CN104484246A - 一种综合控制器切换系统 - Google Patents

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CN104484246A CN201410741277.XA CN201410741277A CN104484246A CN 104484246 A CN104484246 A CN 104484246A CN 201410741277 A CN201410741277 A CN 201410741277A CN 104484246 A CN104484246 A CN 104484246A
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范超
陈国�
王卫东
王建生
解文涛
张伟栋
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Abstract

本发明是一种综合控制器切换系统，包括电源模块、输入输出模块、依次连接的大容量模块、数据处理模块、数字地图模块、视频转换模块以及交换机模块；输入输出模块与电源模块连接，交换机模块是两个，电源模块、输入输出模块、大容量模块、数据处理模块、数字地图模块、视频转换模块分别与两个交换机模块连接；本发明输入输出模块作为综合任务处理机的系统控制器、FC网络控制器、MBI总线控制器，采用热备份设计。当作为系统主控单元的输入输出模块故障或人工切换时，综合任务处理机的系统控制器、FC网络控制器、MBI总线控制器可自动切换，提高了系统的可靠性。

Description

一种综合控制器切换系统
技术领域
本发明属于综合任务处理机控制器切换技术领域，尤其是一种应用于综合任务处理机的综合控制器切换系统。
背景技术
综合任务处理机作为航空电子系统的核心单元，采用模块化设计。输入输出模块除完成系统要求的应用功能外还作为系统控制器、FC网络控制器，MBI总线控制器。为提高系统可靠性，输入输出模块采用热备份设计，需要设计一种控制器切换技术，当作为系统主控单元的输入输出模块出现故障时实现系统控制器、FC网络控制器、MBI总线控制器的自动切换。
发明内容
为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明设计一种应用于综合任务处理机的综合控制器切换技术，提高了系统可靠性。
本发明的技术解决方案是：一种综合控制器切换系统，其特征在于：所述系统包括电源模块、输入输出模块、依次连接的大容量模块、数据处理模块、数字地图模块、视频转换模块以及交换机模块；所述输入输出模块与电源模块连接，所述交换机模块是两个，所述电源模块、输入输出模块、大容量模块、数据处理模块、数字地图模块、视频转换模块分别与两个交换机模块连接；
所述输入输出模块采用热备份方式，使用SYSFAIL#信号、FCFAILI#信号、MBIFAIL#信号进行状态转移控制；一个模块的SYSFAILOUT#与另一个模块的SYSFAILIN#相连；SYSFAILOUT#有效表示本模块系统控制器故障，SYSFAILIN#有效表示另一个模块系统控制器故障。
上述输入输出模块(IOM)使用FCFAILOUT#、FCFAILIN#两个信号进行FC网络控制器状态转移控制。
本发明的优点是：输入输出模块作为综合任务处理机的系统控制器、FC网络控制器、MBI总线控制器，采用热备份设计。当作为系统主控单元的输入输出模块故障或人工切换时，综合任务处理机的系统控制器、FC网络控制器、MBI总线控制器可自动切换，提高了系统的可靠性。
附图说明
图1是本发明综合任务处理机系统示意图；
图2是本发明SYSFAILOUT信号产生示意图；
图3是本发明系统控制器转移图；
具体实施方式
本发明是一种综合控制器切换技术，当系统主控模块出现故障时或人工切换时进行系统控制器、FC网络控制器、MBI总线控制器主从关系切换。
系统主控模块作为系统综合控制器，包括系统控制器、FC网络控制器、MBI总线控制器；系统主控模块采用1+1热备份模式；系统上电阶段由通用管理系统设置各控制器主从关系；系统运行阶段由上层应用设置各控制器主从关系；使用SYSFAIL#、FCFAIL#、MBIFAIL#信号进行各控制器主从转移控制；控制器主从关系可人工切换；控制器故障时控制器主从关系自动切换。
综合任务处理机作为航电任务系统的核心平台，采用模块化设计方案，通过标准模块实现所有处理功能。如图1所示综合任务处理机由电源模块、输入输出模块、大容量模块、数据处理模块、数字地图模块、视频转换模块、交换机模块组成。输入输出模块除完成系统要求的应用功能外还作为综合任务处理机的系统控制器、FC网络控制器与MBI总线控制器。
综合任务处理机正常工作模式下采用FC网络作为主干网络，并采用MBI总线实现与机电、飞控、座舱显示等低速设备的通信。降级工作模式下仅输入输出模块运行，综合任务处理机通过MBI总线实现与外部低速设备的通信。
输入输出模块作为综合任务处理机的系统控制器、FC网络控制器、MBI总线控制器，采用热备份设计。使用SYSFAIL#信号、FCFAILI#信号、MBIFAIL#信号进行状态转移控制，上电阶段由通用系统管理软件设置系统控制器、FC网络控制器、MBI总线控制器，运行状态由上层应用软件设置系统控制器、FC网络控制器、MBI总线控制器。具体设计如下：
输入输出模块(以下简称IOM)使用SYSFAILOUT#、SYSFAILIN#两个信号进行系统控制器状态转移控制。一个模块的SYSFAILOUT#与另一个模块的SYSFAILIN#相连。SYSFAILOUT#有效表示本模块系统控制器故障，SYSFAILIN#有效表示另一个模块系统控制器故障。模块复位后SYSFAILOUT#有效，在进行控制器仲裁前，CPU写寄存器清除该信号，该操作在上电后9.92s内完成，在该时间后CPU不能清除SYSFAILOUT信号。IOM使用定时器进行系统控制器仲裁操作，定时器先递减到零的模块先进行控制器仲裁操作。IOM1定时器初值为9.92s，IOM2定时器初值为12.40s，IOM1先进行控制器仲裁操作，IOM2后进行控制器仲裁操作。定时器的计时脉冲由33MHz时钟分频产生。模块上电阶段通用管理系统根据SYSFAILIN#和SYSFAILOUT#状态设置IOM模块主从关系，运行阶段由应用软件根据SYSFAILIN#和SYSFAILOUT#状态设置IOM模块主从关系。模块状态转换图如图3所示，系统规定模块状态转移不可逆。
SYSFAILOUT#有效的条件为电源故障、看门狗报故障、自测试报故、硬件报故以及软件故障，这是在IOM中实现的故障管理逻辑。
看门狗报故障由看门狗电路产生，连续三次看门狗报故，触发SYSFAILOUT#。
电源故障由电源检测电路产生。为克服电信号热噪声，在电源故障信号输入端加硬件滤波器，滤波时间为1ms，可滤除小于1ms的脉冲信号。
自测试报故是CPU主动进行写操作产生的信号，CPU在进行自测试时检测到硬件错误以及软件错误时，如果该错误影响模块作为系统控制器功能的运行，进行写寄存器置位操作，产生SYSFAILOUT#信号。应使用软件滤波器进行故障滤波，克服随机故障。
软件故障包括代码故障以及功能故障。如果该错误影响模块作为系统控制器功能的运行，进行写寄存器置位操作，产生SYSFAILOUT#信号。使用软件滤波器进行故障滤波，克服随机故障。
当两个模块SYSFAILOUT#均有效时由硬件产生IMPFAIL#信号，表示综合任务处理机故障。
输入输出模块(以下简称IOM)使用FCFAILOUT#、FCFAILIN#两个信号进行FC网络控制器状态转移控制，模块上电阶段由通用系统管理软件根据FCFAILIN#和FCFAILOUT#状态设置系统FC网络控制器，运行阶段由应用软件根据FCFAILIN#和FCFAILOUT#状态设置系统FC网络控制器。
设置FC网络控制器时同时考虑系统控制器设置是否合理，不合理则同时进行系统控制器转移或进入降级工作模式。如果进入降级工作模式则降级过程不进行系统控制器转移。
FC网络的故障处理，包括三种情况：
FC接口可以进行通信，但FC通信接口校验报错、PCI-E通信接口校验报错，这些故障可包括在硬件故障类型中，CPU设置硬件故障，产生SYSFAILOUT信号；
网络内部看门狗报故，可以产生中断到CPU，这时可进行计数滤波，根据滤波情况产生SYSFAILOUT信号；
FC接口不能进行通信，这时网络看门狗机制报故，但是由于中间FNM模块存在，故障发生情况较复杂。
IOM2的网络看门狗报故，可能发生故障之处为：
IOM1网络接口故障；
IOM1-FNM传输线故障；
FNM模块故障；
IOM2-FNM传输线故障；
IOM2网络接口故障。
只有第a、b两种情况，需进行控制器转移。因此，当IOM2的网络看门狗报故后，可以启动一次自发自收测试，如果消息收发正常，则认为第c、d、e三种情况不存在，进行控制器转移。
对上述情况可进行多次重试以便滤除随机故障。
对MBI故障处理，系统规定：
MBI BC可单独转移，即系统控制器和MBI BC可不在一个模块中；
IOM1中的三个MBI接口为三条总线的缺省总线BC；
总线BC转移不可逆；
当IOM1与IOM2同一条MBI总线故障时，由硬件产生IMPFAIL#信号，表示综合任务处理机故障；
系统控制器转移时MBI BC强制转移。
定义六对差分信号线：MBI1FAILOUT+、MBI1FAILOUT-；MBI2FAILOUT+、MBI2FAILOUT-；MBI3FAILOUT+、MBI3FAILOUT-、MBI1FAILIN+、MBI1FAILIN-；MBI2FAILIN+、MBI2FAILIN-；MBI3FAILIN+、MBI3FAILIN-,一个模块的MBIFAILOUT#与另一个模块的MBIFAILIN#相连。MBIFAILOUT#有效表示本模块系统控制器故障，MBIFAILIN#有效表示另一个模块系统控制器故障。当IOM1的第一路MBI接口故障时，则发出MBI1FAIL信号，但其余两路仍可用。MBIXFAIL报故的条件是MBI接口部分故障，该部分包括MBI管理控制器、双口存储器、MBI协议芯片以及耦合变压器故障。MBI内部看门狗报故是产生MBIXFAIL的条件之一。MBI BC转移的条件是：网络看门狗报故障和MBIXFAIL有效。
模块上电阶段通用系统管理软件根据MBIFAILIN#和MBIFAILOUT#状态设置系统MBI总线控制器，运行阶段由应用软件根据MBIFAILIN#和MBIFAILOUT#状态设置系统MBI总线控制器。

Claims (2)

1.一种综合控制器切换系统，其特征在于：所述系统包括电源模块、输入输出模块、依次连接的大容量模块、数据处理模块、数字地图模块、视频转换模块以及交换机模块；所述输入输出模块与电源模块连接，所述交换机模块是两个，所述电源模块、输入输出模块、大容量模块、数据处理模块、数字地图模块、视频转换模块分别与两个交换机模块连接；
所述输入输出模块采用热备份方式，使用SYSFAIL#信号、FCFAILI#信号、MBIFAIL#信号进行状态转移控制；一个模块的SYSFAILOUT#与另一个模块的SYSFAILIN#相连；SYSFAILOUT#有效表示本模块系统控制器故障，SYSFAILIN#有效表示另一个模块系统控制器故障。
2.根据权利要求1所述的综合控制器切换系统，其特征在于：所述输入输出模块(IOM)使用FCFAILOUT#、FCFAILIN#两个信号进行FC网络控制器状态转移控制。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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