一種模塊余度的綜合處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于嵌入式處理系統(tǒng)技術(shù)在車載電子綜合化領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其是一種支持模塊1+1余度備份的綜合處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前隨著特種車輛車載電子系統(tǒng)不斷需要高度集成和綜合化，需要實現(xiàn)一套典型的車載綜合核心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，實現(xiàn)任務(wù)執(zhí)行集中化、信息處理綜合化、操作控制人性化、尚度集成，尚可靠性，尚實時性等要求。
[0003]以往的車輛電子系統(tǒng)中存在多個分立式電子處理部件，信息互聯(lián)困難，功能綜合程度低，隨著車載系統(tǒng)功能的迅速提高，亟需一套綜合處理機(jī)來滿足車載電子系統(tǒng)綜合化的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決【背景技術(shù)】中所存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種模塊余度的綜合處理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，用于解決車載綜合化過程中對物理綜合、功能綜合、資源共享及高可用性等方面的問題，實現(xiàn)任務(wù)執(zhí)行集中化、信息處理綜合化、操作控制人性化、高度集成，高可靠性，高實時性等要求。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種模塊余度的綜合處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括處理機(jī)，由機(jī)箱和內(nèi)部功能模塊構(gòu)成；其特征在于:所述內(nèi)部功能模塊包括電源模塊、中央處理器模塊、實時控制模塊、多媒體模塊、公共接口模塊以及母板模塊；所述電源模塊、中央處理器模塊、實時控制模塊、多媒體模塊均分別與公共接口模塊和母板模塊連接；所述電源模塊、中央處理器模塊、實時控制模塊、多媒體模塊均采用1+1備份形式。
[0006]上述電源模塊是兩塊相同電源模塊采用集中式冗余備份供電。
[0007]上述中央處理器模塊實現(xiàn)任務(wù)調(diào)度執(zhí)行，任務(wù)存儲分發(fā)，解算數(shù)據(jù)記錄等功能；并實現(xiàn)車炮長鍵盤鼠標(biāo)RS422接口，以及1553B總線接口。
[0008]上述實時控制模塊是兩個相同模塊，實現(xiàn)雙余度備份接口傳輸，實現(xiàn)RS422，信號，車載總線信號，模擬量輸入采集，離散量輸入輸出接口。
[0009]上述多媒體處理模塊是兩個相同模塊來實現(xiàn)雙余度備份，完成圖形生成、視頻切換、疊加、壓縮、記錄、圖像自動跟蹤解算及語音告警功能。
[0010]本發(fā)明模塊余度的綜合處理系統(tǒng)，用于解決車載綜合化過程中對物理綜合、功能綜合、資源共享及高可用性等方面的問題，實現(xiàn)任務(wù)執(zhí)行集中化、信息處理綜合化、操作控制人性化、尚度集成，尚可靠性，尚實時性等要求。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明模塊余度的綜合處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是各個模塊上所配置的軟件和應(yīng)用示意圖；
[0013]圖3是系統(tǒng)工作流程圖；
[0014]圖4是電源模塊原理框圖；
[0015]圖5通用處理模塊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖6是實時控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖7是多媒體模塊原理示意圖；
[0018]圖8是公共接口模塊原理示意圖；
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明模塊余度的綜合處理系統(tǒng)架構(gòu)結(jié)構(gòu)具體實現(xiàn)如下:VIDP硬件主要包括處理機(jī)一臺，由機(jī)箱和內(nèi)部功能模塊構(gòu)成。為實現(xiàn)系統(tǒng)功能需求和冗余備份功能，電源模塊采用1+1備份、中央處理器模塊采用1+1備份，實時控制模塊采用1+1備份、多媒體模塊采用1+1備份形式，參見圖1。資源分配采用本地管理加開設(shè)共享區(qū)的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，備份選通采用模塊級選通形式；
[0020]電源模塊:采用1+1結(jié)構(gòu)供電模式，即采用兩塊相同電源模塊采用集中式冗余備份供電形式，模塊設(shè)計原理見圖4 ;
[0021]中央處理器模塊，采用1+1的方式備份，實現(xiàn)任務(wù)調(diào)度執(zhí)行，任務(wù)存儲分發(fā)，解算數(shù)據(jù)記錄等功能，并實現(xiàn)車炮長鍵盤鼠標(biāo)RS422接口，以及1553B總線接口，模塊設(shè)計原理見圖5 ；
[0022]實時控制模塊:采用兩塊同樣模塊來實現(xiàn)雙余度備份接口傳輸，實現(xiàn)RS422，信號，車載總線信號，模擬量輸入采集，離散量輸入輸出等接口，模塊設(shè)計原理見圖6 ;
[0023]多媒體處理模塊:采用兩塊同樣模塊來實現(xiàn)雙余度備份，其功能是圖形生成、視頻切換、疊加、壓縮、記錄、圖像自動跟蹤解算及語音告警功能，模塊設(shè)計原理見圖7 ;
[0024]公共接口模塊:用于對雙余度輸入輸出信號進(jìn)行選通切換，負(fù)責(zé)cPCI總線仲裁以及實現(xiàn)以太網(wǎng)交換模塊的功能，模塊設(shè)計原理見圖8 ;
[0025]母板模塊:提供CPCI底版連接。
[0026]對應(yīng)軟件典型配置如下(典型配置，不限于此):基于硬件結(jié)構(gòu)，各個功能模塊上分別運(yùn)行自己的程序(操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序、系統(tǒng)管理和BIT測試程序)，模塊之間不存在同步和互斥的問題，只是備份模塊要定時備份執(zhí)行模塊上的數(shù)據(jù)(由系統(tǒng)管理軟件實現(xiàn))，便于在執(zhí)行模塊發(fā)生故障時，備份模塊可以接替執(zhí)行。
[0027]軟件規(guī)模成倍增加，各個應(yīng)用任務(wù)之間的交聯(lián)關(guān)系更是日趨復(fù)雜，因此，除了采用高性能CPU處理器外，還需配備具有分區(qū)功能的嵌入式實時操作系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用任務(wù)管理。
[0028]在CPMl和CPM2模塊上，提供模塊支持層軟件(MSL)，并駐留有ACoreOS 653操作系統(tǒng)、系統(tǒng)管理和應(yīng)用程序。
[0029]在MDMl和MDM2模塊上，提供板級支持包(BSP)，并駐留有ACoreOS 1.1操作系統(tǒng)、系統(tǒng)管理和應(yīng)用程序。
[0030]在RCMl和RCM2模塊上，也可無操作系統(tǒng)，僅駐留系統(tǒng)管理和應(yīng)用程序。
[0031]軟件架構(gòu)示意見圖2。
[0032]系統(tǒng)正常上電工作時，工作流程設(shè)計如下:
[0033]I)給VIDP整機(jī)通入+28V電源后，接通AAP信號，使VIDP內(nèi)部電源開始工作，輸出+5V, +12V, -12V電壓，給VIDP內(nèi)部各個模塊加電工作；
[0034]2)各個模塊加電后各自進(jìn)行上電測試，上電初始化，保存各自自檢結(jié)果，通過采集ID號識別自己的槽位；
[0035]3)默認(rèn)O號槽位的CPMl自檢正常時獲得cPCI的系統(tǒng)控制板地位，CPMl向各個模塊查詢上電自檢結(jié)果并按照制定格式存儲記錄。
[0036]4) CPMl模塊啟動任務(wù)分區(qū)管理，將任務(wù)程序通過PCI總線加載至各個模塊，各模塊啟動應(yīng)用程序；
[0037]5)各模塊均自檢正常的情況下，默認(rèn)使用CPMl，RCMl，MDMl執(zhí)行任務(wù)，在應(yīng)用程序執(zhí)行過程中，執(zhí)行任務(wù)的模塊定期向其備份模塊轉(zhuǎn)發(fā)執(zhí)行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息，并且其自身資源按照指定周期進(jìn)行自檢測，將報告給各自的備份模塊和主控模塊，如CPMl報告給CPM2，RCMl報告給RCM2 ;同時接收人工命令，判斷是否需要進(jìn)行某種模塊的切換工作；
[0038]6)如果沒有按時轉(zhuǎn)發(fā)，或者按時上報或者上報故障信息，或者有人工命令要求，其備份模塊可通過控制硬件信號將故障模塊關(guān)閉，并使其從cPCI總線上斷開，以免影響cPCI總線，自身按照最近一次收到的執(zhí)行狀態(tài)數(shù)據(jù)信息開始執(zhí)行，并通過cPCI總線控制PIM模塊進(jìn)行信號選通，將輸入輸出信號選通為自己的模塊信號，達(dá)到備份冗余的效果，并將本次故障信息、備份操作情況按照制定格式記錄，以供調(diào)用查看分析；
[0039]7)備份模塊在監(jiān)控執(zhí)行模塊狀態(tài)的同時，也需進(jìn)行周期自檢測，并報告?zhèn)€執(zhí)行模塊，當(dāng)不能按時上報或者上報有故障信息時，執(zhí)行模塊也可通過控制硬件信號將故障模塊關(guān)閉，并使其從cPCI總線上斷開，以免影響cPCI總線，然后通知當(dāng)時的主控模塊(CPM1或者 CPM2)；
[0040]8)當(dāng)主控模塊出現(xiàn)備份切換時，應(yīng)及時通知各個從設(shè)備模塊；
[0041]9)備份冗余策略考慮按照模塊級備份，即當(dāng)有模塊存在故障，系統(tǒng)切換至其備份模塊工作，原因分析:各種接口資源大多在本地模塊利用，如RCM模塊接口數(shù)據(jù)在基板DSP模塊上進(jìn)行控制解算，MDM模塊是將自身生成的圖形與自身接口接收到的視頻信息進(jìn)行疊加切換，圖形追蹤，而自身模塊不便于訪問操作其備份模塊的接口資源，所以應(yīng)該采用模塊級備份。
【主權(quán)項】
1.一種模塊余度的綜合處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括處理機(jī)，由機(jī)箱和內(nèi)部功能模塊構(gòu)成；其特征在于:所述內(nèi)部功能模塊包括電源模塊、中央處理器模塊、實時控制模塊、多媒體模塊、公共接口模塊以及母板模塊；所述電源模塊、中央處理器模塊、實時控制模塊、多媒體模塊均分別與公共接口模塊和母板模塊連接；所述電源模塊、中央處理器模塊、實時控制模塊、多媒體模塊均采用1+1備份形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊余度的綜合處理系統(tǒng)，其特征在于:所述電源模塊是兩塊相同電源模塊采用集中式冗余備份供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊余度的綜合處理系統(tǒng)，其特征在于:所述中央處理器模塊實現(xiàn)任務(wù)調(diào)度執(zhí)行，任務(wù)存儲分發(fā)，解算數(shù)據(jù)記錄等功能；并實現(xiàn)車炮長鍵盤鼠標(biāo)RS422接口，以及1553B總線接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊余度的綜合處理系統(tǒng)，其特征在于:所述實時控制模塊是兩個相同模塊，實現(xiàn)雙余度備份接口傳輸，實現(xiàn)RS422，信號，車載總線信號，模擬量輸入采集，離散量輸入輸出接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊余度的綜合處理系統(tǒng)，其特征在于:所述多媒體處理模塊是兩個相同模塊來實現(xiàn)雙余度備份，完成圖形生成、視頻切換、疊加、壓縮、記錄、圖像自動跟蹤解算及語音告警功能。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種模塊余度的綜合處理系統(tǒng)，系統(tǒng)包括處理機(jī)，由機(jī)箱和內(nèi)部功能模塊構(gòu)成；內(nèi)部功能模塊包括電源模塊、中央處理器模塊、實時控制模塊、多媒體模塊、公共接口模塊以及母板模塊；電源模塊、中央處理器模塊、實時控制模塊、多媒體模塊均分別與公共接口模塊和母板模塊連接；電源模塊、中央處理器模塊、實時控制模塊、多媒體模塊均采用1+1備份形式。本發(fā)明一種模塊余度的綜合處理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，用于解決車載綜合化過程中對物理綜合、功能綜合、資源共享及高可用性等方面的問題，實現(xiàn)任務(wù)執(zhí)行集中化、信息處理綜合化、操作控制人性化、高度集成，高可靠性，高實時性等要求。
【IPC分類】G06F11-16
【公開號】CN104572356
【申請?zhí)枴緾N201410741902
【發(fā)明人】王明, 劉永強(qiáng), 王建生, 高楊, 李成文, 韓嫚莉
【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司第六三一研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月5日