CN105407003A - 一种1553总线的数据加卸载方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种1553总线的数据加卸载方法，规定一种轻量级的数据加卸载，用于完成1553总线下的数据上传和下载，实现配置文件的在线加载、更新与数据文件的下载，本发明包含上传操作和下载操作，这两种操作均以文件为单位进行传输，传输文件以Block为单位进行校验、应答和重传，保证传输正确性和传输效率。本发明支持一次加卸载多个数据文件，增强系统的可维护性，提高系统维护效率，降低维护成本。

Description

一种1553总线的数据加卸载方法

技术领域

本发明属于机载网络通信技术，涉及到1553总线通过数据加卸载方法实现设备统一升级维护的技术。

背景技术

1553总线作为机载网络的二级总线，承担了机电系统的内部互联。近年来，机载系统任务的数据量和复杂度呈几何量级倍增，机载设备的数量也急剧增长，机载网络规模随之增大。但1553总线没有统一的设备升级维护方法，仍采用传统的针对单个机载设备使用专用设施进行升级的维护方式。这种方式需要将机载设备逐个拆卸，再连接专用外接设备进行维护升级。设备拆卸工作操作不便，增加了工作量和维护时间，影响机载设备使用寿命，同时增加人工操作失误带来的危险。

发明内容

为方便维护人员对1553总线整网的维护升级，本发明提出了一种1553总线的数据加卸载方法。本发明中，将总线控制器简称为BC，将便携式维护访问终端简称为PMAT。

本发明的技术方案如下：

一种1553总线的数据加卸载方法，其特征在于，包括以下流程：

1)1553总线处于正常工作状态下，BC若检测到PMAT在线，BC停止1553总线的正常通信，转入加载模式；其中，BC为总线控制器，PMAT为便携式维护访问终端；

2)PMAT读取加卸载文件列表中的第一条加卸载信息，若读取信息成功，在加卸载文件列表中删除该信息，转入步骤3)，否则结束加卸载操作；

3)若上述步骤读取的信息为上传信息，则PMAT在BC的控制下，向读取的信息中包含的目标机发起上传操作请求，转入步骤4)；若上述步骤读取的信息为下载信息，则PMAT在BC的控制下，向读取的信息中包含的目标机发起下载操作请求，转入步骤5)；

4)若目标机接受上传操作请求，则PMAT在BC的控制下，将待上传文件以Block为单位向目标机进行上传操作，上传操作完成后，转入步骤2)；若目标机拒绝上传，结束本次上传操作，转入步骤2)；

5)若目标机接受下载操作请求，则目标机在BC的控制下，将待下载文件以Block为单位向PMAT进行下载操作，下载操作完成后，转入步骤2)；若目标机拒绝下载，结束本次下载操作，转入步骤2)。

上述PMAT具备1553接口，以便PMAT接入1553网络进行加卸载操作。

上述步骤1)中，BC检测PMAT在线的方法：BC定时向PMAT发送请求，若PMAT响应该请求，则PMAT在线，否则PMAT不在线。

上述步骤4)和步骤5)中是以Block为单位进行相应的上传操作和下载操作，在相应的上传操作和下载操作中，每个Block被划分为若干个1553数据包，1553数据包连续发送直至整个Block传输完成，再针对单个Block进行应答、校验和重传，以便提高加卸载效率。

上述校验是累加和校验，保证数据传输正确性。

步骤4)中上传操作完成包括上传操作成功和上传操作失败：目标机接收文件后，针对接收到的文件进行CRC校验，若校验成功，则上传操作成功，否则，上传操作失败，保证文件传输正确性。

步骤5)中下载操作完成包括下载操作成功和下载操作失败：PMAT接收文件后，针对接收到的文件进行CRC校验，若校验成功，则下载操作成功，否则，下载操作失败，保证文件传输正确性。

上述流程中，在PMAT与BC或目标机进行消息通信的过程中，PMAT等待接收消息时间如果超过t，则加卸载操作失败，结束该文件的加卸载操作。规定超时等待时间t，以便通信异常情况下，本发明能够正常执行和退出。

上述步骤4)中，若目标机为BC，则由BC判断能否进行上传操作；否则，由BC将上传请求消息转发给目标机，由目标机判断能否进行上传操作。

上述步骤5)中，若目标机为BC，则由BC判断能否进行下载操作；否则，由BC将下载请求消息转发给目标机，由目标机判断能否进行下载操作。

上述加卸载文件列表包含目标机、操作类型、文件名称；其中，操作类型包括上传操作和下载操作。

本发明具有的优点效果：

本发明采用统一的1553总线数据加卸载协议，减少了1553总线系统维护工作量，增强了系统的可维护性，提高了维护效率，降低了维护成本，减少了由于人工操作失误带来的危险；

本发明以Block为单位进行校验、应答和重传，文件传输完毕后再对整个文件进行CRC校验，保证了传输效率和正确率。

附图说明

图1是本发明的系统架构图。

图2是本发明的架构层次示意图。

图3是本发明的上传流程。

图4是本发明的下载流程。

图5是本发明的交互命令格式。

具体实施方式

本发明包括加载器、加载控制器和目标机三种角色，连接关系如图1所示。其中BC为1553总线控制器，承担加载控制器角色；PMAT为具有1553RT板卡的主机，是一种PC机环境下的RT，承担加载器角色；RT为1553远程终端，承担目标机角色。若PMAT给BC加卸载文件，则BC既承担加载控制器角色，又承担目标机角色。

本发明架构层次如图2所示，涵盖了MBI驱动层和主机应用层。对于BC和RT，若加卸载文件为配置文件，则直接由MBI模块驱动层处理，接收并存储在MBIFLASH中，仅向主机应用上报状态和故障；若加卸载文件为其他数据文件，则由主机应用层实现其操作，数据文件通过MBI和主机通信进行中转，若数据文件为应用软件，则最终存储在CPU模块的FLASH中。对于PMAT，则所有功能由主机应用层实现。

该发明实施时，要求通讯板卡应包含处理器和Flash存储器，支持使用自身的Flash存储配置表，同时能利用DPRAM与主机模块进行通信，能向主机模块进行状态和故障上报；1553总线每包最大支持32*16bit的数据负载，BC具备设备是否在线的实时检测能力，能够以1s周期检测PMAT设备是否在线。

网络各节点在正常通信过程中不执行加载操作，仅在PMAT连入系统后，系统切换到加载模式，正常通信终止，才能执行加卸载功能。PMAT使用保留地址号30来完成加载，所有加卸载通信使用子地址29。本方法中规定的数据交互在链路层需要BC控制，即考虑1553B总线的通信特点，PMAT、RT、BBC之间的数据直接通信，需要由BC进行控制。

本发明包含上传操作和下载操作，上传操作的流程可分为上传初始化和上传阶段两部分；下载操作可分为下载初始化和下载阶段两部分，上传操作和下载操作这两种操作均以文件为单位进行传输。为保证传输正确性和传输效率，传输过程中将文件划分为若干个Block，针对单个Block进行校验、应答，若出现错误则以Block为单位进行重传。每个Block最大为8192字节，包含若干数据帧，数据帧连续发送，不再单独对其进行校验，以保证传输效率。为保证整个文件的正确性，文件传输完成后对整个文件再进行CRC校验。经过以Block为单位的累加和校验以及对整个文件的CRC校验，避免了数据传输过程中的误码、丢包等故障造成的数据不完整错误。以Block为单位的累加和校验，保证了大数据文件传输过程中错误的及时发现与更正，保证了传输文件的数据完整性和传输效率。

本发明总的实现流程是：

1)上传初始化；

2)上传阶段；

3)下载初始化；

4)下载阶段。

上传操作实现加载器到目标机的文件传输和烧写功能，加载器通过加载控制器与目标机建立传输连接后，在加载控制器的干预下，完成数据文件到目标机的上传操作。一次正常的上传操作的流程如图3所示。

1)上传初始化包含以下流程：

1.1)1553总线处于正常工作状态时，BC定时检测PMAT是否在线，若不在线，则进行正常通信；若在线则BC转为加载模式；

1.2)BC在加载模式下停止1553总线上的正常通信，

1.3)BC每隔100ms向PMAT发送允许PMAT发送数据的命令，PMAT收到该命令后进入就绪状态，若PMAT有需要发送的文件，则组织上传请求消息发送给BC，否则，重复该步骤，将上传请求消息简称为RTU；

1.4)若BC收到PMAT发送的RTU，BC解析RTU消息内容获知PMAT请求上传文件名称和目标机；若目标机不存在或不在线，则BC组织上传请求响应消息回复给PMAT，上传请求响应消息包含目标机不存在或不在线的错误信息，将上传请求响应消息简称为CTU；若目标机存在或在线，如果目标机为BC，转步骤1.5)，否则转步骤1.6)；

1.5)如果BC接受上传操作，则BC向PMAT回复CTU，该CTU包含接受上传信息，转入步骤2)，如果BC拒绝上传操作，则BC向PMAT回复CTU，该CTU包含拒绝上传信息，转入步骤1.3)；

1.6)BC组织RTU，发送给目标机，

1.7)目标机收到BC发送的RTU命令后，解析该命令获取PMAT待上传的文件名称；

如果该文件名称是目标机需要的文件名称，则目标机向BC回复CTU，该CTU包含接受上传信息，转入步骤2)；

如果文件名称不是目标机需要的文件名称，则目标机向BC回复CTU，该CTU包含拒绝上传信息；

1.8)若BC接收到目标机回复的CTU，如果目标机接受上传，则BC向PMAT发送CTU，该CTU包含接受上传消息，转入步骤2)；如果目标机拒绝该次上传，则BC向PMAT回复CTU，该CTU包含拒绝上传信息，转入步骤1.3)；

1.9)若BC等待100ms时间，未收到目标机回复的CTU，则向PMAT回复CTU，该CTU包含未响应拒绝上传信息转入步骤1.3)。

上传阶段加载器在加载控制器的干预下以Block为单位，逐块向目标机发送数据文件，直至文件传输完成。每个Block的开头通过DataFollow(DF)表明该块要传输的消息个数，中间传输数据消息DataMessage(DM)，最终以FollowMessage(FM)表示Block的结束。

2)上传阶段具体流程如下：

2.1)PMAT向BC发送数据开始消息，将数据开始消息简称为DF；

2.2)BC收到DF后，向目标机转发DF，以便目标机获知当前传输的块号，BC根据DF中包含的消息个数，通知PMAT进行发送，通知目标机进行接收；

2.3)PMAT在发送DF后等待100ms，然后将数据消息以1ms的时间间隔连续发送给目标机，最后发送数据结束消息给目标机；将数据消息简称为DM，将数据结束消息简称为FM；

2.4)目标机收到FM消息后，校验收到的数据消息DM是否正确，若正确则向PMAT回复数据接收正确消息，转步骤2.5)；若不正确则向PMAT回复数据接收不正确消息，转步骤2.6)；将数据接收正确消息简称为ACK，将数据接收不正确消息简称为NAK；

2.5)PMAT收到ACK，若有Block未发送完成，则转步骤2.1)；若全部Block已传输完成，则向BC发送文件传输完毕消息；将文件传输完毕消息简称为EOF；

2.6)PMAT收到NAK，转步骤2.1)；

2.7)BC收到EOF后，向目标机发送EOF；

2.8)目标机收到EOF命令后，对文件内容进行校验、检查和烧写操作，并向BC回复文件结束响应消息；将文件结束响应消息简称为REOF；

2.9)BC收到REOF后，向PMAT回复REOF；

2.10)PMAT若收到REOF后，根据加载成功与否信息向应用进行提示，如果本次加卸载操作还有待上传文件，则转入步骤1.3)；如果本次加卸载操作还有待下载文件，则转入下载流程；如果无待上传或下载文件，则结束本次加卸载操作；PMAT若等待5s仍未收到REOF，则上传失败，转步骤1.3)；

下载操作的过程是加载器通过加载控制器与目标机建立传输连接后，在加载控制器的干预下，完成目标机数据文件的下载操作。下载操作的下载初始化，如图4所示，具体流程如下：

3)下载初始化阶段：

3.1)BC在加载模式下每隔100ms向PMAT进行发送允许发送消息命令；

3.2)PMAT收到允许发送消息后进入就绪状态，若PMAT有需要下载的文件，则组织下载请求消息发送给BC，若目标机不存在或不在线，则BC组织回复PMAT包含相应错误信息的下载请求响应消息；其中，将下载请求消息简称为RTD，将下载请求响应消息简称为CTD；

3.3)若BC收到PMAT发送的RTD，BC解析RTD内容获知PMAT请求下载文件名称和目标机；

3.4)若目标机为BC，如果BC接受下载操作，则BC向PMAT回复CTD，该CTD包含接受下载信息，转入下载阶段，如果BC拒绝进行下载操作，则BC向PMAT回复CTD，该CTD包含拒绝下载信息，转入步骤3.1)进行下一次下载操作；

3.5)若目标机不是BC，则BC组织RTD，发送给需要下载的目标机，并等待100ms，若100ms内未收到目标机回复消息，则BC向PMAT回复CTD，该CTD包含未响应拒绝下载信息；

3.6)目标机收到BC发送的RTD后，解析消息获取PMAT待下载的文件名称，若文件是目标机支持下载的文件，则目标机回复CTD，该CTD包含接受下载信息，转入下载阶段，若目标机不支持下载该文件，则回复CTD，该CTD包含拒绝下载信息，转入步骤3.1)；

3.7)BC接收到目标机回复的CTD后，若目标机接受下载，则BC向PMAT发送CTD，该CTD包含接受下载信息，转入下载阶段；若目标机拒绝下载，则BC向PMAT回复CTD，该CTD包含拒绝下载信息，转入步骤3.1)。

4)下载操作的下载阶段具体流程如下：

4.1)目标机向BC发送DF；

4.2)BC接收到DF后，根据DF中包含的消息个数，BC通知目标机进行发送，BC通知PMAT进行接收；

4.3)目标机等待100ms，将DM以1ms间隔连续发送给PMAT，发送完成后，BC发送FM给PMAT；

4.4)PMAT收到FM后，校验收到的数据消息是否正确，若收到的消息正确则PMAT回复ACK，若收到的消息不正确则PMAT回复NAK；

4.5)目标机收到ACK或NAK命令后，若目标机需重传或有Block未发送完成，则转入步骤3.1)，若全部Block已传输完成，则目标机向BC发送EOF命令；

4.6)BC收到EOF后，向PMAT发送EOF；

4.7)PMAT收到EOF后，对文件内容进行校验，根据校验结果向BC回复REOF，并向用户通知下载结果；

4.8)BC收到REOF后，向目标机回复REOF；

4.9)目标机收到REOF后，根据成功与否信息向上层提示下载结果，并查看本次加卸载操作是否还有待上传或下载文件，若无则结束本次加载操作；若有待上传文件，则转入上传初始化阶段的1.2)；若有待下载文件，则转入下载初始化步骤3.1)。

本协议涉及到的命令消息有RTU、CTU、RTD、CTD、DF、FM、ACK、NAK、EOF和REOF，数据消息有DM。消息前四位表示消息类型，定义如表1所示，具体格式如图5所示。

表1消息类型定义

消息类型	编码定义
		RTU	0001
CTU	0010
		RTD	0011
CTD	0100
		DF	0101
DM	0110
		FM	0111
ACK	1000
		NAK	1001
EOF	1010
		REOF	1011
保留位	0000、1100-1111

该加卸载方法以Block为单位进行校验、重传，能够支持传输大数据文件，对数据文件大小不做上限要求。

Claims (10)

1.一种1553总线的数据加卸载方法，其特征在于，包括以下流程：

1)1553总线处于正常工作状态下，BC若检测到PMAT在线，BC停止1553总线的正常通信，转入加载模式；其中，BC为总线控制器，PMAT为便携式维护访问终端；

2)PMAT读取加卸载文件列表中的第一条加卸载信息，若读取信息成功，在加卸载文件列表中删除该信息，转入步骤3)，否则结束加卸载操作；

3)若上述步骤读取的信息为上传信息，则PMAT在BC的控制下，向读取的信息中包含的目标机发起上传操作请求，转入步骤4)；若上述步骤读取的信息为下载信息，则PMAT在BC的控制下，向读取的信息中包含的目标机发起下载操作请求，转入步骤5)；

4)若目标机接受上传操作请求，则PMAT在BC的控制下，将待上传文件以Block为单位向目标机进行上传操作，上传操作完成后，转入步骤2)；若目标机拒绝上传，结束本次上传操作，转入步骤2)；

5)若目标机接受下载操作请求，则目标机在BC的控制下，将待下载文件以Block为单位向PMAT进行下载操作，下载操作完成后，转入步骤2)；若目标机拒绝下载，结束本次下载操作，转入步骤2)。

2.根据权利要求1所述的1553总线的数据加卸载方法，其特征在于，

步骤4)和步骤5)中是以Block为单位进行相应的上传操作和下载操作，在相应的上传操作和下载操作中，每个Block被划分为若干个1553数据包，1553数据包连续发送直至整个Block传输完成，再针对单个Block进行应答、校验和重传。

3.根据权利要求2所述的1553总线的数据加卸载方法，其特征在于，所述校验是累加和校验。

4.根据权利要求1或2或3所述的1553总线的数据加卸载方法，其特征在于，

步骤4)中上传操作完成包括上传操作成功和上传操作失败：目标机接收文件后，针对接收到的文件进行CRC校验，若校验成功，则上传操作成功，否则，上传操作失败；

步骤5)中下载操作完成包括下载操作成功和下载操作失败：PMAT接收文件后，针对接收到的文件进行CRC校验，若校验成功，则下载操作成功，否则，下载操作失败。

5.根据权利要求4所述的1553总线的数据加卸载方法，其特征在于，所述PMAT具备1553接口。

6.根据权利要求5所述的1553总线的数据加卸载方法，其特征在于，步骤1)中，BC检测PMAT在线的方法：BC定时向PMAT发送请求，若PMAT响应该请求，则PMAT在线，否则PMAT不在线。

7.根据权利要求6所述的1553总线的数据加卸载方法，其特征在于，所述流程中，在PMAT与BC或目标机进行消息通信的过程中，PMAT等待接收消息时间如果超过t，则加卸载操作失败，结束该文件的加卸载操作。

8.根据权利要求7所述的1553总线的数据加卸载方法，其特征在于，步骤4)中，若目标机为BC，则由BC判断能否进行上传操作；否则，由BC将上传请求消息转发给目标机，由目标机判断能否进行上传操作。

9.根据权利要求8所述的1553总线的数据加卸载方法，其特征在于，步骤5)中，若目标机为BC，则由BC判断能否进行下载操作；否则，由BC将下载请求消息转发给目标机，由目标机判断能否进行下载操作。

10.根据权利要求9所述的1553总线的数据加卸载方法，其特征在于，加卸载文件列表包含目标机、操作类型、文件名称；其中，操作类型包括上传操作和下载操作。