弹载飞行控制软件重用技术研究(2)

　　航天型号实施软件重用和推进型号软件工程化工作是相互促进的。弹载飞行控制软件开发过程一般包括：系统需求分析与设计、软件需求分析、概要设计、详细设计、软件实现、组装测试、确认测试、系统联试、验收交付、运行维护等10个阶段。实施弹载飞行控制软件重应参照航天型号软件工程化相关要求，如Q/QJA 30A2013《航天型号软件工程化要求》等，规范软件研制各阶段的技术和管理。 

　　4.2编码要求 

　　正确性、健壮性、可靠性、性能、易用性、清晰性、安全性、可扩展性、兼容性、可移植性等是软件的质量属性[7]。在软件设计过程中应全面考虑每个属性，确保型号发射成功，实施“零缺陷”的质量管理。代码编写质量越高，软件出错概率就越小，程序执行效率越高，资源余量就越大。因此，可重用构件必须充分考虑软件质量属性，设计高质量的程序模块。 

　　当前弹载飞行控制软件主要有两种变量作用域（数据类型）使用体系。全局变量参数传递和结构体类型变量进行参数传递，两种用法各有优劣。 

　　全部变量增加了函数间数据联系的渠道，如果在一个函数中改变了全局变量的值，就可能影响到其它函数。在程序设计中，模块划分要求内聚性强[6]，与其它模块的耦合性弱，而全局变量不符合这一原则。使用结构体类型数据传递参数，则可以将函数有效封闭起来，切断与外界的联系。全局变量会降低程序的清晰性，在执行各函数时都可能改变外部变量的值。而结构体数据类型可以将一组变量组织成一个组合项，能清晰反映该组变量之间的内在联系，但由于结构体变量必须使用引用的方式访问，因此代码不够简洁，调试查找不方便。 

　　因此，在建立可重用的构件库的过程中，全局变量和结构体数据类型应结合使用，发挥各自的优点，提高程序的可读性和可靠性。 

　　4.3软件测试要求 

　　可重用构件必须经过充分的软件测试，使圈复杂度、基本复杂度、扇出数、函数形参个数等指标在符合标准C语言要求的基础上，满足（GJB53692005）《航天型号软件C语言安全子集》、（GJBZ1412004）《军用软件测试指南》等规范，以及相关军种软件编码标准要求。弹载飞行控制软件安全关键等级一般为A级，动态度量指标应满足修正语句覆盖率、条件覆盖率和条件判断覆盖率（MC/DC）均为100%的要求。 

　　测试人员在做静态测试时，经常遇到单个函数代码行数超过200行的情况，很难满足动态测试覆盖率指标要求。对于复杂算法的模型文件，软件开发人员应按照算法功能模块将代码拆分并封装成几个子函数。这样，既增强了程序的可读性，也利于测试，否则很难达到100%的覆盖率指标要求。动态指标中的MC/DC覆盖率对代码分支判断程序结构设计要求很高，可重用构件应满足MC/DC覆盖率指标100%的要求。 

　　4.4硬件设计要求 

　　弹载计算机硬件环境及外围环境直接影响底层驱动软件能否重用。 

　　当前各型号弹载计算机硬件平台不尽相同，有C32、C6000和C28XX系列等，有的是单CPU系统，有的是多CPU系统。目前同一领域的导弹弹载计算机硬件DSP基本已经统型，外围接口也基本一致。 

　　随着导弹不断小型化，计算机硬件设计也向一体化和小型化方向发展。即采用一体化设计的飞行控制设备，制导、导引和引战等系统实现一体化设计。因此，要求硬件环境和外围环境的变化不会对重用产生影响，即要求弹载计算机在“多合一”前后硬件电路功能和底层驱动软件不变，实现底层驱动软件构件的可重用。 

　　4.5其它要求 

　　（1）命名规范。可重用构件的函数和变量命名应该规范化，例如全局变量和局部变量应有明显可区分标识，变量名中应包含变量类型缩写和度量单位缩写，并区分大小写。 

　　（2）文件结构清晰。文件结构主要包含源文件（.c文件）和头文件（.h文件），也可以理解为软件的“框架”[7]。框架作为构件的一种，其源文件和头文件所包含的元素应该分类定义在不同的.c和.h中，且顺序（结构）合理。例如，弹载飞行控制软件中的模型、协议、底层驱动程序按不同功能模块安排在不同源文件中，而头文件则包括外部变量及全局函数声明、常量及宏定义、全局函数原型等。合理的软件框架也有利于使用自动化软件测试工具进行单元测试。 

　　5结语 

　　弹载飞行控制软件重用的理想状态是，在新软件研制过程中可以直接使用被重用的构件，研制技术流程不进行需求分析、软件设计、编码、单元测试、组装测试、确认测试、软件评测等重复工作；软件开发人员有更多精力开展验证、开发管理、软件自动生成等关键性技术工作；促进弹载飞行控制软件研制走上具有航天特色的软件产品化、标准化之路，建立现代工业流水线生产模式的弹载飞行控制软件研制工厂。 

　　参考文献参考文献： 

　　[1]孟小丰，马卫华，控制系统飞行控制软件重用技术研究[J]. 航天控制，2006（6）：8183. 

　　[2]郭坚，叶志玲，陆岚，星载软件复用技术探讨[J]. 计算机测量与控制，2007.15（4）：541543. 

　　[3]李梦宇，彭攀，星载软件重用技术研究[J]. 上海航天，2011（5）：6367. 

　　[4]李楠.基于特征的领域工程及构件技术应用研究[D].成都：西南交通大学，2013. 

　　[5]刘正高，启动软件重用库工程，推进航天型号软件标准化[J]. 航天标准化，1999（2）：58. 

　　[6]谭浩强，C语言程序设计教程[M]，北京：清华大学出版社，2007. 

　　[7]林锐，韩永泉，高质量程序设计指南——C++/C语言[M]. 北京：电子工业出版社，2007. 

　　[8]刘杰，软件重用技术及在航天飞行软件中的应用[J]. 载人航天，2008（3）：6064. 

　　[9]马永杰，蒋兆远，张燕，基于功能构件的软件复用方法[J]. 计算机应用与软件，2009（8）：7577. 

　　[10]张选刚，刘如松，软件复用在航空嵌入式软件测试中的应用研究[J]. 航空计算技术，2009（5）：8791.