安全计算机仿真测试系统研究

摘要

虽然我国的轨道交通起步较晚，但是近年来，随着我的经济和社会的发展，轨道交通技术在我国得到很大程度的发展与进步。目前，轨道交通正在朝着智能化与自动化的方向发展。安全计算机系统作为轨道交通技术的核心，其安全性直接关系着人们的生命财产安全。如何在安全计算机系统设计和研发的过程中，对其进行科学与有用的测试，在实验室环境下尽可能全面地验证安全计算机系统的安全性、可靠性与可用性是保证安全计算机系统安全的关键步骤之一。本文结合国内外的研究，提出一种基于模型的安全计算机仿真系统的设计，其特点主要体现在一下几个方面:
　　 首先，我们对安全计算机系统的应用环境与用于安全计算机系统的传感器等设备进行研究。从整体出发，建立仿真系统的模型结构，使仿真系统能够尽可能真实地模拟安全计算机系统的应用环境。
　　 然后，按照模块化设计的思想，通过软硬件结合的设计方式，将仿真系统细化为单模型结构。对用于安全计算机系统的传感器:速度传感器、加速度传感器、多普勒雷达等进行建模，建立传感器的软件模型与硬件模型。
　　 最后，将单模型的输入与输出与真实的传感器输入与输出进行对比，验证单模型的准确性;再将仿真系统用于安全计算机平台的单板测试与系统测试，在验证安全计算机系统的功能的同时，说明仿真系统的可用性与准确性。
　　 这种软硬件结合的设计方式，不仅能够模拟传感器的工作原理与行为，还能够为安全计算机系统提供与真实的传感器相同或者相似的物理输入与输出，驱动安全计算机系统的运行。在安全计算机研发和设计的过程中，这种设计方式能够有效地应用于安全计算机系统的各种测试环境。在验证安全计算机系统安全性、可靠性与可用性的同时，加快安全计算机系统的开发进程，减少设计支出，为广大开发设计人员提供了很好的设计参考。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究目的与意义

1．2 安全计算机系统概述

1．3 仿真技术综述

1．4 安全计算机仿真系统研究现状

1．4．1 国内外研究现状

1．4．2 存在的问题与挑战

1．5 论文研究内容与组织形式

2 安全计算机系统与仿真系统功能描述

2．1 安全计算机分类

2．2 安全计算机接口

2．2．1 车载控制器接口

2．2．2 计算机联锁系统接口

2．3 仿真系统功能描述

2．3．1 速度传感器

2．3．2 加速度传感器

2．3．3 多普勒雷达

2．3．4 信标查询器

2．3．5 IO设备

2．3．6 通讯接口

2．3．7 电流环

3 仿真系统的建模

3．1 总体模型设计方案

3．2 单模型设计方案

4 仿真系统的设计与实现

4．1 硬件总体设计与实现

4．2 硬件板卡设计

4．2．1 IO板PCI1753

4．2．2 AD采集板PCI1711

4．2．3 DA转换板PCI1720

4．2．4 PCI1622串口板

4．2．5 电平转换板

4．2．6 信号调理板

4．2．7 信号调理背板

4．3 软件总体设计与实现

4．4 速度传感器模型设计与实现

4．4．1 速度传感器模型逻辑控制层的实现

4．4．2 速度传感器模型物理接口层的实现

4．5 加速度传感器模型设计与实现

4．5．1 加速度传感器模型逻辑控制层的实现

4．5．2 加速度传感器模型物理接口层的实现

4．6 多普勒雷达模型设计与实现

4．6．1 多普勒雷达模型逻辑控制层的实现

4．6．2 多普勒雷达模型硬件接口层的实现

4．7 信标查询器模型设计与实现

4．7．1 信标查询器模型逻辑控制层的实现

4．7．2 信标查询器模型物理接口层的实现

4．8 IO设备模型设计与实现

4．8．1 IO设备模型逻辑控制层的实现

4．8．2 IO设备模型物理接口的实现

4．9 电流环

5 测试结果与分析

5．1 单模型测试

5．1．1 速度传感舞模型测试

5．1．2 加速度传感器模型测试

5．1．3 多普勒雷达模型测试

5．1．4 信标查询器模型测试

5．1．5 IO模型测试

5．1．6 电流环采集测试

5．2 基于仿真系统的CC平台系统测试

5．2．1 测试环境搭建

5．2．2 测试流程

5．3 结果分析

6 总结与展望

参考文献

作者简介