戶(hù)自定義圖符)，并最終生成系統(tǒng)可接受的擴(kuò)展圖符庫(kù)；用戶(hù)可以以XML形式開(kāi)發(fā)含有內(nèi)置擴(kuò)展圖符庫(kù)和自定義擴(kuò)展圖符的定義文件；
步驟2 按硬件平臺(tái)要求實(shí)現(xiàn)硬件接口層，將通用座艙顯示系統(tǒng)移植到具體硬件平臺(tái)；
步驟3 按系統(tǒng)屬性定義通用座艙顯示系統(tǒng)配置文件；用戶(hù)須以XM形式開(kāi)發(fā)系統(tǒng)配置文件，主要包括顯示環(huán)境信息、擴(kuò)展圖符信息和網(wǎng)絡(luò)信息；
步驟4 按系統(tǒng)需求定義通過(guò)座艙顯示系統(tǒng)定義文件，定義文件中可以含有系統(tǒng)所支持的ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)圖符、系統(tǒng)內(nèi)置的擴(kuò)展圖符和用戶(hù)開(kāi)發(fā)的擴(kuò)展圖符；
步驟5 將配置文件和定義文件轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)可加載的二進(jìn)制文件；
步驟6 按系統(tǒng)需求和定義文件進(jìn)行控制端應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。
用戶(hù)可以開(kāi)發(fā)多個(gè)用戶(hù)應(yīng)用，這些用戶(hù)應(yīng)用可以同時(shí)顯示在通用座艙顯示管理系統(tǒng)之上。
本發(fā)明所述的通用座艙顯示系統(tǒng)具有非常靈活的系統(tǒng)配置功能，從而保證了系統(tǒng)在不同平臺(tái)間的重用性和擴(kuò)展性。


圖1是本發(fā)明通用座艙顯示管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖2是本發(fā)明文件轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)框圖3是本發(fā)明內(nèi)部圖符結(jié)構(gòu)框圖4是本發(fā)明內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)框圖5是本發(fā)明通用座艙顯示管理系統(tǒng)應(yīng)用示意框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
實(shí)施例
圖1是本發(fā)明軟件通用座艙顯示管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明軟件通用座艙顯示管理系統(tǒng)是一套計(jì)算機(jī)軟件，該軟件具有良好的移植性和重用性，既可運(yùn)行于一般的PC平臺(tái)進(jìn)行仿真，也可以通過(guò)配置運(yùn)行在嵌入式目標(biāo)平臺(tái)之上。本發(fā)明具體包括兩個(gè)獨(dú)立的通用計(jì)算模塊計(jì)算模塊1和計(jì)算模塊2，和一個(gè)接口模塊接口模塊1。通用計(jì)算模塊1具體包括以下程序模塊定義文件解析模塊、運(yùn)行時(shí)命令處理模塊、交互事件管理模塊、內(nèi)置圖符庫(kù)模塊、系統(tǒng)配置信息管理模塊、異常管理模塊、圖符管理模塊、擴(kuò)展圖符管理模塊、硬件接口層和OpenGL圖符顯示庫(kù)；通用計(jì)算模塊2具體包括以下程序模塊文件轉(zhuǎn)換模塊；接口模塊1，具體包括以下程序接口 擴(kuò)展圖符庫(kù)模塊。
用戶(hù)通過(guò)實(shí)現(xiàn)硬件接口層定義的接口并提供OpenGL驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)，即可以將該軟件移植到目標(biāo)系統(tǒng)中；如果用戶(hù)需要對(duì)圖符庫(kù)進(jìn)行自定義擴(kuò)展，則需要按照擴(kuò)展圖符庫(kù)模塊所定義的接口實(shí)現(xiàn)自定義圖符，并在配置文件中進(jìn)行相應(yīng)配置。用戶(hù)通過(guò)提供XML格式的定義文件和配置文件，通過(guò)文件轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)可接受的格式，通過(guò)開(kāi)發(fā)相應(yīng)的用戶(hù)應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)顯示系統(tǒng)的控制。
圖2是通用計(jì)算模塊2中文件轉(zhuǎn)換模塊[102]的結(jié)構(gòu)框圖。該計(jì)算模塊用于將 XML描述的定義文件和配置文件轉(zhuǎn)為系統(tǒng)可接受的內(nèi)部格式，其運(yùn)行環(huán)境為PC機(jī)。該計(jì)算模塊在設(shè)計(jì)中采用工廠模式保證代碼的可擴(kuò)展性，同時(shí)，也支持通過(guò)加載程序庫(kù)的方式進(jìn)行擴(kuò)展。用戶(hù)輸入符合預(yù)定義格式的XML文件，經(jīng)該模塊轉(zhuǎn)換為程序可接受的格式。其中定義文件支持ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的圖符和內(nèi)置擴(kuò)展圖符，并支持用戶(hù)自定義圖符擴(kuò)充；配置文件規(guī)定了系統(tǒng)的特性，如顯示器屬性、窗口屬性、圖層屬性和網(wǎng)絡(luò)屬性等。
圖3和圖4是通用計(jì)算模塊2內(nèi)部的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所有的功能模塊，都建立在核心結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上。每個(gè)顯示系統(tǒng)可以由多個(gè)顯示器組成，并且顯示器的屬性在配置信息中進(jìn)行描述，因此，各個(gè)顯示器的屬性可以不同(如具有不同的分辨率)；每個(gè)顯示器又可以劃分為多個(gè)互不重疊的矩形窗口 ；每個(gè)窗口中可以含有多個(gè)圖層，并且每個(gè)圖層可以被不同的窗口進(jìn)行引用。圖符是系統(tǒng)中最小的基本表示單元，并且圖符支持包含關(guān)系。在系統(tǒng)內(nèi)部，所有圖符被表示成樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，某些圖符還可以對(duì)其它圖符進(jìn)行引用。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)， 首先對(duì)所有圖符的共性進(jìn)行了抽象，以此為基礎(chǔ)，形成了系統(tǒng)運(yùn)行的基本的框架，在該框架之上，可以對(duì)各種圖符在圖符庫(kù)中進(jìn)行具體實(shí)現(xiàn)。
系統(tǒng)初始化時(shí)首先調(diào)用配置信息管理模塊，加載用戶(hù)通過(guò)XML文件描述的配置信息，包括顯示器、窗口、圖層、圖符、網(wǎng)絡(luò)、外設(shè)、加載庫(kù)等屬性，然后根據(jù)用戶(hù)的配置決定是否加載自定義的擴(kuò)展圖符并進(jìn)行系統(tǒng)的初始化。系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用定義文件解析模塊，將定義文件中所描述的圖符信息(含用戶(hù)自定義圖符)，轉(zhuǎn)換成內(nèi)部樹(shù)結(jié)構(gòu)，此后系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。在解析配置文件和定義文件過(guò)程中，如果發(fā)生了異常(如格式錯(cuò)誤)，則調(diào)用異常管理模塊，對(duì)其進(jìn)行處理，如果必要，還需要通知相應(yīng)的用戶(hù)應(yīng)用。
系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)硬件接口層和用戶(hù)應(yīng)用進(jìn)行通信，硬件接口層對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了抽象。用戶(hù)應(yīng)用通過(guò)更新命令來(lái)更新系統(tǒng)內(nèi)部圖符的狀態(tài)，同時(shí)，系統(tǒng)可以向用戶(hù)應(yīng)用發(fā)送內(nèi)部狀態(tài)的通知信息。通信接口實(shí)現(xiàn)了 ARTNC 661的通信協(xié)議，并支持對(duì)用戶(hù)自定義的擴(kuò)展圖符進(jìn)行設(shè)置。在通信過(guò)程中，如果發(fā)生了異常(如數(shù)據(jù)格式錯(cuò)誤)，則調(diào)用異常管理模塊，對(duì)其進(jìn)行處理，并通知相應(yīng)的用戶(hù)應(yīng)用。
系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)硬件接口層和外部交互設(shè)備進(jìn)行交互，硬件接口層對(duì)鍵盤(pán)、光標(biāo)和滾輪事件進(jìn)行了抽象。用戶(hù)通過(guò)交互式外設(shè)實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)進(jìn)行交互，并由交互事件管理模塊對(duì)該交互事件進(jìn)行處理，將其定位到具體的圖符，并生成相應(yīng)的事件信息，做出相應(yīng)的響應(yīng)(如按鍵高亮)。在事件處理過(guò)程中，如果發(fā)生了導(dǎo)常(如數(shù)據(jù)格式錯(cuò)誤)，則調(diào)用異常管理模塊，對(duì)其進(jìn)行處理，如果必要，還需要通知相應(yīng)的用戶(hù)應(yīng)用。
圖符管理模塊通過(guò)提供一系列的管理功能，對(duì)內(nèi)部樹(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理，為其它模塊提供服務(wù)。包括提供建立內(nèi)部樹(shù)結(jié)構(gòu)功能、圖符定位功能、圖符坐標(biāo)計(jì)算功能和圖符顯示功能，同時(shí)，它還負(fù)責(zé)對(duì)顯示器、窗口、圖層和圖符間的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行管理。在對(duì)圖符的管理過(guò)程中，如果發(fā)生了異常，則調(diào)用異常處理查塊，對(duì)其進(jìn)行處理，并通知相應(yīng)的用戶(hù)應(yīng)用。
內(nèi)置圖符庫(kù)和擴(kuò)展圖符庫(kù)實(shí)現(xiàn)了每個(gè)圖符的具體功能。內(nèi)置圖符庫(kù)除實(shí)現(xiàn)了 ARTNC 661標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的基本圖符外，還結(jié)合國(guó)內(nèi)飛機(jī)座艙顯示系統(tǒng)的工程應(yīng)用，擴(kuò)展了適用于國(guó)內(nèi)軍機(jī)和民機(jī)顯示系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的自定義圖符。它通過(guò)調(diào)用底層的OpenGL圖符顯示庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)置圖符庫(kù)的渲染。當(dāng)內(nèi)置圖符庫(kù)管理模塊無(wú)法滿足應(yīng)用要求時(shí)，用戶(hù)可以按接口開(kāi)發(fā)自定義的擴(kuò)展庫(kù)，并通過(guò)擴(kuò)展圖符管理模塊加載擴(kuò)展庫(kù)。
圖5是通用座艙顯示系統(tǒng)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)框圖。整個(gè)系統(tǒng)采用客戶(hù)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，一個(gè)通用座艙顯示系統(tǒng)(服務(wù)器)可以同時(shí)為多個(gè)用戶(hù)應(yīng)用(客戶(hù))提供顯示服務(wù)。 采用該結(jié)構(gòu)有效的降低了座艙系統(tǒng)中顯示端和控制端的耦合，提高了系統(tǒng)的重用性和擴(kuò)展性。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種通用座艙顯示管理系統(tǒng)，包括兩個(gè)獨(dú)立的通用計(jì)算模塊計(jì)算模塊1和計(jì)算模塊2，還包括一個(gè)接口模塊，其特征在于所述的通用計(jì)算模塊1包括以下程序模塊定義文件解析模塊、運(yùn)行時(shí)命令處理模塊、交互事件管理模塊、內(nèi)置圖符庫(kù)模塊、系統(tǒng)配置信息管理模塊、異常管理模塊、圖符管理模塊、擴(kuò)展圖符管理模塊、硬件接口層和OpenGL圖符顯示庫(kù)；所述的通用計(jì)算模塊2包括以下程序模塊文件轉(zhuǎn)換模塊；所述的接口模塊，包括以下程序接口 擴(kuò)展圖符庫(kù)模塊；計(jì)算模塊2將用戶(hù)編制的XML文檔轉(zhuǎn)換為計(jì)算模塊1可接受的二進(jìn)制格式文件，計(jì)算模塊1在初始化時(shí)加載該二進(jìn)制文件；接口模塊定義了用戶(hù)擴(kuò)展圖符的具體實(shí)現(xiàn)，計(jì)算模塊1在初始化時(shí)，對(duì)擴(kuò)展圖符庫(kù)進(jìn)行加載；所述定義文件解析模塊，用于對(duì)二進(jìn)制形式的定義文件進(jìn)行解析，將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)部圖符表示形式，定義文件由計(jì)算模塊2生成，通過(guò)加載工具或總線傳輸?shù)确绞竭M(jìn)行加載； 所述運(yùn)行時(shí)命令處理模塊，用于處理用戶(hù)應(yīng)用發(fā)送的命令和回送顯示系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)通知，該模塊支持壓縮和非壓縮格式的命令數(shù)據(jù)，同時(shí)，支持用戶(hù)自定義的擴(kuò)展圖符；所述交互事件管理模塊，用于處理交互式設(shè)備和圖符間的交互，生成相應(yīng)的事件并通知相應(yīng)的用戶(hù)應(yīng)用，該模塊還負(fù)責(zé)交互時(shí)的高亮和焦點(diǎn)的管理；所述內(nèi)置圖符庫(kù)模塊，用于支持系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)的基本圖符，包括ARINC 661圖符和結(jié)合工程實(shí)際擴(kuò)展的圖符，用戶(hù)可以直接采用這些內(nèi)置圖符進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)；所述系統(tǒng)配置信息管理模塊，用于對(duì)顯示系統(tǒng)所需的配置信息進(jìn)行解析，該模塊通過(guò)配置文件對(duì)顯示系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置；所述異常管理模塊，用于對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生的異常進(jìn)行集中處理，在異常發(fā)生后，系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行記錄，并將異常信息通知相應(yīng)的用戶(hù)應(yīng)用；所述圖符管理模塊，用于對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的圖符實(shí)例進(jìn)行管理，包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)建、查找和遍歷等操作；所述擴(kuò)展圖符管理模塊，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)擴(kuò)展圖符的加載管理，通過(guò)配置，可支持PC機(jī)仿真和嵌入式目標(biāo)平臺(tái)加載用于實(shí)現(xiàn)對(duì)擴(kuò)展圖符的加載管理；所述硬件接口層，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)具體硬件的抽象，實(shí)現(xiàn)軟件和硬件的隔離，增加系統(tǒng)的可移植性和重用性，包括實(shí)現(xiàn)交互設(shè)備接口和實(shí)現(xiàn)通信接口 ；所述OpenGL圖符顯示庫(kù)模塊，用于對(duì)內(nèi)置的圖符庫(kù)依據(jù)相應(yīng)的配置信息進(jìn)行渲染該模塊采用標(biāo)準(zhǔn)的圖形語(yǔ)言O(shè)penGL進(jìn)行開(kāi)發(fā)；所述文件轉(zhuǎn)換模塊，用于將特定格式的XML文件轉(zhuǎn)換成顯示系統(tǒng)適用的二進(jìn)制文件， 包括將XML描述的配置信息文件轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制格式的配置信息和將XML描述的定義文件轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制格式的定義文件；所述擴(kuò)展圖符庫(kù)模塊，用于定義系統(tǒng)對(duì)圖符的擴(kuò)展接口，只要用戶(hù)按照該接口實(shí)現(xiàn)的自定義圖符，都可以被擴(kuò)展圖符庫(kù)加載模塊加載到顯示系統(tǒng)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用座艙顯示管理系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)配置信息管理模塊對(duì)顯示系統(tǒng)所需的配置信息進(jìn)行解析，所述配置信息包括擴(kuò)展圖符庫(kù)信息、圖符的樣式信息、顯示器的屬性信息、窗口屬性信息、圖層屬性信、交互設(shè)備信息、網(wǎng)絡(luò)配置信息及其它相關(guān)配置信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用座艙顯示管理系統(tǒng)，其特征在于運(yùn)行時(shí)命令處理模塊用于處理用戶(hù)發(fā)送的通信命令，所述通信命令包括圖符更新命令、系統(tǒng)請(qǐng)求命令、系統(tǒng)狀態(tài)通知命令。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用座艙顯示管理系統(tǒng)，其特征在于異常管理模塊對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)生的異常進(jìn)行處理，所述異常包括定義文件解析異常、運(yùn)行時(shí)命令異常、配置信息異常、圖符管理異常、事件管理異常。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用座艙顯示管理系統(tǒng)，其特征在于所述擴(kuò)展圖符庫(kù)模塊中的擴(kuò)展接口包括定義文件解析接口、運(yùn)行時(shí)命令處理接口、顯示接口、光標(biāo)事件接口和鍵盤(pán)事件接口。
6.基于通用座艙顯示管理系統(tǒng)進(jìn)行飛機(jī)顯示控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟步驟1 按系統(tǒng)需求和擴(kuò)展圖符庫(kù)模塊接口格式進(jìn)行用戶(hù)擴(kuò)展圖符庫(kù)開(kāi)發(fā)，并最終生成系統(tǒng)可接受的擴(kuò)展圖符庫(kù)；步驟2 按硬件平臺(tái)要求實(shí)現(xiàn)硬件接口層，將通用座艙顯示系統(tǒng)移植到具體硬件平臺(tái)；步驟3 按系統(tǒng)屬性定義通用座艙顯示系統(tǒng)配置文件；步驟4 按系統(tǒng)需求定義通過(guò)座艙顯示系統(tǒng)定義文件，定義文件中可含有系統(tǒng)所支持的ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)圖符、系統(tǒng)內(nèi)置的擴(kuò)展圖符和用戶(hù)開(kāi)發(fā)的擴(kuò)展圖符；步驟5 將配置文件和定義文件轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)可加載的二進(jìn)制文件；步驟6 按系統(tǒng)需求和定義文件進(jìn)行控制端應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于通用座艙顯示管理系統(tǒng)進(jìn)行飛機(jī)顯示控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的方法，其特征在于所述的定義文件為用戶(hù)以XML形式開(kāi)發(fā)含有內(nèi)置擴(kuò)展圖符庫(kù)和自定義擴(kuò)展圖符的定義文件。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于通用座艙顯示管理系統(tǒng)進(jìn)行飛機(jī)顯示控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的方法，其特征在于所述系統(tǒng)配置文件是用戶(hù)須以XML形式開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)配置文件，包括顯示環(huán)境信息、擴(kuò)展圖符信息和網(wǎng)絡(luò)信息。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種通用座艙顯示管理系統(tǒng)，系統(tǒng)包括運(yùn)行以下程序模塊的計(jì)算機(jī)通用計(jì)算模塊文件轉(zhuǎn)換模塊、定義文件解析模塊、運(yùn)行時(shí)命令處理模塊、交互事件管理模塊、圖符管理模塊、內(nèi)置圖符庫(kù)模塊、擴(kuò)展圖符庫(kù)模塊、系統(tǒng)配置信息管理模塊、異常管理模塊、擴(kuò)展圖符管理模塊、硬件接口層和OpenGL圖符顯示庫(kù)，是支持ARINC 661標(biāo)準(zhǔn)、支持用戶(hù)自定義圖符擴(kuò)展、支持民用和軍用各型飛機(jī)顯示應(yīng)用的通用顯示系統(tǒng)。本發(fā)明解決了國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的機(jī)載顯示軟件重用性較低、不易擴(kuò)展、認(rèn)證成本高昂等問(wèn)題，提高了機(jī)載顯示軟件的重用性和擴(kuò)展性，有效地降低了系統(tǒng)的驗(yàn)證開(kāi)發(fā)成本。
文檔編號(hào)G06F3/14GK102520899SQ20111040443
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者康介祥, 繆萬(wàn)勝, 高忠杰 申請(qǐng)人:中國(guó)航空無(wú)線電電子研究所