Бесшовная интеграция FACE-конформных компонентов с средами симуляции

Несколько лет назад комитет FACE™ Integration Workshop Standing Committee представил Basic Avionics Lightweight Source Archetype (BALSA) — референсную реализацию, демонстрирующую Units of Conformance (UoC), выровненные с FACE Technical Standard. BALSA служит практической демонстрацией для потенциальных поставщиков и интеграторов FACE ПО, и функционирует как образовательный инструмент, иллюстрирующий, как Units of Portability (UoP), UoC и FACE API могут быть реализованы на целевой платформе.

Хотя BALSA включает базовый Transport Services Interface (TSS), который работает удовлетворительно, ему не хватает диагностического инструментария — важной функции для траблшутинга. Мы исследовали замену TSS BALSA на DDS-базированную реализацию, а именно RTI Connext DDS (https://www.rti.com/industries/face).

Замена была удивительно прямолинейной — всего несколько часов на замену TSS BALSA на RTI Connext. Этот успех подтвердил цель переносимости FACE: новый TSS включил полный DDS тулинг и бесшовную связность с другими DDS-базированными компонентами.

Во время встречи членов FACE в июне 2017 (событие BITS) пять промышленных лидеров — RTI, Honeywell, TES-SAVi, Wind River и Mercury Systems — объединили силы для кросс-интеграции FACE-выровненных компонентов, валидируя обещанные быстрой интеграцией выгоды FACE Technical Standard 2.1. Их результаты задокументированы в бумаге FACE NAVAIR TIM, «FACE Cross-Integration Successes – Honeywell, RTI, TES-SAVi, Wind River and Mercury Systems» (https://www.opengroup.us/face/documents.php?action=show&dcat=70&gdid=18823).

Мы также интегрировали RTI TSS с Harris FliteScene — высокопроизводительным, боепроверенным цифровым решением движущейся карты, доставляющим передовую ситуационную осведомленность для гражданских и военных экипажей. FliteScene предлагает awareness террейна, избегание препятствий и 3D синтетическое видение, и уже в сети с тактическими системами такими как Link-16 и ANW2 для предоставления real-time common operating picture.

Интеграция служила proof-of-concept для портирования FACE-конформного компонента на RTI TSS. Используя объектные файлы и модель данных, поставленные Harris, мы следовали этим шагам:

• Сгенерировать IDL из заголовочных файлов DataModel.
• Использовать RTI инструменты для генерации DDS-специфичного и TSS-специфичного кода.
• Создать RTI TSS конфигурационный файл.
• Линковать объектные файлы FliteScene с сгенерированным RTI TSS и тип-специфичным кодом.

Интеграция оказалась безупречной; за несколько дней у нас был рабочий прототип. FliteScene принимает многочисленные контрольные сообщения — зум, настройки подложки, накладки — и позиционирует карту на основе обновлений локации в реальном времени. Множественные источники данных могут поставлять позиционную информацию, обеспечивая гибкое управление картой.

Для интуитивного управления мы построили LabVIEW UI на базе RTI DDS LabVIEW Toolkit (https://www.rti.com/products/dds/labview). Унифицированный DDS фреймворк позволил UI, FliteScene и RTI TSS интероперировать бесшовно.

Желая обогатить вход FliteScene, мы исследовали связывание его с средой симуляции. VT MAK, глобальный авторитет в моделировании и симуляции, предлагает VR-Exchange — универсальный транслятор, выполняющий трансформацию протоколов и мостик. Его открытая архитектура поддерживает кастомные брокеры для разнообразных стандартов данных, включая DDS.

FACE Transport Services Interface спроектирован для поддержки множественных индустриальных транспортных стандартов, в частности DDS.

Поскольку и FliteScene, и целевая симуляция используют DDS, мы протестировали прямое соединение: линковку F-18 HLA федерата к FACE-конформному компоненту FliteScene. Интеграция была прямолинейной и достигнута быстро.

Использование DDS как транспорта TSS облегчает не только переносимость среди FACE-конформных компонентов, но и связность с любым DDS-enabled приложением. Для FliteScene мы использовали RTI TSS на базе RTI Connext (https://www.rti.com/industries/face). На стороне HLA, VR-Exchange DDS брокер транслировал HLA данные в DDS топики. Поскольку модель данных FACE компонента отличалась от модели F-18 федерата, нам пришлось маппить между двумя моделями. Существует две основные стратегии:

• Модифицировать VR-Exchange DDS брокер для публикации топиков, соответствующих ожиданиям FACE компонента.
• Сконфигурировать VR-Exchange для публикации DIS PDU-базированных топиков и использовать routing services для моста между топиками.

Для нашего proof-of-concept мы приняли вторую стратегию. Routing service замостил simpleBaseEntity топик от HLA брокера к location топику, требуемому FliteScene. Дополнительно, системы координат отличались: HLA поставлял геоцентрические координаты, в то время как FliteScene требовал широту/долготу. Мы использовали кастомную библиотеку трансформации внутри routing service для конвертации между этими форматами, получив архитектуру, показанную ниже:

Для углубления понимания HLA-к-DDS моста, RTI сотрудничает с National Center for Simulation (NCS) для проведения семинара «DDS for Simulation: How the Connectivity Framework is Meeting Interoperability Challenges» 10 апреля. Зарегистрируйтесь на это бесплатное мероприятие на https://www.simulationinformation.com/news/ncs-real-time-innovations-event-industry-10-apr-2018.