本發(fā)明涉及一種嵌入式計算機性能測評方法，特別是涉及一種飛控嵌入式計算機性能測評方法。

背景技術(shù)：

文獻(xiàn)“用于嵌入式計算機性能評測技術(shù)及其方法研究，現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，Vol31(14)，p49-54”公開了一種基于E3S評測基準(zhǔn)的嵌入式計算機測評方法。該方法對嵌入式計算機的計算能力進(jìn)行了測試，還包括通過E3S測試基準(zhǔn)對嵌入式計算機的分配、指派、調(diào)度能力進(jìn)行測試，但其存在缺乏對飛控計算機所特有的各個分系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的測試與分析的問題，如沒有信號處理性能測試、應(yīng)用與邏輯運算性能測試等。并且文獻(xiàn)中的方法缺少綜合評價體系，無法對飛控嵌入式計算機性能給出整體層面的評價。

綜上所述，現(xiàn)有的飛控嵌入式計算機性能測試方法存在測試內(nèi)容不全面、缺少針對性、沒有綜合測試評價體系的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有嵌入式計算機性能測評方法綜合測試評價能力差的不足，本發(fā)明提供一種飛控嵌入式計算機性能測評方法。該方法構(gòu)建具有針對性的全面測試指標(biāo)體系，對需要進(jìn)行測試的飛控嵌入式系統(tǒng)給予綜合評價。該方法針對飛控計算機的系統(tǒng)要求和特點，提出了處理器性能指標(biāo)、存儲器性能指標(biāo)、I/O性能指標(biāo)、同步處理性能指標(biāo)、信號處理指標(biāo)、數(shù)字信號處理、應(yīng)用與邏輯運算指標(biāo)和控制與顯示性能指標(biāo)等8個指標(biāo)。運行這8個指標(biāo)的測試程序，分別得到對應(yīng)的測試結(jié)果；隨后把這8個測試結(jié)果放入綜合評價體系中，通過二次評價權(quán)重分配法和限界極差變換法的變換與計算得到整個飛控嵌入式計算機的性能分?jǐn)?shù)，綜合測試評價能力強。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種飛控嵌入式計算機性能測評方法，其特點是包括以下步驟：

步驟一、針對處理器性能指標(biāo)，測試CPU的MIPS和MFLOPS值。

MIPS＝Num1/time (1)

MFLOPS＝Num2/(time2-time1) (2)

式中，MIPS表示每秒處理的百萬級的機器語言指令數(shù)，Num1表示測試程序執(zhí)行指令數(shù)，time表示MIPS測試程序函數(shù)體執(zhí)行時間；MFLOPS表示每秒百萬個浮點操作，Num2表示測試程序浮點指令執(zhí)行數(shù)，(time2-time1)表示測試程序執(zhí)行時間。

步驟二、進(jìn)行I/O性能測試，通過改變文件的大小和數(shù)量，測試數(shù)據(jù)的傳輸讀/寫速率以及讀/寫傳輸延遲。

步驟三、進(jìn)行包括緊密同步、幀同步以及異步運行三種方式的同步性能測試，將整個任務(wù)周期開始時需要進(jìn)行的同步處理過程整體時間作為一個性能指標(biāo)，其值為：任務(wù)周期同步平均時間＝兩次握手同步平均時間+失步概率*失步處理平均時間。

步驟四、應(yīng)用與邏輯運算性能測試，包括插值計算和矩陣運算。插值計算分為線性內(nèi)插和非線性內(nèi)插，矩陣運算分為初始化、矩陣乘法、矩陣的轉(zhuǎn)置和矩陣相加減。

步驟五、存儲器性能測試包括速率測試和傳輸時延測試。在測試時分別傳輸大文件和小文件，并且分別設(shè)置不同的數(shù)據(jù)塊大小進(jìn)行測試。傳輸時延測試采用兩次傳輸時間差的方法：

T＝2*time1-time2 (3)

式中，T表示存儲器傳輸時延，time1為file1傳輸時間，time2為file2傳輸時間，其中file2的大小是file1的兩倍，且其中的內(nèi)容也是file1中內(nèi)容的兩份拷貝，并且令file1和file2均剛剛占滿整個數(shù)據(jù)塊。

步驟六、進(jìn)行數(shù)字信號處理，首先通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號從模擬域轉(zhuǎn)換至數(shù)字域，交由數(shù)字處理器進(jìn)行處理，之后其輸出結(jié)果通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器從數(shù)字域轉(zhuǎn)換至模擬域。選取以下數(shù)字信號處理算法對數(shù)字信號處理器的性能進(jìn)行測評：sinc插值運算、遞歸濾波運算、離散余弦變換運算和快速傅里葉變換運算。

步驟七、飛控系統(tǒng)信號處理，包括數(shù)字量和離散量的信號監(jiān)控。計算數(shù)字信號監(jiān)控平均時間：

Time1＝∑(P_i*time_i/m)，i∈[1,7] (4)

及離散信號量監(jiān)控平均時間：

Time2＝∑(Q_k*time_k/n)，k∈[1,6] (5)

式中，Time1表示數(shù)字量信號監(jiān)控平均時間，P_i表示7種類別的輸入信號分別對應(yīng)的出現(xiàn)概率，m＝7表示數(shù)字信號量監(jiān)控處理有7個類別；Time2表示離散信號量監(jiān)控平均時間，Q_k表示6種類別的離散量輸入信號分別對應(yīng)的出現(xiàn)概率，n＝6表示離散信號量監(jiān)控處理中的6個類別。

步驟八、進(jìn)行飛控嵌入式計算機控制/顯示相關(guān)性能測試，包括三角形填充率、像素填充率、顯存讀速度/寫速度、顏色空間變換、圖像旋轉(zhuǎn)變換5個測試項。使用三角形填充圖形，根據(jù)需要的填充三角形數(shù)量和繪圖所用時間計算填充速率；利用函數(shù)繪制一個長矩形條，矩形條按照設(shè)定角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；用單位三角形去填充長矩形條，從而獲得單位時間填充的三角形生成數(shù)量，而每個三角形所占用的像素大小已知，得到飛控嵌入式計算機系統(tǒng)的像素填充率；接著測試顯存的讀速度和寫速度；將RGB顏色空間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為彩印使用的CMY(K)顏色空間、XYZ顏色空間和HSL顏色空間，計算得到色彩空間變換時間；計算圖像中各個像素點旋轉(zhuǎn)后坐標(biāo)，通過這種方法對標(biāo)準(zhǔn)bmp圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，得到旋轉(zhuǎn)一次的時間

x₁＝d cos(b-a)＝d cos b cos a+d sin b sin a＝x₀ cos a+y₀ sin a (6)

y₁＝d sin(b-a)＝d sin b cos a-d cos b sin a＝-x₀ sin a+y₀ cos a (7)

式中，(x₀,y₀)為像素點原始坐標(biāo)，(x₁,y₁)為像素點旋轉(zhuǎn)后坐標(biāo)，該像素點與原點之間連線與水平軸的夾角為b，圖像旋轉(zhuǎn)角度為a，d表示該像素點距離圖像中心的距離。

步驟九、將步驟一至步驟八得到的測試結(jié)果放入綜合評價體系中的應(yīng)用限界極差變換法。權(quán)重總和為100，從第j個性能模塊對應(yīng)的n位專家給出的n個評估值中剔除掉最小值與最大值，將剩下的n-2個評估值的期望值作為該性能模塊的待定權(quán)重W_j值為：

以及各測試指標(biāo)所有性能權(quán)重值之和H_j為：

接著從n位專家對某性能指標(biāo)做出的權(quán)重評估值數(shù)組中，剔除最小值和最大值，剩下n-2個權(quán)重評估值的期望值即為該性能指標(biāo)在該模塊內(nèi)部的權(quán)重值w_j為：

在整個飛控嵌入式系統(tǒng)中，第i個模塊的第j個性能指標(biāo)在整體系統(tǒng)中的最終權(quán)重值h_ij可由w_j和H_i相乘得到：

h_ij＝w_j×H_i (11)

式中，X_j表示所有專家針對第j個性能模塊進(jìn)行評估的評估值構(gòu)成的已從小到大排序的數(shù)組，由于最小值X_j[0]與最大值X_j[n-1]已經(jīng)被剔除，因此只需通過剩余n-2個評估值求得第j個性能模塊的待定權(quán)重值；第j個性能模塊的待定權(quán)重值為W_j；接著從n位專家對某性能指標(biāo)做出的權(quán)重評估值數(shù)組中，剔除最小值和最大值，剩下n-2個權(quán)重評估值的期望值即為該性能指標(biāo)在該模塊內(nèi)部的權(quán)重值w_j，x_i表示第i位專家給出的第j個性能指標(biāo)在其所在模塊內(nèi)部所占的權(quán)重評估值。

步驟十、根據(jù)得到的權(quán)重，通過限界差值法進(jìn)行無量綱化。關(guān)于正向指標(biāo)，其無量綱化過程為

以及負(fù)向指標(biāo)，其無量綱化過程為：

通過new_ij和h_ij相乘得到飛控嵌入式計算機進(jìn)行綜合評價所得結(jié)果Score：

式中，num_i表示第i個模塊中的性能指標(biāo)的個數(shù)，new_ij表示第i個模塊中第j個性能指標(biāo)經(jīng)測試之后，再經(jīng)過指標(biāo)無量綱化轉(zhuǎn)換成的測量值，h_ij表示第i個模塊中第j個性能指標(biāo)在系統(tǒng)中占據(jù)的權(quán)重值。

本發(fā)明的有益效果是：該方法構(gòu)建具有針對性的全面測試指標(biāo)體系，對需要進(jìn)行測試的飛控嵌入式系統(tǒng)給予綜合評價。該方法針對飛控計算機的系統(tǒng)要求和特點，提出了處理器性能指標(biāo)、存儲器性能指標(biāo)、I/O性能指標(biāo)、同步處理性能指標(biāo)、信號處理指標(biāo)、數(shù)字信號處理、應(yīng)用與邏輯運算指標(biāo)和控制與顯示性能指標(biāo)等8個指標(biāo)。運行這8個指標(biāo)的測試程序，分別得到對應(yīng)的測試結(jié)果；隨后把這8個測試結(jié)果放入綜合評價體系中，通過二次評價權(quán)重分配法和限界極差變換法的變換與計算得到整個飛控嵌入式計算機的性能分?jǐn)?shù)，綜合測試評價能力強。

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

具體實施方式

本發(fā)明飛控嵌入式計算機性能測評方法具體步驟如下：

基礎(chǔ)指標(biāo)模塊包括處理器性能指標(biāo)、I/O性能指標(biāo)、同步處理性能指標(biāo)、應(yīng)用與邏輯運算性能指標(biāo)、存儲性能指標(biāo)、數(shù)字信號處理性能指標(biāo)、信號處理性能指標(biāo)、控制與顯示性能指標(biāo)等8個指標(biāo)。

1、處理器性能指標(biāo)方法。

處理器性能指標(biāo)包括定點指令操作性能和浮點指令操作性能。定點性能主要通過MIPS體現(xiàn)，浮點性能通過MFLOPS體現(xiàn)。MIPS是最能體現(xiàn)定點指令操作的指標(biāo)，即單字長定點指令平均執(zhí)行速度，所謂單字長定點指令，指的是指令長度為一個字長且用來處理定點數(shù)的指令，MIPS也可以理解為每秒處理的百萬級的機器語言指令數(shù)。MIPS的指令格式只有3種：R指令、I指令以及J指令。相關(guān)的指令包括：算術(shù)運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)傳送、條件轉(zhuǎn)移、特殊指令、例外指令等。首先，獲取當(dāng)前系統(tǒng)時間time；隨后，進(jìn)入循環(huán)體開始執(zhí)行。得到的MIPS為

MIPS＝Num1/time (1)

MFLOPS，指每秒百萬個浮點操作，這也是衡量計算機系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)之一。相同的程序在不同的計算機系統(tǒng)上運行，往往會執(zhí)行不同數(shù)量的指令數(shù)，但是卻會處理相同個數(shù)的浮點數(shù)，因此，選用這個指標(biāo)是有一定的可靠性的。

根據(jù)此定義，本文測量MFLOPS的方法如下

MFLOPS＝Num2/(time2-time1) (2)

首先獲得當(dāng)前獲取當(dāng)前系統(tǒng)時間time1；依次對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)指令操作數(shù)量為Num2；最后，獲取當(dāng)前系統(tǒng)時間time2；

2、I/O性能測試方法。

I/O性能指標(biāo)主要針對讀寫磁盤的速率。數(shù)據(jù)塊的大小對數(shù)據(jù)傳輸速率及硬盤性能的影響、文件大小在緩存模式下對數(shù)據(jù)傳輸速率及硬盤性能的影響、數(shù)據(jù)的延遲寫對測試結(jié)果的影響、傳輸大量小文件時，小文件數(shù)量及大小的變化對數(shù)據(jù)傳輸速率及硬盤性能的影響等等。在不改變其它變量因子(例如小文件數(shù)量、小文件大小等)的前提下，改變指定的變量，分別測試順序讀/寫速度。根據(jù)參數(shù)指定數(shù)據(jù)塊的大小并創(chuàng)建指定大小的大文件并設(shè)置為非緩存模式。獲取當(dāng)前系統(tǒng)時間，計算數(shù)據(jù)塊數(shù)量，并開始執(zhí)行寫入文件操作，直至大文件都已被寫入，再次獲取當(dāng)前系統(tǒng)時間，計算得到寫入操作耗費總時間。刪除測試過程中新創(chuàng)建的大文件，釋放資源并計算得到該次測試中得到的順序讀/寫速度。接著計算隨機讀/隨機寫速度，測試中應(yīng)采用非緩存模式，因為緩存模式下進(jìn)行隨機讀/寫操作時，可能會先將相關(guān)存儲數(shù)據(jù)放在緩沖區(qū)中，這將導(dǎo)致測得的結(jié)果與實際不符。其次，進(jìn)行隨機讀/寫，需要隨機數(shù)的介入，為了保證結(jié)果的真實性，每次采用的隨機數(shù)應(yīng)該沒有相關(guān)性，本方法通過C語言中的srand函數(shù)，以系統(tǒng)當(dāng)前時間作為隨機種子產(chǎn)生隨機數(shù)保證獲取隨機數(shù)的真實有效性。另外，數(shù)據(jù)塊的大小對隨機讀/寫速度指標(biāo)也會產(chǎn)生影響，因此針對不同的數(shù)據(jù)塊大小分別進(jìn)行測試很有必要。

3、同步性能測試方法。

同步機制在飛控嵌入式計算機中有很重要的作用。特別是在多余度飛控嵌入式計算機中，同步機制用來保持多通道數(shù)據(jù)一致以及任務(wù)周期同步等。主要有3種同步方式：緊密同步、幀同步以及異步運行方式。其中，幀同步在飛控嵌入式計算機應(yīng)用最為廣泛。因此，針對飛控嵌入式計算機的同步機制測試主要有2個基準(zhǔn)指標(biāo)：兩次握手同步平均時間以及失步處理平均時間。在實際運作過程中，這三個指標(biāo)的浮動性比較大。因此，只能采用多次測量取平均值的測試方法。同時三者與同步處理整體時間是有一定邏輯關(guān)系的。兩次握手同步平均時間直接決定同步處理過程的基準(zhǔn)時間，失步概率與失步處理平均時間則決定了整個同步處理過程除去基準(zhǔn)處理時間之外的額外處理時間。本方法把整個任務(wù)周期開始時需要進(jìn)行的同步處理過程整體時間作為一個性能指標(biāo)，其值為：任務(wù)周期同步平均時間＝兩次握手同步平均時間+失步概率*失步處理平均時間。

4、應(yīng)用與邏輯運算性能測試方法。

插值法根據(jù)相關(guān)數(shù)學(xué)函數(shù)特性，可分為線性內(nèi)插、非線性內(nèi)插等，其中最基本的是線性函數(shù)的內(nèi)插法。在飛控嵌入式計算機中，為了控制飛行姿態(tài)，會涉及到大量的矩陣運算。矩陣相關(guān)的運算很多，但其基本運算有如下幾種：矩陣初始化、矩陣乘法、矩陣的轉(zhuǎn)置、矩陣相加、矩陣相減等等。飛控嵌入式計算機在控制飛行姿態(tài)過程中，涉及到空間方位矩陣等大部分三階矩陣，因此設(shè)計測試指標(biāo)時選用三階矩陣進(jìn)行測試。調(diào)用矩陣運算函數(shù)、進(jìn)行矩陣運算、返回結(jié)果。測試過程中，首先創(chuàng)建兩個包含90000個元素的數(shù)組，之后每次執(zhí)行原語操作時，運算指針向后偏移9個元素，依次進(jìn)行矩陣運算，最后，取均值，得測評結(jié)果。

5、存儲性能測試方法。

數(shù)據(jù)傳輸速率，決定了存儲器模塊與飛行控制計算機分系統(tǒng)中其它模塊通信的速度；存儲器延遲決定了飛行控制計算機分系統(tǒng)的反應(yīng)速度。在傳輸不同大小的文件時，其數(shù)據(jù)傳輸速率是變化的。另外，數(shù)據(jù)塊的大小也將影響數(shù)據(jù)傳輸速率。因此，本測試方法針對該指標(biāo)，分為傳輸大文件和小文件的情況，且分別設(shè)置不同的數(shù)據(jù)塊大小進(jìn)行測試。

除了存儲器的數(shù)據(jù)傳輸速率，還有存儲器延遲指標(biāo)，它是指處理器向存儲器發(fā)出相關(guān)指令后，存儲器在真正執(zhí)行相關(guān)操作之前需要等待的時間。在實際測試過程中，很難直接得到存儲器延遲時間，本文采用測試兩次傳輸時間差的方法來測試傳輸延遲時間。在一次測試過程中，傳輸兩個大文件file1和file2，其中file2的大小是file1的兩倍，且其中的內(nèi)容也是file1中內(nèi)容的兩份拷貝，并且令file1和file2均剛剛占滿整數(shù)個數(shù)據(jù)塊。假設(shè)file1傳輸時間為time1，file2傳輸時間為time2，兩個文件的傳輸過程中，time2只比time1多了一部分無需延遲的file1文件的數(shù)據(jù)傳輸時間。則單次測得的傳輸延遲為：

T＝2*time1-time2 (3)

為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，在復(fù)制文件時，復(fù)制程序中有限速項，確保在傳輸這兩個文件時，實際傳輸過程中的傳輸速度是一致的。

6、數(shù)字信號處理性能測試方法。

傳感器分系統(tǒng)需要對大量的連續(xù)模擬信號進(jìn)行測量或濾波，即數(shù)字信號處理。首先通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號從模擬域轉(zhuǎn)換至數(shù)字域，交由數(shù)字處理器進(jìn)行處理，之后其輸出結(jié)果通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器從數(shù)字域轉(zhuǎn)換至模擬域。本方法通過選取以下幾種飛控嵌入式計算機中常用到的數(shù)字信號處理算法來對數(shù)字信號處理器的性能進(jìn)行測評：sinc插值運算、遞歸濾波運算、離散余弦變換運算、快速傅里葉變換運算。

7、飛控信號處理性能測試方法。

飛控嵌入式計算機中，在進(jìn)行信號采集時，涉及到很多信號處理。另外，根據(jù)典型軟件組成及其容量比例可知，測試與表決軟件占飛控嵌入式計算機中總軟件存儲需求的20％，可見，信號處理相關(guān)性能指標(biāo)在飛控計算機中的重要性。本方法主要根據(jù)數(shù)字量和離散量的信號監(jiān)控來進(jìn)行信號處理相關(guān)性能的測評。

分別選取數(shù)字量和離散量信號監(jiān)控平均時間作為信號監(jiān)控相關(guān)性能指標(biāo)。根據(jù)數(shù)字量和離散量信號監(jiān)控算法，對信號進(jìn)行監(jiān)控所需要的時間取決于有效信號的個數(shù)。必須在大量測試的基礎(chǔ)上，根據(jù)有效信號個數(shù)來計算信號監(jiān)控平均時間。

數(shù)字量信號監(jiān)控的處理過程中，共有7種情況的出現(xiàn)，在飛控嵌入式計算機運行過程中，這7種情況分別對應(yīng)各自出現(xiàn)的概率：P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7。各種情況下所需要的數(shù)字量信號監(jiān)控時間不一致。

數(shù)字量信號監(jiān)控平均時間

Time1＝∑(P_i*time_i/m)，i∈[1,7] (4)

離散量信號監(jiān)控平均時間測試方法與上述測試方法類似。離散量信號監(jiān)控的處理過程中，共有6種情況的出現(xiàn)，在飛控嵌入式計算機運行過程中，這7種情況分別對應(yīng)各自出現(xiàn)的概率：Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。各種情況下所需要的離散量信號監(jiān)控時間不一致。

離散量信號監(jiān)控平均時間

Time2＝∑(Q_k*time_k/n)，k∈[1,6] (5)

8、控制/顯示相關(guān)性能測試方法。

在飛控嵌入式計算機中，要顯示和控制飛行姿態(tài)，必須選用具備3D顯示性能的顯卡，因此，本文選用三角形填充速率性能指標(biāo)。本方法采用的三角形填充率測評算法是通過在繪圖窗口中繪制圖形，并使用三角形填充圖形，根據(jù)需要的填充三角形數(shù)量和繪圖所用時間計算填充速率。用函數(shù)繪制一個長矩形條，矩形條按照設(shè)定角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；用單位三角形去填充長矩形條，從而獲得單位時間填充的三角形生成數(shù)量，而每個三角形所占用的像素大小已知，得到飛控嵌入式計算機系統(tǒng)的像素填充率。顯存帶寬指顯示芯片與顯存之間的數(shù)據(jù)傳輸速率，最基本的單位是字節(jié)/秒。飛控嵌入式計算機的控制/顯示分系統(tǒng)中，顯存帶寬直接決定了人機交互界面中機器對人反饋信息以及該分系統(tǒng)與存儲器之間數(shù)據(jù)交換的速度。我們將顯存帶寬性能指標(biāo)進(jìn)一步劃分為顯存讀速度指標(biāo)與顯存寫速度指標(biāo)。顏色空間也稱彩色模型，它的用途是在某些標(biāo)準(zhǔn)下用通?？山邮艿姆绞綄︻伾右哉f明，實際應(yīng)用中，大多數(shù)彩色模型都是面向硬件或面向應(yīng)用的。從提出顏色空間的概念到有上百種不同的彩色模型，其中的大多數(shù)專用于某一領(lǐng)域。本方法將RGB顏色空間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為彩印使用的CMY(K)顏色空間、XYZ顏色空間和HSL顏色空間的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計上述轉(zhuǎn)換過程所需時間來評價嵌入式計算機的圖像顏色空間轉(zhuǎn)換性能。圖像旋轉(zhuǎn)一般以其中心為原點進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，即將所有像素點旋轉(zhuǎn)相等的角度。因此，旋轉(zhuǎn)過程中，隨著所有像素點位置的變化，圖像的大小、長寬等也會發(fā)生相應(yīng)變化，假設(shè)原圖像中某像素點坐標(biāo)為(x₀,y₀)，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)之后，該像素點坐標(biāo)變?yōu)?x₁,y₁)，同時設(shè)原圖像中，該像素點與原點之間連線與水平軸的夾角為b，圖像旋轉(zhuǎn)角度為a，則該像素點的新位置坐標(biāo)為

x₁＝d cos(b-a)＝d cos bcos a+d sin b sin a＝x₀ cos a+y₀ sin a (6)

y₁＝d sin(b-a)＝d sinb cos a-d cos b sin a＝-x₀ sin a+y₀ cos a (7)

結(jié)合上述公式，通過對某標(biāo)準(zhǔn)bmp圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，可得圖像旋轉(zhuǎn)變換性能指標(biāo)。

9、綜合評價方法。

綜合評價模塊主要通過綜合評價體系對飛控嵌入式計算機性能進(jìn)行整體評價。其核心為兩部分，分別是二次評價權(quán)重分配法和限界極差變換法。

1)二次評價權(quán)重分配法。首先n位專家針對各個性能模塊：CPU模塊、控制/顯示分系統(tǒng)模塊、DSP模塊、存儲器模塊、I/O模塊、應(yīng)用與邏輯運算模塊、同步處理模塊、信號處理模塊等8個模塊在互不干擾的前提下，以100為總權(quán)重，分別給出8個模塊在系統(tǒng)中占據(jù)的指標(biāo)權(quán)重值，即每位專家給出的權(quán)重值相加，值為100。例如第i位專家可以給出這樣的評估數(shù)組：

(A_i，B_i，C_i，D_i，E_i，F(xiàn)_i，G_i，H_i)＝(20，16，8，11，8，11，11，15)

所有專家對各性能模塊進(jìn)行評估之后，對所有性能模塊進(jìn)行如下處理：從第j個性能模塊對應(yīng)的n位專家給出的n個評估值中剔除掉最小值與最大值，將剩下的n-2個評估值的期望值作為該性能模塊的待定權(quán)重值。

得到所有模塊的待定權(quán)重值之后，無法確保各性能模塊的待定權(quán)重值相加之后值為100，因此需要對各模塊的待定權(quán)重值進(jìn)行規(guī)范化。規(guī)范化是通過各性能模塊與總權(quán)重值之間的等比例轉(zhuǎn)化完成的，假設(shè)第j個性能模塊的待定權(quán)重值為W_j，各個性能模塊的待定權(quán)重值之和為W_sum，則在確保二者之間比值不變的前提下，將W_sum轉(zhuǎn)換到100，得到的新的權(quán)重值即為該模塊的最終權(quán)重值。求得第j個性能模塊中所有性能權(quán)重值之和，即該模塊的最終權(quán)重值。

確定每個模塊的最終權(quán)重值之后，需要確定各模塊內(nèi)部各個性能指標(biāo)的權(quán)重。采用的方法與上述過程類似：每個專家針對每個模塊的各個性能在互不干擾的前提下進(jìn)行評估，且各專家對單個模塊內(nèi)所有性能給出的權(quán)重評估值之和為1。例如，第i個專家對某個具有三個性能指標(biāo)的模塊的權(quán)重評估值為

(a_i，b_i，c_i，)＝(0.5,0.2,0.3)

接著從n位專家對某性能指標(biāo)做出的權(quán)重評估值數(shù)組中，剔除最小值和最大值，剩下n-2個權(quán)重評估值的期望值即為該性能指標(biāo)在該模塊內(nèi)部的權(quán)重值w_j。

其中，表示第i位專家給出的第j個性能指標(biāo)在其所在模塊內(nèi)部所占的權(quán)重評估值。在飛控嵌入式計算機系統(tǒng)中，第i個模塊的第j個性能指標(biāo)在整體系統(tǒng)中的最終權(quán)重值h_ij可由w_j和H_i相乘得到。

h_ij＝w_j×H_i (11)

2)在對各性能指標(biāo)分配權(quán)重之后，各性能指標(biāo)單位不統(tǒng)一，無法直接對飛控嵌入式計算機系統(tǒng)進(jìn)行綜合評價。需要進(jìn)行指標(biāo)無量綱化，把所有性能指標(biāo)值規(guī)劃到0到1之間。本方法通過n位專家根據(jù)歷史經(jīng)驗對各性能指標(biāo)的最優(yōu)值做出的評估值，構(gòu)建決策矩陣，這樣各性能模塊中每一個性能指標(biāo)均對應(yīng)一個具有n個元素的一位數(shù)組。假設(shè)第i個模塊中第j個性能對應(yīng)的數(shù)組表示為M_ij[n]。針對該數(shù)組，剔除掉最小值M_ij[0]和最大值M_ij[n-1]之后，剩余的值的期望值即為該性能的最優(yōu)參考值。針對n-2個評估值，采用限界極差變換法對該指標(biāo)進(jìn)行指標(biāo)無量綱化。

對于正向指標(biāo)，實際測量值x_i'_j越大，經(jīng)過極差變換法進(jìn)行初步指標(biāo)無量綱化之后，其值new_ij越接近1。另外，本方法規(guī)定如果正向指標(biāo)的實際測量值大于或者等于其最期望，則需要對該值進(jìn)行二次指標(biāo)無量綱化，經(jīng)過指標(biāo)無量綱化之后，其值new_ij為1。關(guān)于正向指標(biāo)，其總的指標(biāo)無量綱化為

對于逆向指標(biāo)，實際測量值x_ij越小，經(jīng)過極差變換法進(jìn)行初步指標(biāo)無量綱化之后，其值new_ij越接近1。另外，本文中規(guī)定如果逆向指標(biāo)的實際測量值小于或者等于其期望值，則需要對該值進(jìn)行二次指標(biāo)無量綱化，使其值為1。關(guān)于逆向指標(biāo)，其總的指標(biāo)無量綱化過程為

3)對各模塊中各性能指標(biāo)進(jìn)行多次測試，取均值，之后對其無量綱化。最終將各性能指標(biāo)進(jìn)行指標(biāo)無量綱化之后得到的值new_ij與該指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重值h_ij相乘得到的結(jié)果相加，即為單次對飛控嵌入式計算機進(jìn)行綜合評價所得結(jié)果Score為