摘要：航空控制软件已成为航空系统的核心控制决策单元。布尔条件表达式是构成航空控制软件循环和分支逻辑代码的主要成分,研究了航空控制软件条件表达式故障分类及修复方法。①提出了一种2层次布尔条件表达式故障分类方法;②在设计变异算子、修复方案和变异修复停止条件的基础上,提出了一种条件表达式自动化修复方法;③设计和实现了面向条件表达式各类故障的修复辅助工具,对航空控制软件中155个故障表达式进行故障修复实验,结果表明,55.5%的故障表达式可以精确修复,44.5%的故障表达式修复后产生多个正确版本,部分版本存在运算冗余,尚需人工介入选择最优修复版本。

摘要：在图像处理器中,图像处理过程具有待处理像素量大、处理过程复杂以及数据传输通道多等特点,因而图像处理器存在着处理速度慢的问题。针对该问题,提出一种具有泡沫挤压功能的图像流水线FPGA设计方案,并在Xilinx公司的Virtex XC6VLX550T FPGA芯片上对该FPGA实现方案进行了验证和综合,结果表明本设计方案的正确性且同基本流水线相比该流水线设计能够在不大量增加电路资源的情况下提高图像处理器的处理速度。

摘要：处理器PowerPC P2020在航空航天等嵌入式领域被广泛应用,以RTCA/DO-178C中A级软件的适航要求作为研究的出发点,提出了从文件、函数声明、函数体代码3层次实现P2020机器码程序到C源程序的溯源方法。在获取C语言源程序与PowerPC P2020机器码程序文件名列表的基础上,实现PowerPC P2020机器码文件主名的溯源;通过遍历C源程序抽象语法树和PowerPC P2020机器码获取函数名列表,实现PowerPC P2020机器码函数声明的溯源;通过定义C语言程序抽象语法树节点生成期望汇编指令序列的规则,实现PowerPC P2020机器码函数体的溯源。通过设计245个C源程序文件与345个PowerPC P2020机器码程序文件,1111个C语言函数声明与1273个PowerPC P2020机器码函数声明,以及覆盖C语言程序23类语法结构的460个测试用例,验证了PowerPC P2020机器码程序到C源程序的自动化溯源方法的有效性。结果表明:文件溯源和函数声明溯源的追溯匹配率达100%,程序函数体代码的平均溯源匹配率达97.22%。溯源匹配结果可以检查PowerPC P2020机器码程序是否在编译过程插入例外异常代码,以防止其带来的安全隐患,保证航空航天嵌入式安全关键软件机器码的安全性和可靠性。

摘要：在民航飞行环境下,存在着各种各样的高能粒子,这些高能粒子作用于民用飞机航空电子设备的SRAM型FPGA会产生单粒子翻转(SEU)效应,从而造成器件逻辑错误和系统故障,因此对机载设备中的SRAM型FPGA必须采取相应的抗单粒子翻转设计措施。根据AFDX交换机的基本结构,提出了基于FPGA的AFDX交换机抗单粒子翻转的具体设计措施,并通过故障注入方法进行模拟仿真验证,有效提高了基于FPGA的AFDX交换机抗单粒子翻转性能,从而提高系统在航空飞行应用中的可靠性和稳定性。

摘要：现代安全关键系统的功能实现越来越依赖于软件,这导致软件的安全性对系统安全至关重要,而软件的复杂性使得采用传统安全性分析方法很难捕获组件交互过程带来的危险。为保证安全关键系统的安全性,提出一种基于系统理论过程分析(STPA)的软件安全性验证方法。在安全控制结构基础上,通过构建带有软件过程模型变量的过程模型,细化分析危险行为发生的系统上下文信息,并以此生成软件安全性需求。然后通过设计起落架控制系统软件,采用模型检验技术对软件进行安全性验证。结果表明,所提方法能够在系统级层面有效识别出软件中潜在的危险控制路径,并可以减少对人工分析的依赖。

摘要：提出并实现了一种基于状态机的里程计信号数字滤波方法。该数字滤波方法以FPGA为硬件基础,对经过阻容滤波和光电耦合器隔离后的里程计信号,进行毛刺信号的检测和滤除;分析了里程计信号存在多次振荡时可能造成亚稳态的原因,针对此情况给出了对亚稳态异常情况的处理方法;给出了滤波状态机的详细设计方法。在仿真环境和试验室环境下,使用方波信号、脉冲信号、三角波信号和高斯信号等对滤波效果和亚稳态异常处理措施进行仿真和测试,结果表明该数字滤波方法可以有效滤除干扰信号、计数结果准确;应用该数字滤波方法的某车载系统进行了跑车实测,结果满足系统要求,证明该方法具备工程上的可行性。

摘要：针对学生在“航空电子系统设计技术”课程学习中存在的重设计技术轻过程控制问题,按照新工科理念,用一个完整的设计、管理工程实验,展示了整个设计生命周期过程全貌。将机载电子硬件研制中的计划过程、设计过程、支持过程、适航审查等知识点融入研制实验、划分角色,依据学生的兴趣与专业方向分配不同的实验任务,教师引领完成实验内容并进行点评。通过实验解决了设计保证方法抽象不易理解的问题,提升了学生学习兴趣。实验教学也促进了学生构建全面的系统工程思维。