高效管理，一器搞定——GCAir硬件管理器助力半实物仿真

引  言

在现代工业领域，复杂装备的半实物仿真测试已成为验证系统可靠性的关键环节。无论是航空航天的飞行控制系统，还是汽车电子的自动驾驶模块，工程师们都需要通过半实物仿真确保系统在极端工况下的性能。然而，随着仿真规模的扩大和复杂度的增加，管理难题逐渐显现：

设备规模爆炸式增长：某航空发动机测试项目中，单次仿真需部署12台实时机、56块板卡，涉及数百个I/O通道和总线接口，而通信系统则需要稳定的网络通信和数据传输。

实时监控的难度：在某电子系统集群仿真测试中，需要实时监控每台实时机和每块板卡的运行状态，包括CPU使用率、内存使用率、板卡工作状态等。由于设备数量多，监控数据量大，传统监控工具难以实现全面、实时的监控。

集群监控的盲区：某汽车自动驾驶集群测试中，因单点板卡故障导致整网通信瘫痪，由于设备众多很难及时发现并定位异常设备，导致排查耗时长达4小时之久。

这些痛点让工程师们意识到：仿真技术的瓶颈已从算法精度转向硬件资源管理效率。而今天要介绍的GCAir硬件管理器，正是为破解这些难题而生。

GCAir硬件管理器是GCAir系统仿真测试验证一体化平台中的功能模块之一，专注于半实物仿真中的实时机及其硬件资源管理。它通过资源配置和资源监控两大核心功能，帮助用户实现对实时机及其内部资源板卡的高效管理，确保仿真系统的高效运行。

在复杂装备的半实物仿真场景中，硬件管理器如同“神经中枢”般存在：

在半实物仿真中，实时机及其内部资源板卡的配置是仿真系统搭建的基础。GCAir硬件管理器的资源配置功能，支持用户快速、灵活地部署实时机及其内部板卡资源。

实时机管理：硬件管理器支持对多台实时机进行统一管理。用户可以通过图形化界面，快速添加、删除或配置实时机，进行单独或批量的对实时机进行关机或重启以及仿真引擎的控制。

图 1关闭和重启所有实时机

板卡资源配置：实时机内部的板卡资源（如UART卡、A429卡、反射内存卡等）是半实物仿真系统的核心组成部分。硬件管理器支持对各类板卡进行资源配置（如：日志配置、激励设置、通道设置等），用户可以根据仿真需求，灵活分配板卡资源，确保每个板卡都能在仿真过程中发挥其最大效能。

仿真场景配置：硬件管理器支持多仿真场景的快速切换。用户可以根据不同的测试需求，预先配置好实时机及其板卡的资源分配方案，并在仿真试验阶段中快速切换，极大提高了仿真效率。

在半实物仿真过程中，实时监控实时机及其板卡的运行状态是确保仿真系统稳定性的关键。GCAir硬件管理器的资源监控功能，能够对实时机的资源及其内部板卡工作状态进行实时监控。

实时机资源监测：硬件管理器支持对多台实时机资源进行实时监测，涵盖CPU使用率、内存使用率和存储占用率等关键指标。通过直观的可视化界面，用户可实时掌握设备运行状态，及时发现并解决潜在问题，确保仿真系统的高效稳定运行，为复杂系统测试提供可靠保障。

图 3 实时机资源监测

板卡资源状态反馈：该功能可全面查看实时机设备内各接口板卡的基本信息：包括类型、通道数量、厂商等，并实时检测反馈其工作状态。用户能够随时掌握板卡运行情况，及时发现异常，确保板卡在仿真过程中稳定运行，为系统的高效运作提供有力保障，助力复杂仿真任务的顺利开展。

图 4 板卡基本信息

图 5 板卡实时工作状态

GCAir硬件管理器功能广泛应用于多个领域的半实物仿真测试中，为复杂系统的开发和验证提供了强有力的支持。以下是几个典型应用场景：

工业自动化：应对设备规模爆炸式增长

在某智能制造产线的HIL测试中，需要模拟整个生产线的自动化控制系统，包括机器人、传感器、执行器等多个子系统。传统管理方式难以应对24台实时机和96块I/O板卡资源的复杂配置，容易导致配置错误和时间浪费。GCAir硬件管理器通过统一资源管理功能，实现了对这些设备的快速配置和批量操作，确保了产线控制算法的实时性和稳定性，有效解决了设备规模爆炸式增长带来的管理难题。

航空航天：提升繁琐场景切换的效率

在某无人机飞行控制与管理系统的适航性测试验证中，需要在不同飞行状态（如起飞、巡航、降落等）之间快速切换。传统方式下，每次切换场景都需要手动修改硬件设备资源，耗时且容易出错，严重影响仿真效率。GCAir硬件管理器通过对多种场景硬件资源配置预设置，实现了对硬件资源的高效管理。用户可以根据不同的飞行状态，预先配置好硬件资源，不同场景只需启动不同的硬件测试场景，无需手动修改硬件设备资源，极大地提高了仿真效率和安全性。

能源电力：消除集群监控的盲区

在某智能电网的HIL测试中，需要实时监控电网的运行状态。由于涉及8台实时机及其内部32块通信板卡资源，传统监控工具难以实现全面、实时的监控，容易出现监控盲区，导致潜在问题无法及时发现。GCAir硬件管理器通过实时资源监控功能，提供了直观的可视化界面，实时掌握每台实时机和每块板卡的运行状态，及时发现并解决潜在问题，确保电网仿真测试的高效性和可靠性，消除了集群监控的盲区。

GCAir硬件管理器作为GCAir平台的核心功能模块之一，专为半实物仿真设计，能够高效管理实时机及其内部各个通讯板卡资源。通过资源配置和资源监控两大功能，硬件管理器不仅能够帮助用户快速搭建仿真系统，还能确保仿真过程的稳定性和可靠性。

高效管理，一器搞定——GCAir硬件管理器，助力半实物仿真，赋能复杂装备系统研制！