CN104008452A - 一种用于航电核心系统的容错管理系统其及容错管理方法 - Google Patents

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程春姬
康介祥
洪沛
崔杰
朱剑锋
盛春玲
饶俊文
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Abstract

本发明公开了一种用于航电核心系统的容错管理系统，包含系统容错管理软件、重构配置库生成验证系统，通过对航电核心系统资源和可能发生故障的预先分析，通过事先配置确定故障的处理策略，在系统运行时根据系统资源和故障的实际情况动态的进行分层故障处理，完成了系统的容错管理。本发明通过对航电系统资源整合管理的容错管理方法可在控制成本的情况下最大限度的提高系统的可靠性。

Description

一种用于航电核心系统的容错管理系统其及容错管理方法
技术领域
本发明涉及一种航电系统的容错管理的方法，特别涉及飞机航电核心系统资源的预先配置及运行时动态管理的容错方法。
技术背景
随着科技的不断发展，飞机中的航电系统作为一个复杂的大系统，它的研制成本和使用成本越来越高。航电系统中各子系统资源独占，造成系统资源的浪费。航电核心系统无冗余的方式可靠性低；双机热备份方式也能提高系统的可靠性，但研制成本和使用成本高；各子系统各自为政的资源冗余可进一步降低成本和提高可靠性，但不能适应航电系统综合化、模块化发展的技术要求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种用于航电核心系统的容错管理系统，通过加强对航电系统资源的合理配置和管理，在确保系统实时性、安全性和可靠性的基础上，最大限度的降低系统资源的冗余、降低成本、提高系统的可信度。
本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：
一种用于航电核心系统的容错管理系统，包含系统容错管理软件、重构配置库生成验证系统；
所述重构配置库生成验证系统根据系统容错管理软件确定的系统容错管理架构对管理架构和预先故障处理方式进行配置；
所述系统容错管理软件根据具体的航电核心系统的资源情况，预先对系统资源的管理架构、可能发生的故障情况以及故障的处理模式进行配置，然后根据配置的系统资源的管理架构构建系统级、综合区和资源级的三态容错管理架构，以及在系统运行时，不同级别的资源容错管理软件各自独立的负责自己的管辖范围并对自己的管辖范围内发生的故障进行诊断，对本级别不能处理的故障向上一级管理进行汇报、请求处理。
进一步，容错管理系统还包含故障注入服务软件，用于对验证系统输入的故障进行解析，并报告给系统容错管理软件，系统容错管理软件根据故障名、故障级别和发生的故障次数等信息进行相应容错机制的实施，验证系统容错管理系统的容错特性。
进一步，所述系统容错管理软件包含安全管理软件、配置管理软件、健康监控软件、故障管理软件；其中
所述安全管理软件负责系统敏感数据的存储、处理、交换以及保证传送的安全性；
所述配置管理软件负责系统初始化配置和重配置，配置表的选择和系统中配置表的同步；
所述健康监控软件对资源的状态进行监控，对故障进行收集和过滤，将已确认的故障及故障信息进行报告；
所述故障管理软件对健康监控软件报告的故障进行标识、过滤、限制、定位、隔离，使系统具有故障容忍功能。
本发明的另一目的在于提供一种用于航电核心系统的容错管理系统的容错管理方法，包含以下步骤：
A)、根据具体的航电核心系统的资源情况，系统容错管理软件构建系统级(AC)、综合区级(IA)和资源级(RE)的三态容错管理架构；
B)、确定系统容错管理架构后，通过重构配置库生成验证系统对管理架构和预先故障处理方式进行配置；
C)、系统运行时，驻留在模块中的不同级别的容错管理软件各自独立的负责自己的管辖范围，对管辖范围内的故障进行诊断、根据故障的具体情况进行屏蔽、隔离和定位，对不能处理的故障向上一级别的节点进行汇报、请求处理。
进一步，所述的容错管理方法还包含以下步骤：D)、驻留在航电核心系统上的故障注入服务软件对验证系统输入的故障进行解析，并报告给系统容错管理软件，系统容错管理软件根据故障名、故障级别和发生的故障次数等信息进行相应容错机制的实施，验证系统容错管理系统的容错特性。
本发明的有益效果为：以较小的系统资源成本的进行系统的容错管理，满足了航电系统综合化、模块化所需的资源统一管理的同时，实现了系统可靠性的提高、降低成本。采用可配置的系统管理架构，可应用于不同的的航电核心系统，效果良好，值得推广。
附图说明
图1为本发明一种用于航电核心系统的容错管理系统的结构示意图；
图2为实施例中航电核心系统容错管理架构示意图；
图3为实施例中容错管理系统故障处理步骤示意图；
图4为实施例中故障注入验证系统示意图。
具体实施方式
此方法根据航电核心系统构建管理架构，并根据系统资源和可能发生的系统资源故障情况，采用逻辑分层方式(即进程级、分区级、模块级和系统级)、先局部后整体的故障处理顺序，预先对硬件资源以及硬件资源故障时驻留的应用软件的驻留情况进行配置(即静态配置)。在系统运行时根据实际发生的故障情况动态调用预先设定的配置表的应用软件配置情况，通过采用应用软件驻留物理位置无关的通信中间件技术，实现航电系统资源的有效使用、自容错能力并提高航电系统的可靠性(即动态管理)。
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
本发明实施方案流程如下：
驻留在模块中的容错管理系统由系统容错管理软件、故障注入验证系统和重构配置库生成验证系统组成，示意图如图1所示。
根据具体的航电核心系统的资源情况，系统容错管理软件构建系统级(AC)、综合区级(IA)和资源级(RE)的三态容错管理架构。系统级(AC)负责整个系统的资源管理，可含多个综合区级。综合区级(IA)负责某个区域资源的管理，可含多个资源级。资源级(RE)负责某个资源的具体管理。例如：一个系统由7块通用处理模块(CFM)构成，有一个模块(CFM5)为系统冗余模块，则可如图2构建系统容错管理架构。
确定系统容错管理架构后，通过重构配置库生成验证系统对管理架构和预先故障处理方式(应考虑到模块出现故障的各种情况)进行配置。重构配置库配置内容包括：容错管理体系架构配置、容错重构策略配置和故障处理配置。通过配置信息的合理性和合法性检验，生成用户指定的数据格式配置信息文件。
系统运行时，驻留在模块中的不同级别的容错管理软件各自独立的负责自己的管辖范围，对管辖范围内的故障进行诊断、根据故障的具体情况进行屏蔽、隔离和定位，对不能处理的故障向上一级别的节点进行汇报、请求处理。一般情况下，资源级含模块内分区的故障处理，综合区级含模块的故障处理，系统级含子系统级的故障处理。其故障处理步骤示意图如图3所示。在图1的管理架构中，冗余资源RE5可被四个综合区(IA-1、IA-1-1、IA-1-2和IA-2)使用。
为验证系统的容错管理能力，用户首先预测可能发生的故障，整理后通过系统配置库生成验证系统对需注入的故障进行配置。用户根据故障注入库的故障配置情况注入故障，故障注入验证软件将注入的故障注入目标机系统。驻留在目标机上的故障注入服务软件对故障进行解析，并报告给系统容错管理软件，系统容错管理软件根据故障名、故障级别和发生的故障次数等信息进行相应容错机制的实施，验证系统容错管理系统的容错特性。
本发明及其变型都属于保护范畴。

Claims (5)

1.一种用于航电核心系统的容错管理系统，包含系统容错管理软件、重构配置库生成验证系统；
所述重构配置库生成验证系统根据系统容错管理软件确定的系统容错管理架构对管理架构和预先故障处理方式进行配置；
所述系统容错管理软件根据具体的航电核心系统的资源情况，预先对系统资源的管理架构、可能发生的故障情况以及故障的处理模式进行配置，然后根据配置的系统资源的管理架构构建系统级、综合区和资源级的三态容错管理架构，以及在系统运行时，不同级别的资源容错管理软件各自独立的负责自己的管辖范围并对自己的管辖范围内发生的故障进行诊断，对本级别不能处理的故障向上一级管理进行汇报、请求处理。
2.根据权利要求1所述的一种用于航电核心系统的容错管理系统，其特征在于还包含故障注入服务软件，用于对验证系统输入的故障进行解析，并报告给系统容错管理软件，系统容错管理软件根据故障名、故障级别和发生的故障次数等信息进行相应容错机制的实施，验证系统容错管理系统的容错特性。
3.根据权利要求1所述的一种用于航电核心系统的容错管理系统，其特征在于所述系统容错管理软件包含安全管理软件、配置管理软件、健康监控软件、故障管理软件；其中
所述安全管理软件负责系统敏感数据的存储、处理、交换以及保证传送的安全性；
所述配置管理软件负责系统初始化配置和重配置，配置表的选择和系统中配置表的同步；
所述健康监控软件对资源的状态进行监控，对故障进行收集和过滤，将已确认的故障及故障信息进行报告；
所述故障管理软件对健康监控软件报告的故障进行标识、过滤、限制、定位、隔离，使系统具有故障容忍功能。
4.根据权利要求1所述的一种用于航电核心系统的容错管理系统的容错管理方法，包含以下步骤：
A)、根据具体的航电核心系统的资源情况，系统容错管理软件构建系统级、综合区级和资源级的三态容错管理架构；
B)、确定系统容错管理架构后，通过重构配置库生成验证系统对管理架构和预先故障处理方式进行配置；
C)、系统运行时，驻留在模块中的不同级别的容错管理软件各自独立的负责自己的管辖范围，对管辖范围内的故障进行诊断、根据故障的具体情况进行屏蔽、隔离和定位，对不能处理的故障向上一级别的节点进行汇报、请求处理。
5.根据权利要求4所述的容错管理方法，其特征在于还包含以下步骤：D)、驻留在航电核心系统上的故障注入服务软件对验证系统输入的故障进行解析，并报告给系统容错管理软件，系统容错管理软件根据故障名、故障级别和发生的故障次数等信息进行相应容错机制的实施，验证系统容错管理系统的容错特性。
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