本發(fā)明涉及運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)，尤其是一種低成本、高可靠運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)中總線動(dòng)態(tài)故障診斷與切換方法，適用于遙測(cè)信息采集、測(cè)量單機(jī)信息采集和姿軌控指令通信，保證一度故障狀態(tài)實(shí)時(shí)、連續(xù)的提供信息通道。

背景技術(shù)：

由于1553b總線實(shí)時(shí)性、可靠性獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在未來的各種類型的上面級(jí)、快速響應(yīng)的液體小火箭、固體小運(yùn)載、空射小運(yùn)載和用于載人探月的重型運(yùn)載火箭上將具有廣泛的應(yīng)用。

隨著我國空間應(yīng)用、科學(xué)探測(cè)、載人航天的發(fā)展，國際商業(yè)發(fā)射與國際合作的日益加深，運(yùn)載火箭發(fā)射任務(wù)越來越多，高密度快速發(fā)射成為運(yùn)載火箭的發(fā)展趨勢(shì)。為了提高中國運(yùn)載火箭的整體水平和能力，滿足未來20—30年航天發(fā)展的需求，保持我國運(yùn)載技術(shù)在世界航天領(lǐng)域的地位，我國開展了研制新一代快速發(fā)射運(yùn)載火箭。

新一代快速發(fā)射運(yùn)載火箭定位為“低成本、高可靠運(yùn)載火箭”，要求火箭簡化測(cè)發(fā)模式，縮短測(cè)發(fā)準(zhǔn)備周期，并具備故障冗余診斷與切換手段。

運(yùn)載火箭或航天器的通信接口形式較多，例如rs232、rs422，i2c總線、can總線等，相比航天應(yīng)用的通信接口，由于1553b總線冗余、故障診斷便捷、實(shí)時(shí)性高等特點(diǎn)，應(yīng)用于國內(nèi)新一代運(yùn)載火箭。

采用三冗余1553b總線是應(yīng)用于運(yùn)載火箭或航天器，高機(jī)動(dòng)能力需求下，實(shí)時(shí)性高可靠的故障實(shí)時(shí)診斷與切換的解決方案。

其中總線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)是的三冗余1553b總線動(dòng)態(tài)切換方法關(guān)鍵技術(shù)之一，它直接影響系統(tǒng)的可靠性及復(fù)位度。以及總線的動(dòng)態(tài)切換邏輯設(shè)計(jì)，是總線連續(xù)性與可靠性指標(biāo)的關(guān)鍵。

以往火箭主要采用的是非總線接口與單總線接口，該方法故障判別復(fù)雜，且不可避免的具有較多系統(tǒng)單點(diǎn)，并具有一定的應(yīng)用局限性。采用三冗余1553b總線動(dòng)態(tài)切換方法是最好的方式。

隨著我國總線通信技術(shù)在火箭和航天器上的普遍應(yīng)用，及對(duì)火箭高可靠、低成本的要求，利用全自主三冗余1553b總線動(dòng)態(tài)切換方法迫在眉睫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：相比于現(xiàn)有技術(shù)，提供了一種三冗余1553b總線動(dòng)態(tài)切換方法，它能夠解決運(yùn)載火箭和航天器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通訊總線冗余故障診斷、故障決策和故障重構(gòu)。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種三冗余1553b總線動(dòng)態(tài)切換方法，所述方法包括如下步驟：

步驟一：建立三機(jī)冗余總線網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)；其中，三機(jī)冗余總線網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)包括第一冗余模塊、第二冗余模塊和第三冗余模塊；第一冗余模塊包括第一cpu處理器、第一邏輯處理與控制模塊和第一總線芯片，第二冗余模塊包括第二cpu處理器、第二邏輯處理與控制模塊和第二總線芯片，第三冗余模塊包括第三cpu處理器、第三邏輯處理與控制模塊和第三總線芯片，第一總線芯片的a通道與總線a相連接，第一總線芯片的b通道與總線b相連接，第二總線芯片的a通道與總線a相連接，第二總線芯片的b通道與總線b相連接，第三總線芯片的a通道與總線a相連接，第三總線芯片的b通道與總線b相連接；第一cpu處理器分別與第一邏輯處理與控制模塊、第二邏輯處理與控制模塊和第三邏輯處理與控制模塊相連接；第二cpu處理器分別與第一邏輯處理與控制模塊、第二邏輯處理與控制模塊和第三邏輯處理與控制模塊相連接；第三cpu處理器分別與第一邏輯處理與控制模塊、第二邏輯處理與控制模塊和第三邏輯處理與控制模塊相連接；第一總線芯片分別與第一cpu處理器、第一邏輯處理與控制模塊相連接，第二總線芯片分別與第二cpu處理器、第二邏輯處理與控制模塊相連接，第三總線芯片分別與第三cpu處理器、第三邏輯處理與控制模塊相連接；

步驟二：基于步驟一建立的三機(jī)冗余總線網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計(jì)冗余總線的配置方法，默認(rèn)總線a通信作為主總線，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上電狀態(tài)默認(rèn)第一冗余模塊為當(dāng)班機(jī)，第一總線芯片配置為bc模式，第二總線芯片和第三總線芯片均配置為mt模式；

步驟三：第一冗余模塊的第一cpu處理器通過第一總線芯片獲取總線命令字、數(shù)據(jù)內(nèi)容、狀態(tài)字與塊狀態(tài)字信息，第一總線芯片的a通道通過總線a組織總線消息，第二總線芯片和第三總線芯片同步可檢測(cè)總線上總線消息命令字、數(shù)據(jù)內(nèi)容、狀態(tài)字與塊狀態(tài)字內(nèi)容，然后第二冗余模塊的第二cpu處理器通過第二總線芯片獲取總線消息內(nèi)容，第三冗余模塊的第三cpu處理器通過第二總線芯片獲取總線消息內(nèi)容，第一冗余模塊、第二冗余模塊和第三冗余模塊根據(jù)狀態(tài)字和塊狀態(tài)字內(nèi)容的錯(cuò)誤標(biāo)識(shí)，表決當(dāng)班機(jī)即第一冗余模塊是否故障，當(dāng)當(dāng)班機(jī)即第一冗余模塊故障時(shí)，當(dāng)班機(jī)即第一冗余模塊的a通道切換至b通道，當(dāng)b通道故障時(shí)切換回a通道，當(dāng)當(dāng)班機(jī)即第一冗余模塊的a通道和b通道連續(xù)一定時(shí)間通訊均異常時(shí)，則認(rèn)為當(dāng)班機(jī)即第一冗余模塊故障；

步驟四：第二cpu處理器與第三cpu處理器發(fā)送總線復(fù)位指令，控制第二邏輯處理與控制模塊和第三邏輯處理與控制模塊執(zhí)行第一總線芯片的復(fù)位電平信號(hào)，復(fù)位電平信號(hào)輸出至第一冗余模塊的第一cpu處理器及第一總線芯片，第一冗余模塊重啟后配置第一總線芯片為mt模式，第二冗余模塊的第二總線芯片配置為bc模式，第三冗余模塊的第三總線芯片配置為mt模式，按照當(dāng)班機(jī)切換原則重新組建一個(gè)bc模式和兩個(gè)mt模式的三冗余總線模式。

上述三冗余1553b總線動(dòng)態(tài)切換方法中，在步驟一中，第一總線芯片的a通道通過第一耦合變壓器與總線a的第一耦合器相連接，第一總線芯片的b通道通過第二耦合變壓器與總線b的第二耦合器相連接，第二總線芯片的a通道通過第三耦合變壓器與總線a的第三耦合器相連接，第二總線芯片的b通道通過第四耦合變壓器與總線b的第四耦合器相連接，第三總線芯片的a通道通過第五耦合變壓器與總線a的第五耦合器相連接，第三總線芯片的b通道通過第六耦合變壓器與總線b的第六耦合器相連接。

上述三冗余1553b總線動(dòng)態(tài)切換方法中，在步驟二中，所述當(dāng)班機(jī)為具備輸出控制權(quán)的模塊。

上述三冗余1553b總線動(dòng)態(tài)切換方法中，在步驟三中，所述一定時(shí)間為20ms。

上述三冗余1553b總線動(dòng)態(tài)切換方法中，在步驟四中，所述當(dāng)班機(jī)切換原則為按照一定的順序進(jìn)行當(dāng)班機(jī)切換,通過信息交互接口實(shí)現(xiàn)當(dāng)班機(jī)切換指令的共享，選定新的當(dāng)班機(jī)，然后將新的當(dāng)班機(jī)的總線芯片的mt模式配置為bc模式。

上述三冗余1553b總線動(dòng)態(tài)切換方法中，第一總線芯片、第二總線芯片和第三總線芯片均為1553b總線芯片。

上述三冗余1553b總線動(dòng)態(tài)切換方法中，第一耦合變壓器、第二耦合變壓器、第三耦合變壓器、第四耦合變壓器、第五耦合變壓器和第六耦合變壓器均為beta3226耦合變壓器。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

1.可靠性

運(yùn)載火箭與航天器均采用冗余措施，而故障診斷與切換是關(guān)鍵點(diǎn)，1553b總線可采用多種硬件與軟件手段進(jìn)行故障的檢測(cè)，通過三冗余總線三取二表決方法，避免了傳統(tǒng)容錯(cuò)機(jī)制表決器的單點(diǎn)故障。從實(shí)現(xiàn)可靠性的角度出發(fā)，利用三冗余1553b總線可以解決這個(gè)問題。

2.實(shí)時(shí)性

對(duì)于運(yùn)載火箭與航天器的實(shí)時(shí)性與控制連續(xù)性需求，1553b總線在20ms控制周期內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)故障診斷與故障切換，復(fù)位芯片并重新配置bc，提供實(shí)時(shí)連續(xù)的控制系統(tǒng)解決方案。

3.可測(cè)試性、可擴(kuò)展性

選用1553b總線可繼承總線的所有優(yōu)點(diǎn)，消息的監(jiān)視、總線實(shí)時(shí)組織、終端的靈活裁剪與添加等，有利于運(yùn)載火箭的測(cè)試與功能升級(jí)。

4.成本需求

該方案不要求三套1553b總線，替代不同的冗余通用接口，可適應(yīng)多種rt冗余配置方法，可以以較低的成本投入實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的運(yùn)用，從而提高發(fā)射效率，擴(kuò)大火箭在發(fā)射市場(chǎng)的競(jìng)爭力，進(jìn)而占有更多的市場(chǎng)份額。

總之，本發(fā)明已在xx航天器型號(hào)原理樣面通過熱真空、熱環(huán)境和故障注入試驗(yàn)驗(yàn)證，方法可行，工程技術(shù)易實(shí)現(xiàn)，因此具有實(shí)用性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的三機(jī)冗余總線網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)圖；

圖2為bc配置初始化配置圖；

圖3為mt配置消息處理圖；

圖4為1553b總線容錯(cuò)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為1553b總線關(guān)鍵消息可靠性發(fā)送的示意圖；

圖6為切機(jī)過程時(shí)間特性曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法步驟作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供了一種三冗余1553b總線動(dòng)態(tài)切換方法，該方法包括以下步驟：

步驟一：建立三機(jī)冗余總線網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)；其中，三機(jī)冗余總線網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)包括第一冗余模塊10、第二冗余模塊11和第三冗余模塊12；第一冗余模塊10包括第一cpu處理器1、第一邏輯處理與控制模塊2和第一總線芯片3，第二冗余模塊11包括第二cpu處理器4、第二邏輯處理與控制模塊5和第二總線芯片6，第三冗余模塊12包括第三cpu處理器7、第三邏輯處理與控制模塊8和第三總線芯片9，第一總線芯片3的a通道與連接總線a13相連接，第一總線芯片3的b通道與連接總線b14相連接，第二總線芯片6的a通道與連接總線a13相連接，第二總線芯片6的b通道與連接總線b14相連接，第三總線芯片9的a通道與連接總線a13相連接，第三總線芯片9的b通道與連接總線b14相連接；第一cpu處理器1分別與第一邏輯處理與控制模塊2、第二邏輯處理與控制模塊5和第三邏輯處理與控制模塊8相連接；第二cpu處理器4分別與第一邏輯處理與控制模塊2、第二邏輯處理與控制模塊5和第三邏輯處理與控制模塊8相連接；第三cpu處理器7分別與第一邏輯處理與控制模塊2、第二邏輯處理與控制模塊5和第三邏輯處理與控制模塊8相連接；第一總線芯片3分別與第一cpu處理器1、第一邏輯處理與控制模塊2相連接，第二總線芯片6分別與第二cpu處理器4、第二邏輯處理與控制模塊5相連接，第三總線芯片9分別與第三cpu處理器7、第三邏輯處理與控制模塊8相連接；

步驟二：基于步驟一建立的三機(jī)冗余總線網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)，設(shè)計(jì)冗余總線的配置方法，默認(rèn)連接總線a13通信作為主總線，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上電狀態(tài)默認(rèn)第一冗余模塊10為當(dāng)班機(jī)，第一總線芯片3配置為bc模式，第二總線芯片6和第三總線芯片9均配置為mt模式；

步驟三：第一冗余模塊10的第一cpu處理器1通過第一總線芯片3獲取總線命令字、數(shù)據(jù)內(nèi)容、狀態(tài)字與塊狀態(tài)字信息，第一總線芯片3的a通道通過連接總線a13組織總線消息，第二總線芯片6和第三總線芯片9同步可檢測(cè)總線上總線消息命令字、數(shù)據(jù)內(nèi)容、狀態(tài)字與塊狀態(tài)字信息內(nèi)容，然后第二冗余模塊11的第二cpu處理器4通過第二總線芯片6獲取總線消息內(nèi)容，第三冗余模塊12的第三cpu處理器12通過第二總線芯片9獲取總線消息內(nèi)容，第一冗余模塊10、第二冗余模塊11和第三冗余模塊12根據(jù)狀態(tài)字和塊狀態(tài)字的錯(cuò)誤標(biāo)識(shí)，表決當(dāng)班機(jī)即第一冗余模塊10是否故障，當(dāng)當(dāng)班機(jī)即第一冗余模塊10故障時(shí)，當(dāng)班機(jī)即第一冗余模塊10的a通道切換至b通道，當(dāng)b通道故障時(shí)切換回a通道，當(dāng)當(dāng)班機(jī)即第一冗余模塊10的a通道和b通道連續(xù)一定時(shí)間通訊均異常時(shí)，則認(rèn)為當(dāng)班機(jī)即第一冗余模塊10故障；

步驟四：第二cpu處理器4與第三cpu處理器7發(fā)送總線復(fù)位指令，控制第二邏輯處理與控制模塊5和第三邏輯處理與控制模塊8執(zhí)行第一總線芯片3的復(fù)位電平信號(hào)，復(fù)位電平信號(hào)輸出至第一冗余模塊10的第一cpu處理器1及第一總線芯片3，第一冗余模塊10重啟后配置第一總線芯片3為mt模式，第二冗余模塊11的第二總線芯片6配置為bc模式，第三冗余模塊12的第三總線芯片9配置為mt模式，按照當(dāng)班機(jī)切換原則重新組建一個(gè)bc模式和兩個(gè)mt模式的三冗余總線模式。

具體的，在步驟一中，如圖1所示，建立三機(jī)冗余總線網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)，主要由第一冗余模塊10即冗余模塊a、第二冗余模塊11即冗余模塊b和第三冗余模塊12即冗余模塊c組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，第一冗余模塊10包括第一cpu處理器1即cpua、第一邏輯處理與控制模塊2和第一總線芯片3，第二冗余模塊11包括第二cpu處理器4即cpub、第二邏輯處理與控制模塊5和第二總線芯片6，第三冗余模塊12包括第三cpu處理器7即cpuc、第三邏輯處理與控制模塊8和第三總線芯片9，第一總線芯片3、第二總線芯片6和第三總線芯片9均為1553b總線芯片。

第一總線芯片3的a通道通過第一耦合變壓器31與總線a13的第一耦合器131相連接，第一總線芯片3的b通道通過第二耦合變壓器32與總線b14的第二耦合器141相連接，第二總線芯片6的a通道通過第三耦合變壓器61與總線a13的第三耦合器132相連接，第二總線芯片6的b通道通過第四耦合變壓器62與總線b14的第四耦合器142相連接，第三總線芯片9的a通道通過第五耦合變壓器91與總線a13的第五耦合器133相連接，第三總線芯片9的b通道通過第六耦合變壓器92與總線b14的第六耦合器143相連接。

第一冗余模塊10、第二冗余模塊11和第三冗余模塊12三個(gè)冗余模塊分別由獨(dú)立的cpu處理器、邏輯處理與控制模塊和總線芯片組成，每路總線芯片的a、b通道通過耦合變壓器分別連接總線a和總線b上的耦合器，默認(rèn)采用a總線通信作為主總線，每個(gè)冗余模塊的總線芯片的4k×16的內(nèi)部ram直接與其cpu處理器相連接，17個(gè)內(nèi)部可操作的寄存器由邏輯處理與控制模塊通過地址映射與cpu處理器連接；同時(shí)，邏輯處理與控制模塊實(shí)現(xiàn)三機(jī)數(shù)據(jù)信息交互，實(shí)現(xiàn)方法為計(jì)算機(jī)三機(jī)cpu處理器與三個(gè)邏輯處理與控制模塊通過16位并口相連，cpu處理器寫操作將交互數(shù)據(jù)同時(shí)寫入三個(gè)邏輯處理與控制模塊的存儲(chǔ)緩沖區(qū)，cpu模塊讀操作讀取所屬計(jì)算機(jī)的邏輯處理與控制模塊存儲(chǔ)緩沖區(qū)中三個(gè)控制計(jì)算機(jī)交互數(shù)據(jù)。

建立冗余三機(jī)總線架構(gòu)設(shè)計(jì)，提供低成本、高可靠的總線冗余設(shè)計(jì)：如圖1所示系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)圖，每個(gè)1553b通信單元采用總線選擇控制邏輯完成對(duì)控制單機(jī)的輸入總線的選通。同時(shí)，每套總線均放置一套表決電路，用于采用三取二的方式對(duì)本套61580總線控制芯片的發(fā)送使能進(jìn)行控制。

(1)系統(tǒng)采用一套雙冗余1553b總線網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)a路1553b故障時(shí)，當(dāng)班機(jī)總線芯片控制動(dòng)態(tài)切換至備份b路總線；

(2)掛載三冗余的處理器與1553b總線芯片的結(jié)構(gòu)，當(dāng)班機(jī)總線芯片故障時(shí)，可實(shí)時(shí)切換至備份其它兩機(jī)總線接口；

(3)冗余模塊各自的處理器與bu61580總線芯片配置寄存器、數(shù)據(jù)寄存器相連接，同時(shí)采用三取二的邏輯電路控制bu61580總線芯片的reset引腳，即每套總線均放置一套表決電路，用于采用三取二的方式對(duì)本套61580總線控制芯片的發(fā)送使能進(jìn)行控制。

在步驟二中，基于步驟一建立的冗余三機(jī)冗余總線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，設(shè)計(jì)冗余總線的配置方法，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上電狀態(tài)默認(rèn)配置第一冗余模塊10為當(dāng)班機(jī)，當(dāng)班機(jī)為具備輸出控制權(quán)的模塊，第二冗余模塊11和第三冗余模塊12為備份模塊，第一總線芯片3配置為bc模式(buscontrol總線控制器)，第一總線芯片3用于管理總線消息組織，第二總線芯片6和第三總線芯片9均配置為mt模式(monitorterminal總線監(jiān)控終端)。

圖2為第一總線芯片的bc配置初始化配置圖。如圖2所示，bc配置方法包括如下步驟：對(duì)3#寄存器寫“0x0001”，總線芯片執(zhí)行復(fù)位操作；對(duì)#7寄存器寫入“0x8000”，設(shè)置為增強(qiáng)模式；根據(jù)中斷使用狀態(tài)，初始化中斷屏蔽寄存器0#；設(shè)備01#寄存器，bc模式為b14、b15設(shè)為0，錯(cuò)誤重傳b4設(shè)置為1，重傳一次b3設(shè)置為0；設(shè)置02#寄存器，b10設(shè)為1，如果使用電平方式觸發(fā)中斷設(shè)置b3為1；設(shè)置08#寄存器第一次重傳在備份總線設(shè)b8為1；設(shè)置09#寄存器，設(shè)置超時(shí)響應(yīng)時(shí)間為22.5us，b10設(shè)置為0，b9設(shè)置為1；設(shè)備05#寄存器為0，timetag清零。

在步驟三中，第一冗余模塊10、第二冗余模塊11和第三冗余模塊12的cpu均可通過總線芯片獲取第一總線芯片3組織發(fā)送的總線命令字、數(shù)據(jù)內(nèi)容、狀態(tài)字與塊狀態(tài)字信息，且第一冗余模塊10、第二冗余模塊11和第三冗余模塊12三機(jī)獲取信息的時(shí)間同步性小于1ms。

圖3為總線數(shù)據(jù)處理流程。如圖3所示，總線數(shù)據(jù)處理方法包括以下步驟：讀取中斷狀態(tài)寄存器，如果為eom中斷，從存儲(chǔ)地區(qū)m0102讀取當(dāng)前最新的塊堆棧字地址ptr2；如果當(dāng)前地址指針stprt不等于ptr2，則從strprt塊堆棧地址中讀取塊狀態(tài)字、命令字、總線消息地址；如果當(dāng)前消息傳輸狀態(tài)為eom，讀取數(shù)據(jù)消息與解析，并根據(jù)消息的類型進(jìn)行響應(yīng)操作；對(duì)stkprt增加4，同時(shí)stkprt需進(jìn)行翻轉(zhuǎn)處理，歸一化至0x400-0x3ff(1k)之間。

圖3中的消息均當(dāng)班機(jī)組織，備份其它兩個(gè)處理器模塊可實(shí)時(shí)獲取總線上的所有消息，用于三機(jī)的同步、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)計(jì)算表決。

在步驟三中，設(shè)計(jì)總線故障診斷方法，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)當(dāng)班機(jī)總線消息組織與執(zhí)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，判別當(dāng)班機(jī)工作正確性；

1553b總線芯片可采用多種硬件與軟件手段進(jìn)行故障的檢測(cè)，最終要求主計(jì)算機(jī)進(jìn)行故障的定位與容錯(cuò)，采用表決器和優(yōu)先鏈路控制總線輸出的方法來屏蔽故障機(jī)輸出，上面級(jí)控制與數(shù)管計(jì)算機(jī)采用三機(jī)熱備冗余方式，對(duì)單機(jī)硬件狀態(tài)進(jìn)行三取二表決，避免了傳統(tǒng)容錯(cuò)機(jī)制表決器的單點(diǎn)故障，在三機(jī)應(yīng)用信息表決的基礎(chǔ)上進(jìn)行容錯(cuò)切換管理，單機(jī)故障對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行影響，并實(shí)現(xiàn)了緩慢降級(jí)和系統(tǒng)重構(gòu)。

(1)消息錯(cuò)誤檢測(cè)和重試

mil-std-1553b協(xié)議會(huì)在每條中對(duì)錯(cuò)誤狀態(tài)地址、字計(jì)數(shù)錯(cuò)、同步類型錯(cuò)、非法字等進(jìn)行檢測(cè)和標(biāo)記，總線應(yīng)該根據(jù)具體情況開放錯(cuò)誤檢測(cè)屏蔽位，并應(yīng)對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行相關(guān)的處理，一般會(huì)在設(shè)置消息錯(cuò)誤時(shí)重試或切換通道時(shí)重試。

(2)通道暢通

進(jìn)行簡單的長抱環(huán)測(cè)試，檢測(cè)兩個(gè)通道的環(huán)路暢通。從a通道發(fā)送一個(gè)測(cè)試字到某一終端，然后再從另一通道取回該測(cè)試字，如果成功，說明兩個(gè)通道都是正常的。

(3)系統(tǒng)維護(hù)

多數(shù)使用1553b總線系統(tǒng)都有長期可靠運(yùn)行的要求，所有各個(gè)終端也會(huì)經(jīng)常對(duì)自身進(jìn)行維護(hù)，其中就包括總線接口芯片的維護(hù)，為了保證所有終端不受到其他終端維護(hù)的影響，總線控制應(yīng)該規(guī)定固定的總線空余時(shí)間給所有終端，需要維護(hù)的終端在此時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

當(dāng)工作于熱備份的雙通道模式時(shí)，構(gòu)成了1553b總線的容錯(cuò)結(jié)構(gòu)，如圖4所示。d1、d2為總線切換控制器，用于a總線和b總線的切換控制，總線上連接n臺(tái)設(shè)備。a通道和b通道同時(shí)正常工作，在初始化時(shí)指定一個(gè)為主，另一個(gè)則為備，構(gòu)成總線通信的熱備份結(jié)構(gòu)。其工作過程見1553b總線容錯(cuò)結(jié)構(gòu)圖所示。

設(shè)計(jì)高可靠bc模式與mt模式總線切換，保證關(guān)鍵時(shí)序防遺漏；

控制與數(shù)管計(jì)算機(jī)在上面級(jí)控制系統(tǒng)中作為1553b總線芯片的bc模式。為消除1553b總線芯片的單點(diǎn)，每一個(gè)冗余單元作為1553b總線芯片的一個(gè)終端。其中僅當(dāng)班機(jī)作為bc模式，向控制系統(tǒng)中的其他單機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)和指令，其他兩熱備機(jī)作為mt模式，監(jiān)聽總線消息。

1553b總線芯片工作于熱備份的雙通道模式時(shí)，構(gòu)成了1553b總線的容錯(cuò)結(jié)構(gòu)，通過總線切換控制器，用于a總線和b總線的切換控制；mil-std-1553b協(xié)議會(huì)在每條中對(duì)錯(cuò)誤狀態(tài)地址、字計(jì)數(shù)錯(cuò)、同步類型錯(cuò)、非法字等進(jìn)行檢測(cè)和標(biāo)記，對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行相關(guān)的處理，設(shè)置消息錯(cuò)誤時(shí)重試或切換通道時(shí)重試。總線故障處理策略如下：

如圖4所示，當(dāng)班機(jī)狀態(tài)字錯(cuò)誤的情況下重試，如果a總線故障，則在b總線重試(反之b總線故障切到a)；同一條消息如果b總線重試也故障，則不再重試；總線切換僅針對(duì)某一條特定的消息，其它正常通訊的消息不進(jìn)行總線切換。

總線故障的識(shí)別設(shè)計(jì)，以故障處理簡單可靠為原則，僅當(dāng)班機(jī)配置為bc模式組織消息的發(fā)送，三機(jī)均實(shí)時(shí)檢測(cè)當(dāng)班機(jī)bc故障狀態(tài)，具體策略如下：當(dāng)班機(jī)連續(xù)20ms控制周期內(nèi)全部總線消息故障(除廣播的消息，且不區(qū)分a/b總線)，即認(rèn)為bc故障，并通過三機(jī)交互接口通知其它兩機(jī)故障狀態(tài)標(biāo)識(shí)，并通過三取二表決當(dāng)班機(jī)與bc切換；非當(dāng)班機(jī)總線配置為mt模式，保存其監(jiān)視的總線消息，以20ms控制周期為單位，比對(duì)監(jiān)測(cè)的所有總線消息的狀態(tài)字，如果狀態(tài)字全部異?；驘o任何消息(除廣播的消息，且不區(qū)分a/b總線)，則置總線故障標(biāo)識(shí)(當(dāng)班機(jī)bc故障或自身mt故障)，通過三機(jī)交互接口通知其它兩機(jī)故障狀態(tài)標(biāo)識(shí)。

在步驟四中，將步驟三識(shí)別故障模塊進(jìn)行當(dāng)班機(jī)切換、故障機(jī)復(fù)位或下電重啟，三個(gè)冗余模塊按照一個(gè)的次序進(jìn)行當(dāng)班機(jī)切換，例如從第一冗余模塊10至第二冗余模塊11，從第二冗余模塊11到第三冗余模塊12，從第三冗余模塊12到第一冗余模塊10，通過這樣的循環(huán)利用三機(jī)信息交互接口實(shí)現(xiàn)當(dāng)班機(jī)切換指令的共享，采用三取二表決原則，然后新選定的當(dāng)班機(jī)，并由mt模式配置為bc模式；由第二cpu處理器4與第三cpu處理器7分別發(fā)送總線復(fù)位指令，控制第二邏輯處理與控制模塊5和第三邏輯處理與控制模塊8執(zhí)行第一總線芯片3的復(fù)位電平信號(hào)，復(fù)位信號(hào)輸出至原故障的當(dāng)班機(jī)即第一冗余模塊10的cpu及1553b總線芯片，故障機(jī)重啟后配置第一總線芯片3為mt模式，重新組建一個(gè)bc和兩個(gè)mt的三冗余總線模式。

如圖5所示，對(duì)于切換過程中20ms處于無bc狀態(tài)，通過關(guān)鍵指令采用40ms周期重發(fā)，可解決關(guān)鍵指令無法正常發(fā)送的問題。

如圖6所示，故障機(jī)bc切換至備份機(jī)的時(shí)間為14.7ms，小于20ms，保證切換的實(shí)時(shí)性。

重構(gòu)bc+mt三冗余總線接口。對(duì)于故障機(jī)進(jìn)行復(fù)位或上下電操作，實(shí)現(xiàn)單粒子翻轉(zhuǎn)、閂鎖的故障處理，重新啟動(dòng)的故障機(jī)配置為mt模式，重建三取二表決。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。