一種三余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于航空電子飛控系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種三余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 飛行控制計(jì)算機(jī)是數(shù)字電傳飛行控制系統(tǒng)的核心部件，然而單余度數(shù)字電傳飛行 控制系統(tǒng)的可靠性相比于機(jī)械操縱系統(tǒng)大大降低，為提高系統(tǒng)的安全性和任務(wù)可靠性，目 前飛行控制計(jì)算機(jī)多采用多余度技術(shù)（通常采用三余度或四余度配置）。對(duì)于無人作戰(zhàn)飛 機(jī)，從系統(tǒng)可靠性指標(biāo)、重量、體積、功耗、費(fèi)用和系統(tǒng)復(fù)雜性等多方面綜合考慮，目前多采 用三余度電傳飛行控制系統(tǒng)。余度技術(shù)的核心是余度管理，余度管理策略的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)是 余度系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分，在一定程度上決定著系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。對(duì)于三余度飛行控 制計(jì)算機(jī)，輸入和輸出信號(hào)可以通過中央處理器（CPU)內(nèi)余度管理軟件的監(jiān)控表決算法實(shí) 現(xiàn)信號(hào)正常或故障的判斷，并對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別、隔離、申報(bào)及重構(gòu)等，而對(duì)于CPU本身如果 由CPU自己來判斷正?；蚬收?，判斷結(jié)果往往是不可靠的，因此對(duì)于CPU本身以及計(jì)算機(jī)本 通道的正?；蚬收系呐袛?，需要采用專門硬件實(shí)現(xiàn)通道故障邏輯算法來判斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種三余度計(jì)算機(jī)的通道故障邏輯 算法，算法由專門的硬件電路實(shí)現(xiàn)，通過特定的算法分別對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)的電源、看門狗定時(shí) 器、計(jì)算機(jī)輸出指令、同步、CPU自監(jiān)控結(jié)果等進(jìn)行判斷，再將判斷結(jié)果按照預(yù)先指定的故障 邏輯關(guān)系算法進(jìn)行綜合，來監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
[0004] 本發(fā)明三余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算法，通過對(duì)以下A、B、C、D四個(gè)故障進(jìn)行邏輯 與運(yùn)算來判斷某一計(jì)算機(jī)通道故障進(jìn)行邏輯判斷：
[0005]A、判斷電源監(jiān)控故障；
[0006]B、判斷看門狗監(jiān)控故障；
[0007]C、判斷自身CPU故障；
[0008]D、獲取其余兩個(gè)通道對(duì)本通道CPU故障的邏輯判斷，
[0009] 其中，其余兩個(gè)通道對(duì)本通道CPU故障的判斷均為故障時(shí)，則置D為故障，否則置D為正常；當(dāng)A、B、C、D均為正常時(shí)，才置該通道為正常，否則該通道為故障。
[0010] 優(yōu)選的是，所述自身CPU故障包括同步監(jiān)控故障、計(jì)算機(jī)輸出指令監(jiān)控故障和CPU自監(jiān)控故障中的至少一種故障。
[0011] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，通過硬件檢測(cè)二次電源電壓是否在設(shè)備安全有效的 范圍內(nèi)進(jìn)行所述電源監(jiān)控故障的判斷。
[0012] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述計(jì)算機(jī)輸出指令監(jiān)控故障包括計(jì)算機(jī)對(duì)三個(gè)通 道解算的控制律舵面指令進(jìn)行監(jiān)控，所述指令通過AINC659總線獲得。
[0013] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述計(jì)算機(jī)輸出指令監(jiān)控故障時(shí)，當(dāng)三余度信號(hào)均 有效但輸出結(jié)果不同時(shí)，采用如下方式進(jìn)行故障邏輯判斷：
[0014]a)計(jì)算三余度有效信號(hào)最大值與最小值之間的差值；
[0015]b)若最大與最小信號(hào)之差小于故障門限，則將各通道奇異和非奇異故障計(jì)數(shù)器清 零；
[0016] c)若最大與最小信號(hào)之差大于故障門限，則需計(jì)算相鄰兩兩信號(hào)的差值；
[0017] d)通過相鄰兩兩信號(hào)的差值判斷全部信號(hào)狀態(tài)。
[0018] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述同步監(jiān)控故障采用"雙握手"算法來保證通道間 任務(wù)同步，兩次握手判斷失步的邏輯關(guān)系為"或"關(guān)系。
[0019] 在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述CPU自監(jiān)控故障中，判斷CPU自檢測(cè)正常的方法 為CPU故障寄存器標(biāo)志正常、ARINC659總線標(biāo)志正常、運(yùn)算結(jié)果正常以及任務(wù)流正常的邏 輯關(guān)系為"與"關(guān)系。
[0020] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案包括以下有益效果：本發(fā)明提供的三余度計(jì)算機(jī)通道故障 邏輯算法由專門的硬件電路實(shí)現(xiàn)，克服了由其本身檢測(cè)帶來的結(jié)果不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。
【附圖說明】
[0021] 圖1是按照本發(fā)明三余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算法的一優(yōu)選實(shí)施例的監(jiān)控邏輯 關(guān)系不意圖。
[0022] 圖2是圖1所示實(shí)施例的本通道CPUV監(jiān)控邏輯示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 這里將詳細(xì)地對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及 附圖時(shí)，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。
[0024] 本發(fā)明三余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算法，通過對(duì)以下A、B、C、D四個(gè)故障進(jìn)行邏輯 與運(yùn)算來判斷某一計(jì)算機(jī)通道故障進(jìn)行邏輯判斷：
[0025] A、判斷電源監(jiān)控故障；
[0026] B、判斷看門狗監(jiān)控故障；
[0027] C、判斷自身CPU故障；
[0028] D、獲取其余兩個(gè)通道對(duì)本通道CPU故障的邏輯判斷，
[0029] 其中，其余兩個(gè)通道對(duì)本通道CPU故障的判斷均為故障時(shí)，則置D為故障，否則置 D為正常；當(dāng)A、B、C、D均為正常時(shí)，才置該通道為正常，否則該通道為故障。
[0030] 需要說明的是，本實(shí)施例以及圖1和圖2中，DPV_F_X:X通道對(duì)本通道的正常/故 障判斷結(jié)果；DPV_F_Y:Y通道對(duì)本通道的正常/故障判斷結(jié)果；FR:故障恢復(fù)指令；RESET: 硬件復(fù)位；CPUV_TX:本通道狀態(tài)發(fā)送給X通道；CPUV_TY:本通道狀態(tài)發(fā)送給Y通道；LDPV: 本通道數(shù)字機(jī)狀態(tài)。
[0031] 在本實(shí)施例中，具體的包括以下幾個(gè)方法：
[0032] 1?電源監(jiān)控（PSV)
[0033] 電源模塊的故障監(jiān)控和管理是指對(duì)系統(tǒng)所使用的二次電源電壓（包括5V，±15V) 進(jìn)行監(jiān)控，通過硬件檢測(cè)二次電源電壓是否均在有效范圍內(nèi)，如果全都在有效范圍內(nèi)則置 電源監(jiān)控有效（PSV有效），否則置PSV無效（即二次電源監(jiān)控故障）。
[0034] 2.看門狗監(jiān)控（WDV)
[0035] 正常情況下，主處理器CPU在軟件控制下按一定的周期清除看門狗線路，如果在 規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（如50ms)未正常清除看門狗，則認(rèn)為看門狗輸出失效（WDV失效）。
[0036] 3.計(jì)算機(jī)輸出指令監(jiān)控
[0037] 各通道計(jì)算機(jī)對(duì)其他兩個(gè)通道計(jì)算機(jī)解算的控制律舵面指令（通過AINC659總線 獲得），以及本通道解算的控制律舵面指令進(jìn)行監(jiān)控，如果監(jiān)控出本通道指令故障，則置本 通道CPU監(jiān)控故障（CPUV故障），如果監(jiān)控出其他通道故障，則置其他通道故障，并通知其 他通道本通道對(duì)其他通道數(shù)字機(jī)監(jiān)控的結(jié)果（DPV_TX，DPV_TY)。僅當(dāng)三余度信號(hào)均有效時(shí) 才對(duì)指令進(jìn)行監(jiān)控，兩余度或者單余度有效時(shí)不監(jiān)控，直接置本通道指令正常，監(jiān)控策略如 下：
[0038] a)計(jì)算三余度有效信號(hào)最大值與最小值之間的差值；
[0039] b)若最大與最小信號(hào)之差小于故障門限，則將各通道奇異和非奇異故障計(jì)數(shù)器清 零；
[0040] C)若最大與最小信號(hào)之差大于故障門限，則需計(jì)算相鄰兩兩信號(hào)的差值；
[0041] d)通過相鄰兩兩信號(hào)的差值判斷全部信號(hào)狀態(tài)?？赡軤顟B(tài)見表1。
[0042] 表1兩兩信號(hào)差值的可能狀態(tài)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種S余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算法，其特征在于；通過對(duì)W下A、B、C、D四種情況 進(jìn)行故障監(jiān)控與運(yùn)算來對(duì)=余度計(jì)算機(jī)的某一通道故障進(jìn)行邏輯判斷： A、 判斷電源是否故障； B、 判斷看口狗是否故障； C、 判斷自身CPU是否故障； D、 獲取其余兩個(gè)通道對(duì)本通道CPU故障的邏輯判斷結(jié)果， 其中，其余兩個(gè)通道對(duì)本通道CPU故障的邏輯判斷結(jié)果均為本通道CPU故障時(shí)，則置D 為故障，否則置D為正常；當(dāng)A、B、C、D均為正常時(shí)，才置所述S余度計(jì)算機(jī)的該通道為正常， 否則該通道為故障。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的=余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算法，其特征在于：所述自身CPU 故障包括同步監(jiān)控故障、計(jì)算機(jī)輸出指令監(jiān)控故障和CPU自監(jiān)控故障中的至少一種故障。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的=余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算法，其特征在于：通過硬件檢 測(cè)二次電源電壓是否在設(shè)備安全有效的范圍內(nèi)進(jìn)行所述電源監(jiān)控故障的判斷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的=余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算法，其特征在于：所述計(jì)算 機(jī)輸出指令監(jiān)控包括計(jì)算機(jī)對(duì)=個(gè)通道解算的控制律駝面指令進(jìn)行監(jiān)控，所述指令通過 AINC659總線獲得。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的=余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算法，其特征在于：所述計(jì)算機(jī) 輸出指令監(jiān)控故障時(shí)，當(dāng)=余度信號(hào)均有效但輸出結(jié)果不同時(shí)，采用如下方式進(jìn)行故障邏 輯判斷： a) 計(jì)算=余度有效信號(hào)最大值與最小值之間的差值； b) 若最大與最小信號(hào)之差小于故障口限，則將各通道奇異和非奇異故障計(jì)數(shù)器清零； C)若最大與最小信號(hào)之差大于故障口限，則需計(jì)算相鄰兩兩信號(hào)的差值； d)通過相鄰兩兩信號(hào)的差值判斷全部信號(hào)狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的=余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算法，其特征在于：所述同步監(jiān) 控故障采用"雙握手"算法來保證通道間任務(wù)同步，兩次握手判斷失步的邏輯關(guān)系為"或"關(guān) 系。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的=余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算法，其特征在于：所述CPU自 監(jiān)控故障中，判斷CPU自檢測(cè)正常的方法為CPU故障寄存器標(biāo)志正常、ARINC659總線標(biāo)志 正常、運(yùn)算結(jié)果正常W及任務(wù)流正常的邏輯關(guān)系為"與"關(guān)系。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種三余度計(jì)算機(jī)通道故障邏輯算法，通過對(duì)電源監(jiān)控；看門狗監(jiān)控；自身CPU監(jiān)控以及獲取其余兩個(gè)通道對(duì)本通道CPU監(jiān)控的邏輯判斷四個(gè)故障進(jìn)行邏輯與運(yùn)算來判斷某一計(jì)算機(jī)通道故障進(jìn)行邏輯判斷，其中，其余兩個(gè)通道對(duì)本通道CPU故障的判斷均為故障時(shí)，則置其為故障，否則置其為正常；當(dāng)四個(gè)監(jiān)控均為正常時(shí)，才置該通道為正常，否則該通道為故障。該邏輯算法由專門的硬件電路實(shí)現(xiàn)，克服了由其本身檢測(cè)帶來的結(jié)果不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。
【IPC分類】G05D1-08
【公開號(hào)】CN104679007
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510103385
【發(fā)明人】呂嘉凱, 張冬, 韓淑梅
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司沈陽(yáng)飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月9日