抗辐射加固数字化仿真平台上中间件的设计与实现

发布时间：2020-03-19 15:03

【摘要】：为保证电子系统、仪器等在辐射环境下也能可靠的工作,需要依据辐射效应数值对它们进行抗辐射加固。当前我国航天工程和微电子技术发展迅速,对器件、电路及系统的辐射效应数值计算和多学科协同仿真技术提出了更高的要求。一个完整的抗辐射加固仿真流程往往涉及了多个学科、跨越了多个领域,这就需要多个仿真系统进行分布式协同工作来完成仿真,而要实现协同仿真需要解决两个关键问题,一是分布异构系统上不同仿真节点通信和远程调用的问题,二是不同仿真软件间由于输入输出格式不同造成的软件间不互通的问题。本文的研究目的就是在现有抗辐射加固数字化仿真平台与运行在平台上的仿真服务之间,设计和实现一个中间件系统解决这两个关键问题,在平台上实现抗辐射加固领域各个仿真服务的协同自动化工作。通过对现有技术的探索和对抗辐射加固多个仿真软件输入输出格式的研究,本文采用了中间件技术来设计和实现抗辐射加固数字化仿真平台的协同自动化仿真,所做的研究工作包括:一、利用消息中间件技术设计并实现了基于“总线-组件”架构的抗辐射加固数字化仿真平台中间件系统,提出了基于微服务和消息总线的中间件架构,实现了不同仿真节点的通信和远程调用。二、提出了统一的通用中间件接口规范,使得领域内其他仿真软件也能容易的挂载到消息总线上,加入到协同仿真平台。三、研究了参与抗辐射加固仿真相关软件的输入输出格式,针对具体的仿真软件输入输出文件格式进行了数据转换算法的研究和实现,解决了抗辐射加固仿真软件间不互通的问题。重点解决了转换难度较大的ProE输出模型到MCNP软件输入数据的转换问题。并且基于通用中间件接口规范实现了ProE和MCNP的转换中间件,验证了中间件接口规范的正确性和中间件实现仿真流程自动化的可行性。本文设计并实现的抗辐射加固数字化仿真平台中间件解决了分布式异构平台上各个仿真节点间的通信问题和仿真软件间数据不互通的问题。平台中间件在消息传递时具备可靠性和高效性,能够满足多人并行的在抗辐射加固数字化仿真平台上执行仿真任务的需求。经过测试,本文设计并实现的中间件是能够协助抗辐射加固平台实现协同、自动化仿真的,并在一定程度上提高抗辐射加固仿真的效率,进而促进抗辐射加固领域多学科的融合与发展。
【图文】：

类图,消息服务器,类图

接收外部发来的请求。同时它建立起了与 RabbitMQ 之间的通道，将收到的消息处理成 RabbitMQ 适用的格式交给 RabbitMQ 分发出去。图3.8 消息服务器实现类图消息服务器具体通过以下几个类和相关方法实现的：MessageSenderApplication 类：这是程序的启动类，作为程序的主入口他提供了main()方法。通过 Spring 的微服务注解将程序声明为一个微服务，程序以 SpringBoot方式启动，作为一个微服务运行在虚拟主机上。Gate 类：通过@RestController 注解将该类声明为一个 RESTful 风格的控制器，支持用户通过 POST 方法向消息服务器发送请求，接收到请求消息后，sendMessage(JSONObject message)，，方法会对收到的消息进行处理，提取出其中的消息类别作为 exchange （交换器），同时拿到路由键和消息数据通过MessageSenderService 类的 sendMessage()方法

接口规范,消息,顺序调用,监听器

图3.10 Excutor 类实现的接口规范Excutor 类是监听器组件监听到消息队列中有消息后直接调用的类，Excutor 类提供了 excute()方法，excute() 会根据消息中任务的类型按照顺序调用定义的接口，以完整任务，任务顺序如图 3.11 所示。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP311.52

【参考文献】