專利名稱：一種系統(tǒng)控制器及控制權(quán)分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種系統(tǒng)控制器及控制權(quán)分配方法，屬于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著嵌入式系統(tǒng)復(fù)雜性不斷提高，要求其處理系統(tǒng)功能性能也隨之提高，處理系統(tǒng)成為多功能多任務(wù)的復(fù)雜計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這種復(fù)雜系統(tǒng)中各種軟硬件資源及系統(tǒng)任務(wù)需要一種系統(tǒng)控制器來統(tǒng)一控制和管理下進(jìn)行協(xié)同工作。系統(tǒng)控制器成為復(fù)雜計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵功能部件，其可靠性要求非常高。但現(xiàn)有嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制器均不具備容錯能力，這樣會導(dǎo)致系統(tǒng)的可靠性非常低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種系統(tǒng)控制器及控制權(quán)分配方法，主要解決了現(xiàn)有嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制器不具備容錯能力，從而導(dǎo)致系統(tǒng)中各種軟硬件資源統(tǒng)一管理和調(diào)度可靠性低的問題。該系統(tǒng)控制器及控制權(quán)分配方法使得嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有了容錯能力，能夠高效管理綜合化處理系統(tǒng)各種軟硬件資源協(xié)同工作。本發(fā)明提供的具體技術(shù)解決方案如下:該系統(tǒng)控制器包括按照1+1模式容錯的、負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制與通信管理的第一 DPM模塊和第二 DPM模塊,所述第一 DPM模塊的一端分別與第一 ASM模塊和第二 ASM模塊,第一DPM模塊的另一端通過第一 1553B連接線和耦合器與1553B總線連接；所述第二 DPM模塊的一端分別與第一 ASM模塊和第二 ASM模塊，第二 DPM模塊的另一端通過第二 1553B連接線和耦合器與1553B總線連接；所述第一 DPM模塊與第二 DPM模塊通過RS422串口連接。上述第一 DPM模塊的一端通過AFDX網(wǎng)絡(luò)分別與第一 ASM模塊和第二 ASM模塊連接，第二 DPM模塊的一端通過AFDX網(wǎng)絡(luò)分別與第一 ASM模塊和第二 ASM模塊連接。該系統(tǒng)控制權(quán)分配方法包括以下步驟:I]配置設(shè)定一個(gè)控制器為主控制器，另一個(gè)控制器為備份控制器；2]上電檢測2.1]對主控制器和備份控制器進(jìn)行上電BIT測試，測試通過進(jìn)入步驟2.2處理，未通過測試則禁止該控制器輸出；2.2]主控制器向備份控制器發(fā)送握手消息，申請主控權(quán)，備份控制器接收接收主控制器的握手消息，按時(shí)接收到握手消息則進(jìn)入步驟2.3處理，未按時(shí)接收到握手消息則備份控制器替代主控器成為系統(tǒng)控制器并進(jìn)行工作，備份控制器同時(shí)發(fā)出主控制器損壞信號;
2.3]備份控制按時(shí)接收到握手消息后向主控制器發(fā)送確認(rèn)消息，主控制器按時(shí)接收到備份控制器的確認(rèn)消息后成為系統(tǒng)控制器并進(jìn)行工作，主控器未按時(shí)接收到備份控制器的確認(rèn)消息則進(jìn)入步驟2.4處理；2.4]主控器未按時(shí)接收到備份控制器的確認(rèn)消息則備份控制器替代主控器成為系統(tǒng)控制器并進(jìn)行工作，備份控制器同時(shí)發(fā)出主控制器損壞信號。上述步驟2中握手消息和確認(rèn)消息均通過RS422和AFDX網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。上述步驟2中主控制器等待備份控制器的確認(rèn)消息時(shí)間與備份控制器等待主控制器握手消息的時(shí)間均為T。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:該控制器及控制權(quán)分配方法具有很強(qiáng)的容錯能力，可靠性高，控制權(quán)分配簡單有效。


圖1系統(tǒng)控制器功能示意圖；圖2系統(tǒng)控制器控制權(quán)分配方法；
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對發(fā)明進(jìn)行詳述:系統(tǒng)控制器DPM模塊是負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制與通信管理，DPM模塊按照1+1模式容錯，兩個(gè)模塊以熱備份方式工作。正常情況下，兩塊DPM在同一時(shí)刻只有I個(gè)模塊通過AFDX網(wǎng)絡(luò)向其它功能模塊輸出各種控制信息。DPM模塊系統(tǒng)控制功能設(shè)計(jì)方法如圖1所示。兩塊DPM模塊通過AFDX網(wǎng)絡(luò)連接到兩個(gè)ASM模塊上，兩塊DPM模塊的1553B總線接外部1553B設(shè)備并用作BC功能管理1553B總線，兩塊DPM模塊之間還連接RS422串口用于握手相互監(jiān)測。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作期間，兩塊DPM按照熱備份方式工作，同時(shí)接收AFDX網(wǎng)絡(luò)、1553B總線，但只有I個(gè)DPM產(chǎn)生輸出控制信息、命令。兩塊DPM間的控制權(quán)切換通過RS422串口、AFDX網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。兩塊DPM間上電過程控制權(quán)通過RS422串口通信和PUBIT檢測進(jìn)行分配。上電時(shí)根據(jù)預(yù)先配置，可設(shè)定DPMI作為主控制器，DPM2處于備份方式。上電過程系統(tǒng)控制器控制權(quán)分配方法如圖2所示，運(yùn)行過程中，通過周期BIT和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測實(shí)施系統(tǒng)控制權(quán)切換。上電過程中確定的主控制器接收系統(tǒng)輸入，正常執(zhí)行任務(wù)算法，同時(shí)根據(jù)算法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行輸出控制系統(tǒng)狀態(tài)。備份模塊同樣接收系統(tǒng)輸入，執(zhí)行同樣的任務(wù)算法，但不進(jìn)行輸出。當(dāng)檢測到主控制器存在處理器資源故障、與ASMl和ASM2模塊通信故障、1553B總線通信故障三種情況之一時(shí)，可切換到2模塊，這時(shí)主控制器關(guān)閉輸出，備份模塊進(jìn)行輸出，并接管系統(tǒng)管理狀態(tài)。具體如下:I]配置設(shè)定一個(gè)控制器為主控制器，另一個(gè)控制器為備份控制器；2]上電檢測2.1]對主控制器和備份控制器進(jìn)行上電BIT測試，測試通過進(jìn)入步驟2.2處理，未通過測試則禁止該控制器輸出；2.2]主控制器向備份控制器發(fā)送握手消息，申請主控權(quán)，備份控制器接收接收主控制器的握手消息，按時(shí)接收到握手消息則進(jìn)入步驟2.3處理，未按時(shí)接收到握手消息則備份控制器替代主控器成為系統(tǒng)控制器并進(jìn)行工作，備份控制器同時(shí)發(fā)出主控制器損壞信號；備份控制器等待主控制器握手消息的時(shí)間均為T ;握手消息一般通過RS422和AFDX網(wǎng)絡(luò)發(fā)送；2.3]備份控制按時(shí)接收到握手消息后向主控制器發(fā)送確認(rèn)消息，主控制器按時(shí)接收到備份控制器的確認(rèn)消息后成為系統(tǒng)控制器并進(jìn)行工作，主控器未按時(shí)接收到備份控制器的確認(rèn)消息則進(jìn)入步驟2.4處理；主控制器等待備份控制器的確認(rèn)消息時(shí)間為T，確認(rèn)消息均通過RS422和AFDX網(wǎng)絡(luò)發(fā)送；2.4]主控器未按時(shí)接收到備份控制器的確認(rèn)消息則備份控制器替代主控器成為系統(tǒng)控制器并進(jìn)行工作，備份控制器同時(shí)發(fā)出主控制器損壞信號。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)控制器，其特征在于:包括按照1+1模式容錯的、負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制與通信管理的第一 DPM模塊和第二 DPM,模塊,所述第一 DPM模塊的一端分別與第一 ASM模塊和第二ASM模塊，第一 DPM模塊的另一端通過第一 1553B連接線和耦合器與1553B總線連接；所述第二 DPM模塊的一端分別與第一 ASM模塊和第二 ASM模塊，第二 DPM模塊的另一端通過第二1553B連接線和耦合器與1553B總線連接；所述第一 DPM模塊與第二 DPM模塊通過RS422串口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)控制器，其特征在于:所述第一DPM模塊的一端通過AFDX網(wǎng)絡(luò)分別與第一ASM模塊和第二 ASM模塊連接，第二DPM模塊的一端通過AFDX網(wǎng)絡(luò)分別與第一 ASM模塊和第二 ASM模塊連接。
3.一種應(yīng)用權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)控制器的系統(tǒng)控制權(quán)分配方法，其特征在于，包括以下步驟: 1]配置 設(shè)定一個(gè)控制器為主控制器，另一個(gè)控制器為備份控制器； 2]上電檢測 2.1]對主控制器和備份控制器進(jìn)行上電BIT測試，測試通過進(jìn)入步驟2.2處理，未通過測試則禁止該控制器輸出； 2.2]主控制器向備份控制器發(fā)送握手消息，申請主控權(quán)，備份控制器接收接收主控制器的握手消息，按時(shí)接收到握手消息則進(jìn)入步驟2.3處理，未按時(shí)接收到握手消息則備份控制器替代主控器成為系統(tǒng)控制器并進(jìn)行工作，備份控制器同時(shí)發(fā)出主控制器損壞信號； 2.3]備份控制按時(shí)接收到握手消息后向主控制器發(fā)送確認(rèn)消息，主控制器按時(shí)接收到備份控制器的確認(rèn)消息后成為系統(tǒng)控制器并進(jìn)行工作，主控器未按時(shí)接收到備份控制器的確認(rèn)消息則進(jìn)入步驟2.4處理； 2.4]主控器未按時(shí)接收到備份控制器的確認(rèn)消息則備份控制器替代主控器成為系統(tǒng)控制器并進(jìn)行工作，備份控制器同時(shí)發(fā)出主控制器損壞信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)控制權(quán)分配方法，其特征在于:所述步驟2中握手消息和確認(rèn)消息均通過RS422和AFDX網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)控制權(quán)分配方法，其特征在于:所述步驟2中主控制器等待備份控制器的確認(rèn)消息時(shí)間與備份控制器等待主控制器握手消息的時(shí)間均為T。
全文摘要
本發(fā)明提供一種系統(tǒng)控制器及控制權(quán)分配方法，主要解決了現(xiàn)有嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制器不具備容錯能力，從而導(dǎo)致系統(tǒng)中各種軟硬件資源統(tǒng)一管理和調(diào)度可靠性低的問題。該系統(tǒng)控制器及控制權(quán)分配方法使得嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有了容錯能力，能夠高效管理綜合化處理系統(tǒng)各種軟硬件資源協(xié)同工作。該系統(tǒng)控制器包括按照1+1模式容錯的、負(fù)責(zé)系統(tǒng)控制與通信管理的第一DPM模塊和第二DPM模塊和其他功能性器件。
文檔編號G05B23/02GK103092183SQ20121057167
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者李成文, 孫靖國, 李鵬, 楊軍祥, 王衛(wèi)東, 劉宇, 張國園, 何小亞, 范超 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司第六三一研究所