用户故事

Trivector验证Ares I Rocket的时间延迟

挑战

分析了NASA的健康和状态信息的时间延迟,NASA的ARES I Rocket

解决方案

使用Si金宝appmulink和Simevents来模拟分组级通信,运行离散事件模拟,并评估端到端延迟

结果

  • 要求持续一年
  • 未发现时序规范问题
  • 延迟分析结果在视觉上沟通

“我们的SIMEvents模型对于ARES I跟踪多个总线每秒每秒大约20,000个数据包的交货时间,使我们能够在硬件设计之前验证要求并识别时序要求的问题。”

克里亚历山大,Trivector Services
美国宇航局的Ares我是火箭。

我的火箭是美国国家航空航天局的星座计划任务,到国际空间站,月球,火星和太阳系。ARES I:在第一阶段,可重复使用的固体火箭助推器在发射期间将ORION船员驶向低地轨道,然后再与ARES I分离。在上阶段,单个J-2X发动机推动ORION轨道。两级,猎户座和地面系统的航空电子系统之间的沟通对于每次发射的成功至关重要。

为了支金宝app持NASA,Trivector Services团队分析了十多个ARES通信总线的时间。通过使用Simulink执行ARES I分组级通信的离散事件仿真金宝app®,stateflow.®和simevents.®,工程师在开发任何硬件或软件之前评估了对公共汽车的网络延迟和验证要求。

“ARES I巴士从航空公司传感器到飞行电脑,猎户座和地面系统的运行健康和地位信息,”Trivector的高级工程师Kerry Alexander解释道。“通过SimEvents,我们将从其源跟踪每个数据包的模拟,并验证了它在NASA所需的时间范围内交付。”

挑战

ARES I元素 - 具有J-2X引擎的第一阶段和上阶段 - 具有将飞行计算机连接到远程终端(RTS)的冗余总线,从而收集航空电子传感器数据。NASA的顶级要求指定,一旦RT获取数据,数据必须在指定时间内传送到ORION或地面系统;较低级别的要求指定元素到元素数据传递的时间。

要分析时序和验证要求,需要模拟ARES I通信系统体系结构的Trivector工程师并模拟组件之间的事务。该模型必须包括每个RT,总线及其互连。该团队必须在微秒级别运行模拟,然后后处理结果以测量延迟。最后,他们需要以图形方式表示分析结果,以证明可以满足时间要求。

由于硬件尚未开发出来,工程师必须仅根据要求模拟系统。

解决方案

Trivector工程师使用Simulink和Si金宝appmEvents来模拟整个ARES I的数据包级通信,并分析健康和状态信息的端到端延迟。

它们基于来自NASA的数据I / O配置文件构建了上级总线和RTS的模型,其中包括数据调度定义当飞行计算机将从伯群时间片中的RTS中请求数据时。

他们使用了初始SimEvents模型,其中包括一个RT,飞行计算机,总线和系统时钟,以在指定的时间片处模拟数据的传送。然后,它们添加了RTS和其他组件,直到它们建模了上阶段的低速数据总线。

使用SimEvents,工程师通过比较从RT的时间与数据包到达目的地的时间来计算所传递的每个数据包的延迟。

使用状态流,工程师在上阶段飞行终端系统中建模信号逻辑,用于在紧急情况下销毁火箭。

Trivector与MathWorks咨询服务合作,以实现大规模建模的最佳实践。它们基于SimEvents块构建了一个参数化,可重用组件的库,使模型更容易修改和缩短了模拟时间。

使用Simulink编码器,该团队进一步加速了模拟金宝app创建独立可执行文件。

团队使用matlab®后处理模拟结果并创建数据包延迟的曲线。

Trivector Services团队已经完成了ARES I的初始时序分析,包括第一阶段和上阶段总线。该团队现在正在使用Simulink要求™来跟金宝app踪Microsoft捕获的要求®单词®到模型。

结果

  • 要求持续一年。“通过使用SimEvents建模离散事件,我们能够在硬件可用之前熟悉数据包级别交易,”亚历山大说。“如果美国宇航局首先建造硬件,则验证时间要求可能会延迟一年。”

  • 未发现时序规范问题。“我们的SimEvents模型提供了整个系统的图片以及使用电子表格无法获得的详细时间结果,”亚历山大说。“这种方法使我们能够向NASA报告缺少的预感要求。”

  • 延迟分析结果在视觉上沟通。“我们创建了Matlab Plot,使您更容易可视化和传达我们的结果,”亚历山大指出。“例如,我们在五秒模拟中为特定总线上的每个数据包的时间延迟要求作为红线;在相同的图表中,我们为这些数据包绘制了实际延迟。当所有数据包都在红线下方时,我们知道系统达到了特定的要求。“