Concurrent iHawk–实时并行计算机仿真系统

概述

**         **用户在基于模型开发产品的过程中,必然会经过两个重要的环节:一是在模型向实物研制转换阶段,需要进行原型验证; 二是在产品成型之后,需要在实车/ 试飞之前,进行实验室的系统集成测试。这两个环节都需要实时仿真测试手段,尤其是在系统集成测试阶段,会涉及到多种硬件、模型以及测试工具的配合,系统极为复杂。Concurrent iHawk实时并行计算机仿真系统即可为用户提供原型验证和系统集成测试服务。

Concurrent iHawk并行计算机仿真系统是具有高实时特性的实时仿真系统,该仿真系统包含对称多处理器计算机平台、实时操作系统、实时开发工具以及应用软件。系统以MATLAB®/Simulink®软件作为前端建模工具,并可兼容C/C++、Ada和Fortran等手工编程建模方式,产品应用覆盖系统架构设计、功能设计、快速原型、半实物仿真测试等阶段。并行计算机仿真系统可应用到航空、航天、国防、汽车等实时仿真及测试领域。

Concurren公司的实时仿真系统包括:实时多处理器平台—高性能货架式实时计算机以及多种接口类型的IO板卡;RedHawk 实时Linux操作系统— 高实时确定性;Simulation WorkBench仿真工作平台—图形化的多语言模型混合仿真;NightStar实时Linux调试分析工具—保证应用程序实时确定性前提下的在线分析调试。

实时多处理器平台

iHawk计算机的实时多处理器平台是Concurrent公司的高性能实时多处理器平台,用于时间关键型仿真、数据采集、系统测试和工业系统的应用。
• 支持多个32/64位多核Intel或AMD处理器;
• 外部I/O总线;
• 微秒级的高精度定时同步时钟板卡(RCIM);
• 提供8个微秒级高精度低温漂时钟;
• 分布式实时仿真环境;
• GPS时钟对准的同步选项机制。

iHawk支持大量I/O及通讯板卡:

• RS232/422/485、MIL-STD-1553B、ARINC 429、AFDX/ARINC 664、CAN、FlexRay;
• IEEE-488 GPIB;
• A/D、D/A和数字 I/O ;
• Synchro/Resolver、RVDT/LVDT;
• IRIG-B;
• 反射内存卡。

RedHawk实时Linux操作系统

**       **RedHawk实时Linux操作系统基于多线程技术,提供真正的对称多处理、负载平衡、CPU屏蔽支持,以最大化地满足关键任务解决方案的确定性和实时性能。RedHawk操作系统特性如下:
• 支持32-bit和64-bit处理器结构 (Intel Xeon 和 AMD Opteron);
• 支持对称多处理器系统、双/多内核CPU结构;
• 单一的编程环境API,文件系统, 网络和图形是实时环境的组成部分;
• 用户级别的超线程和处理器屏蔽控制,在屏蔽的处理器上中断响应时间 < 15 微妙 (满负荷工作环境);

Simulation WorkBench仿真工作平台

**       **Simulation WorkBench软件包充分发挥了iHawk多处理器/核的高性能并行处理优势,以及RedHawk Linux的强实时特性,支持机电液多学科模型的实时下载,通过并行仿真,可实现大规模机电液模型的实时解算。
• 内存驻留的实时数据库RTDB;
• 支持MATLAB/Simulink®、C/C++、Fortran、FMI/FMU黑盒模型等;
• 支持SIMPACK、Motion、GT-Power、WAVE、AMESim、DYMOLA、Maplesim等机电仿真模型实时下载;
• 支持多速率、机电液多模型并行仿真,支持大规模机电液系统实时仿真;

• I/O映射配置工具;
• 实时数据库配置工具;
• 实时数据可视化和数据绘图;

NightStar实时Linux调试分析工具

**       **NightStar软件包是一个功能强大的集成开发调试工具,用于开发多处理器/核环境下、多任务、时间关键型的应用。
• 最小侵入模式,保证应用程序实时性和确定性
• 监测和协调应用和系统性能;
• 同时调试多个时间关键型进程;
• 监视记录多个的应用资源数据。

应用案例

Airbus HIL测试平台

**       **多个4 CPU和2 CPU iHawk实时多处理器平台;测试和验证Airbus高升力系统,用于控制机翼的后缘褶翼在起飞和着陆时产生高升力;数千个I/O点和Simulink变量通过SIMWB实时数据库的映射来访问;所有运算/操作在500微秒的帧步长内实时完成。

Airbus–France–A380仿真平台
德国 NH-90 全飞行模拟器
阿古斯塔129 直升机模拟器 – 法国
C-130 – 机组训练模拟器
F/A-18 – 仿真/训练
EA-6B – 电子战飞机武器训练系统

iHawk在多个模拟器以及训练系统应用中,作为核心仿真计算机以及视景服务器使用。

Lockheed Martin宙斯盾系统数据采集与实时仿真

Concurrent公司的设备是侦查雷达和武器控制系统测试的核心部分,被灵活地使用于实时多处理器环境中的各种传感器和设施相 互作用。

某飞机刹车控制系统仿真

硬件配置一台双CPU6核iHawk仿真计算机系统,带A/D、D/A和数字I/O等多种I/O板卡。使用时在Windows主机上采用Matlab/Simulink开发刹车控制应用。在半物理仿真环节中,有油路和刹车盘等硬件设备。

某航天器设计和仿真一体化平台

**        **Concurrent公司的设备分别充当总体协同设计、数据仿真管理调度、模拟管理验证调度、综合控制应用实时仿真,与Windows主机共同构成数字设计和仿真一体化的平台。

二维码

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