半实物仿真及硬件在回路系统仿真平台主要面向航空、航天、船舶、电子、兵器、汽车等领域的科研单位、高校和企业，是北京唐诚朗风公司根据用户不同的仿真、测试需求而定制的专业半实物仿真平台，通过对HILworks半实物仿真平台的配置， 主要实现以下功能：

• Rapid Prototyping
  快速原型
• Processor-In-The-Loop
  处理器在回路仿真测试
• Hardware-In-The-Loop
  硬件在回路仿真测试

1．概述

    上图是一般系统仿真测试的流程图。在系统的设计阶段，大多利用计算机进行数学仿真实验，这样修改、变换模型比较方便和经济。在部件研制阶段，用已研制的实际部件或子系统去代替部分计算机仿真模型进行半实物仿真实验，以提高仿真实验的可信度。在系统研制阶段，则进行半实物仿真实验，以修改各部件或子系统的结构和参数。在个别情况下，可进行全物理的仿真实验，这时计算机仿真模型全部被物理模型或实物所代替。由图可以看出，在复杂系统设计中，除了前期的数学仿真过程，没有使用半实物仿真技术，在后面的部件研制，子系统研制及系统研制阶段都大量使用半实物仿真测试技术。

2．系统平台结构

    HILworks半实物仿真测试工程定制平台采用常用的C/S结构如图2所示。

图2：HILworks系统结构

    HILworks平台核心为采用COTS结构的硬件系统，硬件系统采用运算能力强的CPU进行实时运算，用户最终生成的控制代码就运行在此硬件系统上，为保证系统实时性，软件采用嵌入式实时操作系统VxWorks。
    HILworks平台主控计算机运行matlab/Simulink及HILworks平台配置和监控软件，帮助用户简化半实物仿真过程，提高开发效率。主控计算机通过一条串口线和一根网线与HILworks平台硬件系统连接，串口负责监视仿真机的输出，以太网进行实时配置和监控。
    作为一套完整的半实物仿真平台，HILworks软硬件设计都采用COTS形式，它拥有自动生成代码，下载及监控软件，还有灵活扩展的COTS硬件。

3．系统平台组成
    HILworks平台是在COST产品的基础上，根据不同用户的需求定制的专业系统仿真和测试平台，它由以下软硬件部分组成：

3.1 软件平台

    平台的操作系统采用VxWorks和Windows，建模工具支持Matlab和C/C++,嵌入式实时开源数据库采用BerkeleyDB。 该平台可以为用户的VxWorks和Matlab应用提供可伸缩性的、高性能的、有事物保护功能的、开源的嵌入式数据管理服务、打通操作系统和控制、仿真专业平台的数据通道，提供完整的控制、仿真数据流和系统平台整体解决方案。

    主要基于下列工具软件：

• Matlab/Simulink: 主要进行系统建模，设计及数学仿真
• RTW：用来从方框图生成C代码
• Berkeley：提供源码开放的实时嵌入式数据库管理
• vxWorks：嵌入式实时操作系统
• HILworks平台Matlab接口软件： 实现HILworks与Matlab的无缝接口
• HILworks平台vxWorks驱动软件：硬件的vxWorks驱动
• HILworks平台管理软件：半实物仿真平台的控制管理软件
  

3.2 硬件平台
    半实物仿真测试平台采用COTS（Commercial-off-the-shelf商业现货）架构的硬件系统。COTS形式是目前使用广泛的一种商业形式，它的好处是在市场上随时可以买到现货，购置，维修，替换和升级非常方便，成本也相对低廉，并且通过适当的加固，COTS产品就可以在国防军工中直接使用，美国海军从80年代后期就使用加固的COTS产品。
    由于COTS的产品非常的丰富，足有上千种，根据其总线形式和CPU类型，可以进行适当的区分，而HILworks可以支持大部分的COTS形式产品。

• 总线形式
  HILworks 平台支持目前常用的总线VME/CPCI/PCI，
• 处理器
  处理器是HILworks半实物仿真平台的核心部分，他是系统运算和控制中心，嵌入式操作系统vxworks和生成的控制算法就运行在主控处理器上。目前COTS形式的处理器主要有两种：PowerPc系列和X86系列
• 其他IO模块
  目前几乎所有的IO板卡，都有基于COTS形式的产品，HILworks半实物仿真平台根据实际需求，提供以下类型的IO模块的支持：
      A/D模块
      D/A 模块
      DIO模块
      Timer定时器模块
      CAN总线模块
      Serial 串口通讯模块
      1553B总线模块
      ARINC429总线模块
      实时反射内存传输模块