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    AppDDS数据分发服务技术及其应用

    2014-04-15 北京神州普惠科技股份有限公司

      AppDDS(AppSoft Data Distribution Service)数据分发服务是对象管理组织(OMG)在HLA及CORBA等标准的基础上制定的新一代分布式实时通信中间件技术规范,DDS采用发布/订阅体系架构,强调以数据为中心,提供丰富的QoS服务质量策略,能保障数据进行实时、高效、灵活地分发,可满足各种分布式实时通信应用需求。
     

      AppDDS数据分发服务技术的军事应用

      AppDDS标准规范了实时分布式系统中数据发布、传递和接收的接口和行为,定义了以数据为中心的发布/订阅机制。AppDDS规范使用UML语言描述服务,提供了一个与平台无关的数据模型,使得实时分布式系统中数据能够高效、可靠地发布,它主要应用在要求高性能、可预见性和对资源有效使用的关键任务领域。AppDDS规范列举并正式定义了一整套全面的QoS策略,能利用QoS进行系统控制。每一个DCPS实体都有自身的QoS策略,而且在每一对发布者和订阅者之间又都可以建立独立的QoS协定。这使得DDS可以很好地配置和利用系统资源,协调可预言性与执行效率间的平衡,并能支持复杂多变的数据流需求。

      AppDDS(Appsoft Data Distribution Service)是神州普惠公司根据DDS标准经过多年研发而成的分布式实时应用开发平台,AppDDS具备高带宽、强实时、低抖动、跨平台等诸多优异性能,包含底层通信协议、上层应用开发建模工具、网络分析工具、性能测试工具等一系列工具集,可以方便用户快速开发、优化及部署各种分布式实时应用,AppDDS具备自主知识产权,拥有国内最强大的技术研发和技术服务专业团队,成功案例众多,客户遍布航空、航天、电子、船舶、兵器等国防军工行业。
     

      DDS背景介绍

      DDS数据分发服务 (Data Distribution Service) 技术最早应用于美国海军, 用于解决舰船复杂网络环境中大量软件升级的兼容性问题,目前已经成为美国国防部的强制标准。2003 年, DDS 被OMG 组织接受,并发布了专门为实时系统设计的数据分发/订阅标准。DDS 目前已经广泛应用于航空、国防、分布仿真、工业自动化、分布控制、机器人、电及网络化的消费电器等多个领域, 成为分布式实时系统中数据发布/订阅的标准解决方案。

      数据分发服务DDS作为网络数据通讯的核心技术,能可靠实时地交换分配群体数据,其传输能力比通常的战术数据链高几个数量级。DDS必须确保在极少的时间和不限制网络中的报告数据容量的条件下,高度可靠地传输数据。目前DDS 数据通信服务已经广泛应用到了美国海、陆、空、天各个领域,并发挥了重要的作用。而美国海军正以DDS 技术为核心,建设一个统一的、全新的自动操作的分布式DDS 网络结构,对其海军装备的作战系统进行综合集成。
     

      AppDDS的QoS策略

      QoS在AppDDS规范中得到了深入的使用,用于配置系统以及在每对发布者/订阅者之间建立起独立的QoS协定,而QoS协定能够提供实时系统所要求的性能、可预测性和资源可控性,并且能够保证发布/订阅模型的模块性、可量测性和鲁棒性等。因此,AppDDS能够满足非常复杂和灵活的数据流要求。
     

      AppDDS的通信模型

      应用程序在处理以数据为中心的分布式系统时,DDS标准中间件可以帮助用户使用更加简单的编程模型,不需要开发特定的事件/消息机制或手动创建封装的CORBA对象来获取远程数据。应用程序可以使用一个简单的主题(Topic)名称来指定它想要读或写的数据,使用以数据为中心的API来直接读写数据。AppDDS中以数据为中心的发布/订阅(DCPS)模型构建了一个共享的"全局数据空间"的概念,所有的数据对象都存在于此空间中,分布式节点通过简单的读、写操作便可以访问这些数据对象。实际上,数据并非存在于所有计算机的地址空间中,它仅存在于那些对它感兴趣的应用程序的本地缓存中,而这一点正是发布/订阅模型的关键所在。
     

      AppDDS(数据分发服务)产品特点

      · DDS是针对网络编程的一个公开标准

      · 是一套支持出版/订阅设计思想的应用程序接口( API)

      · 体现了以数据为中心进行结构设计的方法学

      · 专为高性能的实时系统设计

      · 可以大大降低用户成本

      · 用户可专注于自己的设计,不需要自己设计系统中所有的组件

      · 降低集成成本,减少首次设计时间和后继测试等时间开销
     

      AppDDS(数据分发服务)技术特点

      1、 动态发现

      ◇ 图形化的发布/订阅设计手段

      ◇ 无需手动配置IP,通过设置好的发布/订阅关系实现数据的动态发现

      ◇ 分布式应用可随时加入AppDDS网络并注册,实现分布式应用的动态加载

      2、 完整DDS规范QoS服务质量策略

      ◇ 可靠性,Reliability

      ◇ 数据的持久度,Durability

      ◇ 数据的历史记录,History

      ◇ 周期数据的超时,Deadline

      ◇ 基于时间的过滤,Time-based filter

      ◇ 数据的有效期,Lifespan

      ◇ 数据的所有权,Ownership

      ◇ 分区,Partition

      ◇ 资源限制,Resource limits

      3、 已扩展的QoS服务质量策略

      ◇ 异步传输,Asynchronous Publisher

      ◇ 分批传输,Batch

      ◇ 传输协议选择,Transport Selection

      ◇ 数据读者资源限制,Reader Resource Limits

      ◇ 动态主题类型,Type Support

      ◇ 描述文件,Profile

      ◇ 可根据用户需求对QoS进行定制及扩展

      4、 互操作

      ◇ 基于RTPS进行设计

      ◇ 提供相同的DDS应用编程接口

      ◇ 无缝实现与各厂商DDS互联互通

      5、 强实时

      ◇ 极小化的数据拷贝

      ◇ 编译时强制指定数据类型

      ◇ 支持内存的预分配

      6、 跨平台

      ◇ 支持多种操作操作系统

      ◇ 支持多种处理器

      ◇ 可实现各个异构武器平台之间的互联、互通、互操作

      7、 支持多种底层物理通信协议

      ◇ 支持多种底层物理通信总线等,并可定制及扩展。

      ◇ 通过不同的底层物理通信协议实现不同的实时性能

      8、 仿真设计→测试→定型的全生命周期设计

      ◇ 支持类似HLA的时间管理,支持基于时间推进的分布式仿真应用,可接受GPS及北斗授时进行分布式仿真的时钟同步

      ◇ 支持基于事件推进的分布式仿真应用

      ◇ 仿真验证后的模型可直接用于系统设计

      ◇ 系统设计过程中可使用AppDDS提供的分布式测试技术进行系统各个模型的优化设计

      ◇ 优化设计好的系统模型及底层AppDDS通信中间件可直接用于武器装备系统的定型生产

      神州普惠WWW.APPSOFT.COM.CN提供基于AppDDS的综合解决方案,包含一系列功能丰富的软件工具集:系统设计工具、资源仓库管理工具、运行管控及测试工具、数据仓库管理工具、综合评估工具,支持与多种仿真平台、并行计算平台、强实时仿真及测试平台等进行综合集成,可满足各种复杂的分布式应用需求,支持数字、半实物及实装设备的联合仿真及分布式系统集成测试,支持仿真→设计→测试→定型的全生命周期系统设计,是理想的分布式实时应用研发平台。
     

      AppDDS(数据分发服务)典型应用领域

      AppDDS历经多年的发展,在国内已经拥有数十个成功案例,获得了众多客户的充分认可,客户主要分布在航空、航天、电子、船舶、兵器、工业、科研教育等行业,AppDDS的主要应用领域为:

      ◇ 复杂数据链通信系统

      ◇ 综合航电系统

      ◇ 舰艇综合计算支撑环境

      ◇ 指挥与控制系统

      ◇ 雷达系统

      ◇ 分布式仿真系统

      ◇ 分布式测试系统

      ◇ 联合试验系统

      ◇ 模拟训练系统

      ◇ 空中交通管制系统

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