Integração Seamless de Componentes FACE-Conformes com Ambientes de Simulação

Há alguns anos, o Comitê Permanente do Workshop de Integração FACE™ introduziu o Basic Avionics Lightweight Source Archetype (BALSA), uma implementação de referência que demonstra Units of Conformance (UoCs) alinhadas com o FACE Technical Standard. BALSA serve como demonstração prática para potenciais fornecedores e integradores de software FACE, e funciona como ferramenta educacional ilustrando como Units of Portability (UoPs), UoCs e APIs FACE podem ser implementadas em plataforma alvo.

Embora BALSA inclua Transport Services Interface (TSS) básico que performa satisfatoriamente, falta ferramentas de diagnóstico — feature essencial para troubleshooting. Exploramos substituir TSS do BALSA por implementação baseada em DDS, especificamente RTI Connext DDS (https://www.rti.com/industries/face).

A substituição foi surpreendentemente direta — apenas algumas horas para trocar TSS do BALSA pelo da RTI Connext. Este sucesso confirmou objetivo de portabilidade do FACE: o novo TSS habilitou tooling completo DDS e conectividade seamless a outros componentes baseados em DDS.

Durante reunião de Membros FACE em junho 2017 (evento BITS), cinco líderes da indústria — RTI, Honeywell, TES-SAVi, Wind River e Mercury Systems — uniram forças para cross-integrar componentes alinhados FACE, validando benefícios de integração rápida prometidos pelo FACE Technical Standard 2.1. Seus resultados são documentados no FACE NAVAIR TIM Paper, "FACE Cross-Integration Successes – Honeywell, RTI, TES-SAVi, Wind River and Mercury Systems" (https://www.opengroup.us/face/documents.php?action=show&dcat=70&gdid=18823).

Também integramos RTI TSS com Harris FliteScene, solução digital moving-map de alta performance, combat-proven, que entrega situational awareness avançada para tripulações civis e militares. FliteScene oferece terrain awareness, obstacle avoidance e visão sintética 3D, e já está networked com sistemas táticos como Link-16 e ANW2 para prover common operating picture em tempo real.

A integração serviu como proof of concept para portar componente FACE-conforme para RTI TSS. Usando object files e data model fornecidos pela Harris, seguimos estes passos:

• Gerar IDL dos arquivos header DataModel.
• Usar ferramentas RTI para produzir código DDS-específico e TSS-específico.
• Criar arquivo de configuração RTI TSS.
• Linkar object files FliteScene com RTI TSS gerado e código tipo-específico.

A integração provou ser effortless; dentro de poucos dias tínhamos protótipo funcional. FliteScene aceita numerosas mensagens de controle — zoom, configurações underlay, overlay — e posiciona mapa baseado em atualizações de localização em tempo real. Múltiplas fontes de dados podem prover informação de posição, permitindo controle flexível do mapa.

Para controle intuitivo, construímos UI LabVIEW powered by RTI DDS LabVIEW Toolkit (https://www.rti.com/products/dds/labview). O framework DDS unificado permitiu UI, FliteScene e RTI TSS interoperarem seamlessly.

Buscando enriquecer input do FliteScene, exploramos acoplá-lo com ambiente de simulação. VT MAK, autoridade global em modeling e simulation, oferece VR-Exchange — tradutor universal que realiza transformação de protocolo e bridging. Sua arquitetura aberta suporta brokers customizados para diversos padrões de dados, incluindo DDS.

Transport Services Interface do FACE é projetado para suportar múltiplos padrões de transporte da indústria, notavelmente DDS.

Como tanto FliteScene quanto simulação alvo usam DDS, testamos conexão direta: ligando federate F-18 HLA ao componente FliteScene FACE-conforme. A integração foi direta e alcançada rapidamente.

Empregar DDS como transporte TSS facilita não apenas portabilidade entre componentes FACE-conformes mas também conectividade a qualquer aplicação DDS-habilitada. Para FliteScene usamos RTI TSS baseado em RTI Connext (https://www.rti.com/industries/face). No lado HLA, broker DDS VR_Exchange traduziu dados HLA em tópicos DDS. Como data model do componente FACE difere do federate F-18, tivemos que mapear entre os dois modelos. Duas estratégias primárias existem:

• Modificar broker DDS VR-Exchange para publicar tópicos que correspondam às expectativas do componente FACE.
• Configurar VR-Exchange para publicar tópicos baseados em DIS PDU e usar routing services para fazer bridge entre tópicos.

Para nosso proof-of-concept, adotamos segunda estratégia. O routing service fez bridge do tópico simpleBaseEntity do broker HLA para tópico location requerido pelo FliteScene. Adicionalmente, sistemas de coordenadas diferiam: HLA fornecia coordenadas geocêntricas, enquanto FliteScene requeria latitude/longitude. Empregamos biblioteca de transformação customizada dentro do routing service para converter entre estes formatos, resultando na arquitetura mostrada abaixo:

Para aprofundar entendimento de bridging HLA-para-DDS, RTI está colaborando com National Center for Simulation (NCS) para sediar seminário "DDS for Simulation: How the Connectivity Framework is Meeting Interoperability Challenges" em 10 de abril. Registre-se para este evento gratuito em https://www.simulationinformation.com/news/ncs-real-time-innovations-event-industry-10-apr-2018.