一種星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種星載電子設(shè)備總線通信方法及裝置，該裝置包括互為備份的主通信控制芯片、從通信控制芯片和總線驅(qū)動(dòng)模塊，主通信控制芯片或者從通信控制芯片占用總線接口的數(shù)據(jù)總線和地址總線，在所述的主通信控制芯片和從通信控制芯片上各設(shè)置有兩個(gè)看門狗模塊，每個(gè)通信控制芯片上的兩個(gè)看門狗模塊分別由本通信控制芯片喂狗和其它一個(gè)通信控制芯片喂狗。與現(xiàn)有冗余技術(shù)相比，本發(fā)明能更有效保證星載電子系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的過程中，當(dāng)出現(xiàn)通信故障時(shí)系統(tǒng)能保證任務(wù)實(shí)時(shí)連續(xù)完成，不會(huì)造成任務(wù)實(shí)施中斷。本發(fā)明冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，仲裁機(jī)制在通信芯片內(nèi)部完成，不需要額外仲裁模塊，節(jié)約成本，系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單。
【專利說明】一種星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信方法及裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及星載電子設(shè)備總線通信方法及通信裝置，特別涉及一種星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于星載電子系統(tǒng)日趨復(fù)雜，且朝著通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，在此基礎(chǔ)上通信標(biāo)準(zhǔn)化器件的可靠性問題顯得日益重要，同時(shí)由于采用了標(biāo)準(zhǔn)化器件也使得通信可靠性設(shè)計(jì)變得更容易實(shí)現(xiàn)。產(chǎn)品的廣義可靠性包括固有可靠性、使用可靠性和維修性，對(duì)于星載電子系統(tǒng)而言不要求具有維修性，設(shè)計(jì)更多專注于固有可靠性和使用可靠性方面。
[0003]在外界熱、電、機(jī)械等應(yīng)力作用下，發(fā)生在星載電子標(biāo)準(zhǔn)化器件內(nèi)部及界面處的各種物理和化學(xué)的變化及效應(yīng)會(huì)對(duì)星載電子器件的正常工作產(chǎn)生影響或構(gòu)成威脅，甚至引起星載電子系統(tǒng)失效。星載電子系統(tǒng)需要快速的恢復(fù)和修復(fù)策略以提高可用性、可靠性和可維護(hù)性，在硬件實(shí)現(xiàn)上可以分為避錯(cuò)技術(shù)和容錯(cuò)技術(shù)兩大門類。冗余技術(shù)是一種典型的容錯(cuò)技術(shù)，利用系統(tǒng)中存在的冗余部件來接替故障部件的工作，達(dá)到故障屏蔽的目的。航天系統(tǒng)通常采用雙模冗余，根據(jù)系統(tǒng)中兩個(gè)部件的工作方式，可以分為雙機(jī)冷備份、雙機(jī)熱備份和雙工熱備份，前兩種備份在作切換時(shí)都存在時(shí)間延遲，由于星載電子系統(tǒng)對(duì)任務(wù)執(zhí)行的連貫性、實(shí)時(shí)性和可靠性要求都非常高，因此在采用雙工熱備份冗余方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種星載雙工熱備份方式，并公開該方式星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信方法及裝置。
[0005]本發(fā)明為了完成其發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是:一種星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信方法，該方法采用互為備份的兩個(gè)通信控制芯片和總線驅(qū)動(dòng)模塊雙工熱備份的方式，實(shí)現(xiàn)總線上單機(jī)的數(shù)據(jù)交換，包括以下步驟:` 步驟A、上電后每個(gè)通信控制芯片進(jìn)行自檢的步驟；如果兩個(gè)通信控制芯片都正常，則轉(zhuǎn)向步驟B ;如果只有其中一個(gè)正常，則轉(zhuǎn)向步驟D，如果兩個(gè)通信控制芯片都不正常，則轉(zhuǎn)向步驟E ;
步驟B、由其中一個(gè)通信控制芯片占用數(shù)據(jù)總線和地址總線成為主通信控制芯片，實(shí)現(xiàn)總線上單機(jī)的數(shù)據(jù)交換，另一個(gè)為從通信控制芯片；
步驟C、若主通信控制芯片工作不正常則通知從通信控制芯片，若從通信控制芯片工作正常，則由從通信控制芯片占用數(shù)據(jù)總線和地址總線繼續(xù)實(shí)現(xiàn)總線上單機(jī)的數(shù)據(jù)交換；若從通信控制芯片工作不正常，則轉(zhuǎn)向步驟E ;
步驟D、由工作正常的通信控制芯片占用數(shù)據(jù)總線和地址總線成為主通信控制芯片，實(shí)現(xiàn)總線上單機(jī)的數(shù)據(jù)交換，工作不正常的通信控制芯片進(jìn)行復(fù)位，繼續(xù)自檢，若能工作正常則為從通信控制芯片，轉(zhuǎn)向步驟C ；
步驟E、對(duì)兩個(gè)通信控制芯片都進(jìn)行復(fù)位，轉(zhuǎn)向步驟A。[0006]進(jìn)一步的，上述的星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信方法中:步驟C中，主、從通信控制芯片各設(shè)置有兩個(gè)看門狗，其中一個(gè)看門狗由本通信控制芯片喂狗，另一看門狗由另一個(gè)通信控制芯片喂狗；若某一通信控制芯片至少連續(xù)3個(gè)看門狗周期都引起交叉喂狗的另一通信控制芯片看門狗復(fù)位，則說明該芯片整體工作不正常；若某一通信控制芯片自己的看門狗至少連續(xù)3次復(fù)位，說明該通信控制芯片自身工作不正常。
[0007]進(jìn)一步的，上述的星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信方法中:當(dāng)某一通信控制芯片自己的看門狗至少連續(xù)3次復(fù)位時(shí)，傳送給另一通信控制芯片信號(hào)，告知另一通信芯片，本通信控制芯片工作不正常。
[0008]本發(fā)明還提供了一種星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信裝置，包括互為備份的主通信控制芯片、從通信控制芯片和總線驅(qū)動(dòng)模塊，主通信控制芯片或者從通信控制芯片占用總線接口的數(shù)據(jù)總線和地址總線，在所述的主通信控制芯片和從通信控制芯片上各設(shè)置有兩個(gè)看門狗模塊，每個(gè)通信控制芯片上的兩個(gè)看門狗模塊分別由本通信控制芯片喂狗和其它一個(gè)通信控制芯片喂狗。
[0009]進(jìn)一步的，上述星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信裝置中，所述的主通信控制芯片和從通信控制芯片之間設(shè)置信號(hào)相互傳送通道，當(dāng)一個(gè)通信控制芯片工作不正常時(shí)，通過所述的信號(hào)相互傳送通道向?qū)Ψ桨l(fā)送本通信控制芯片工作不正常的信號(hào)
與現(xiàn)有冗余技術(shù)相比，本發(fā)明能更有效保證星載電子系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的過程中，當(dāng)出現(xiàn)通信故障時(shí)系統(tǒng)能保證任務(wù)實(shí)時(shí)連續(xù)完成，不會(huì)造成任務(wù)實(shí)施中斷。本發(fā)明冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，仲裁機(jī)制在通信芯片內(nèi)部完成，不需要額外仲裁模塊，節(jié)約成本，系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單。
[0010]下面通過結(jié)合具體實(shí)施例與附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行較為詳細(xì)的描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的雙工熱備份的星載電子設(shè)備總線通信裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1:如圖1所示，上電后每個(gè)通信控制芯片自檢，如果都正常，則主通信控制芯片占用數(shù)據(jù)、地址總線，與設(shè)備CPU交換數(shù)據(jù)；如果主通信控制芯片自檢錯(cuò)誤，而從通信控制芯片自檢正常，則從芯片占用數(shù)據(jù)地址總線，與設(shè)備CPU交換數(shù)據(jù)。
[0013]主、從通信控制芯片之間將本通信控制芯片工作不正常的消息發(fā)送給對(duì)方有如下兩各種方式:
第一種方式是在正常工作時(shí)，主、從通信控制芯片各設(shè)置兩個(gè)看門狗，其中一個(gè)看門狗由自己進(jìn)行喂狗，另一個(gè)看門狗由另外一個(gè)通信控制芯片喂狗，因此，每個(gè)通信控制芯片除了給自己的看門狗復(fù)位外，主、從通信控制芯片還要交叉喂狗。若某一通信控制芯片至少連續(xù)3個(gè)看門狗周期都引起交叉喂狗的對(duì)方看門狗復(fù)位，則說明該通信控制芯片整體工作不正常，另外一個(gè)通信控制芯片通過對(duì)復(fù)位的看門狗進(jìn)行計(jì)數(shù)獲得該通信控制芯片工作不正常的消息，此時(shí)，需封鎖該通信控制芯片的片選端(封鎖芯片時(shí)，芯片管腳的默認(rèn)狀態(tài)應(yīng)該使驅(qū)動(dòng)芯片的發(fā)送使能無效)，并使能另一通信控制芯片的數(shù)據(jù)及地址總線。若某通信控制芯片自己的看門狗至少連續(xù)3次復(fù)位，說明該芯片自身工作不正常。例如正常工作時(shí)，通信芯片A的通信模塊A要給自身的看門狗WDAA喂狗信號(hào)，同時(shí)還要給通信芯片B的看門狗WDBA喂狗信號(hào)，若WDBA連續(xù)3個(gè)周期復(fù)位則說明芯片A有故障，WDBA發(fā)出信號(hào)，封鎖A機(jī)片選。若WDAA復(fù)位，則發(fā)出信號(hào)使通信模塊A復(fù)位，若WDAA連續(xù)5個(gè)看門狗周期都復(fù)位，則封鎖A芯片自身的片選。
[0014]另外，如果一個(gè)通信控制芯片檢測(cè)到本通信控制芯片工作不正常，第二種方式是通過兩個(gè)通信控制芯片之間的通道將本通信控制芯片工作不正常的消息傳送給對(duì)方。如，主通信控制芯片自己喂狗的看門狗連續(xù)三次或者三次以上由于沒有喂狗而復(fù)位時(shí)，將判斷本主通信控制芯片工作不正常，因此，主控制芯片通過兩個(gè)通信控制芯片之間的通信通道，如圖1所示的“A通道故障”通道將主通信控制芯片工作不正常的消息發(fā)送給從通信控制芯片，若此時(shí)，從通信控制芯片喂狗正常，則由從通信控制芯片獲得地址總線和數(shù)據(jù)總線的控制權(quán)，由從通信控制芯片對(duì)通信進(jìn)行控制。
[0015]總線含有多個(gè)數(shù)據(jù)通道，如果某一通道發(fā)生故障，此時(shí)不會(huì)引起看門狗復(fù)位，但同樣需要切換A、B芯片的工作狀態(tài)，此時(shí)通過通道故障指示管腳，通知備份芯片進(jìn)行切換操作。
[0016]此備份方案A，B芯片共用傳輸介質(zhì)，優(yōu)點(diǎn)在于切換只發(fā)生在故障單機(jī)的芯片內(nèi)部。由于驅(qū)動(dòng)芯片過多，會(huì)影響信號(hào)傳輸?shù)耐暾?，A、B芯片需要共用驅(qū)動(dòng)芯片。
【權(quán)利要求】
1.一種星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信方法，該方法采用互為備份的兩個(gè)通信控制芯片和總線驅(qū)動(dòng)模塊雙工熱備份的方式，實(shí)現(xiàn)總線上單機(jī)的數(shù)據(jù)交換，其特征在于，包括以下步驟: 步驟A、上電后每個(gè)通信控制芯片進(jìn)行自檢的步驟；如果兩個(gè)通信控制芯片都正常，則轉(zhuǎn)向步驟B ;如果只有其中一個(gè)正常，則轉(zhuǎn)向步驟D，如果兩個(gè)通信控制芯片都不正常，則轉(zhuǎn)向步驟E ; 步驟B、由其中一個(gè)通信控制芯片占用數(shù)據(jù)總線和地址總線成為主通信控制芯片，實(shí)現(xiàn)總線上單機(jī)的數(shù)據(jù)交換，另一個(gè)為從通信控制芯片； 步驟C、若主通信控制芯片工作不正常則通知從通信控制芯片，若從通信控制芯片工作正常，則由從通信控制芯片占用數(shù)據(jù)總線和地址總線繼續(xù)實(shí)現(xiàn)總線上單機(jī)的數(shù)據(jù)交換；若從通信控制芯片工作不正常，則轉(zhuǎn)向步驟E ; 步驟D、由工作正常的通信控制芯片占用數(shù)據(jù)總線和地址總線成為主通信控制芯片，實(shí)現(xiàn)總線上單機(jī)的數(shù)據(jù)交換，工作不正常的通信控制芯片進(jìn)行復(fù)位，繼續(xù)自檢，若能工作正常則為從通信控制芯片，轉(zhuǎn)向步驟C ； 步驟E、對(duì)兩個(gè)通信控制芯片都進(jìn)行復(fù)位，轉(zhuǎn)向步驟A。
2.根據(jù)權(quán)利要求1星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信方法，其特征在于:步驟C中，主、從通信控制芯片各設(shè)置有兩個(gè)看門狗，其中一個(gè)看門狗由本通信控制芯片喂狗，另一看門狗由另一個(gè)通信控制芯片喂狗；若某一通信控制芯片至少連續(xù)3個(gè)看門狗周期都引起交叉喂狗的另一通信控制芯片看門狗復(fù)位，則說明該芯片整體工作不正常；若某一通信控制芯片自己的看門狗至少連續(xù)3次復(fù)位，說明該通信控制芯片自身工作不正常。
3.根據(jù)權(quán)利要求2星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信方法，其特征在于:當(dāng)某一通信控制芯片自己的看門狗至少連續(xù)3次復(fù)位時(shí)，傳送給另一通信控制芯片信號(hào)，告知另一通信芯片，本通信控制芯片工作不正常。
4.一種星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信裝置，包括互為備份的主通信控制芯片、從通信控制芯片和總線驅(qū)動(dòng)模塊，主通信控制芯片或者從通信控制芯片占用總線接口的數(shù)據(jù)總線和地址總線，其特征在于:在所述的主通信控制芯片和從通信控制芯片上各設(shè)置有兩個(gè)看門狗模塊，每個(gè)通信控制芯片上的兩個(gè)看門狗模塊分別由本通信控制芯片喂狗和其它一個(gè)通信控制芯片喂狗。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的星載電子設(shè)備的雙工冗余備份總線通信裝置，其特征在于:所述的主通信控制芯片和從通信控制芯片之間設(shè)置信號(hào)相互傳送通道，當(dāng)一個(gè)通信控制芯片工作不正常時(shí)，通過所述的信號(hào)相互傳送通道向?qū)Ψ桨l(fā)送本通信控制芯片工作不正常的信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G06F11/20GK103853626SQ201210522324
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月7日
【發(fā)明者】黃旭, 張迎春, 柯廣賢 申請(qǐng)人:深圳航天東方紅海特衛(wèi)星有限公司