CN105528324A - 一种人工干预式1553b总线无缝切换系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于飞机计算机总线余度管理技术，适合对于具有总线控制器(BC)的1553B总线网络构型系统进行余度管理。BC无缝切换方法是指在总线网络中，为避免由于总线控制器的故障，引起整个总线网络通讯瘫痪的总线控制器双余度备份技术。当总线网络中BC发生故障，通过调整总线控制器的人工切换开关，使原本的BC设备变成备份控制器角色(BBC)，而原本的BBC设备转而承担BC角色。在整个切换过程中为了保证在总线无BC状态中，总线数据处于安全的静默状态，采用应用层与驱动层双切换指令来交互控制切换过程，达到切换过程中没有意外数据的输出抖动。本发明提供一种人工介入开关式BC无缝切换方法，该方法增加了系统总线的可靠性。

Description

一种人工干预式1553B总线无缝切换系统及其方法
技术领域
本发明属于机载总线管理技术领域，特别是涉及一种人工干预式1553B总线无缝切换系统及其方法。
背景技术
总线管理技术是现代工业自动化技术发展的关键技术之一，在多种发展中的多种类型总线中，1553B总线指令/响应方式执行数据传输的总线类型作为其中的一种，得到了广泛的应用。指令响应类总线采用唯一的总线控制器(BCBusController)作为执行建立和启动数据传输任务的终端，其他终端(RTRemoteTerminal)是用户子系统到数据总线上的接口，它在BC的控制下接收发送信息。因此在具有BC的总线类型中，由于BC的关键性，往往采取多备份总线控制器BBC(backBC)的备份技术。当BC发生故障，可以由一个担任BBC角色的RT发生BBC/BC切换，来夺取总线的控制权，重新恢复总线数据通讯。在某些特定总线中BBC可以不止1个。
在BC切换的过程中，1553B总线上是没有BC的状态的，数据收发处于不可知状态，为了防止意外数据的输出，此时需要在总线切换过程中，总线收发器的静默，当确认BC切换已经成功完成后，再恢复数据通讯。这样才能够保证BC切换过程中的无缝，确保系统切换过程中的安全。本发明通过分离总线切换控制与总线收发控制两个模块，成功的在这两个模块间形成握手交互，较好的实现了BC切换过程中的无缝要求。
发明内容
本发明的目的是本发明的提出一种人工开关干预式的1553B总线BC无缝切换技术，在运行过程中，分离总线属性表与总线通讯表，将总线切换控制与总线收发控制分离在两个不同的程序模块中，通过这两个模块间的握手交互，实现了BC切换过程中1553B总线的静默，达到无缝要求。
本发明的技术解决方案
一种人工干预式1553B总线无缝切换系统，其特征是，包括人工切换开关、1553B总线的总线控制器BC以及1553B总线的备份总线控制器BBC，总线控制器BC和备份总线控制器BBC结构一致，都包括：切换控制模块、总线收发模块、BC/BBC收发属性表以及BC/BBC总线通讯表，其中：
切换控制模块，用于检测人工切换开关的指令，并判断指令要求与当前设备运行角色是否一致，不一致时发起BC切换，切换控制模块位于系统应用层；
总线收发模块，用于执行BC角色初始化，控制1553B总线通讯启动/中止以及关闭，总线收发模块根据切换控制模块的切换指令进行BC/BBC总线通讯表的初始化，并根据切换控制模块的恢复/中止通讯指令中止或恢复1553B总线通讯，切换控制模块位于系统驱动层；
BC/BBC收发属性表，用于切换控制模块以BC或者BBC的角色进行1553B总线数据的收发，收发属性表中规定了在BC或者BBC角色下，系统应用收发数据的数据包标识、数据包长短以及数据包使用属性，设备工作后BC/BBC收发属性表存储在切换控制模块中；
BC/BBC总线通讯表，用于总线收发模块以BC或者BBC的角色对本设备的1553B总线收发器协议层进行初始化，总线通讯表中以1553B总线协议形式规定了BC或者BBC的数据传输信息，设备工作后BC/BBC总线通讯表存储在总线收发模块中；
BC/BBC人工切换开关，用于人工指定1553B总线中双余度BC/BBC设备的角色，通过硬线信号将开关档位传递至BC、BBC设备,当切换开关选定一设备为BC角色，另一设备为BBC角色。
一种人工干预式1553B总线无缝切换方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1：切换控制模块周期性采集BC/BBC人工切换开关的开关状态，包括BC状态和BBC状态两种，同时切换控制模块周期的向总线收发模块查询当前设备的工作状态，包括BC状态和BBC状态两种；当人工切换开关指令与当前设备工作状态一致时，不做操作，维持通讯；当人工切换开关指令与当前设备工作状态不一致时，切换控制模块向总线收发模块发送中止总线收发指令；
步骤2：当人工切换开关指令指示本设备为BC状态，而查询到当前设备工作状态为BBC时，切换控制模块替换当前收发属性表为BC属性表，同时切换控制模块向总线收发模块发送BC切换指令；当开关状态指示本设备为BBC状态，而查询到当前设备工作状态为BC时，切换控制模块替换当前收发属性表为BBC属性表，同时切换控制模块向总线收发模块发送切换BBC指令；
步骤3：总线收发模块周期查询由切换控制模块发送的中止总线收发指令，当收到中止总线收发指令时，总线收发模块停止所有总线通讯，直到接收到切换控制模块下发的恢复通讯指令；
步骤4：当总线收发模块收到由切换控制模块下发的BC切换指令时，总线收发模块将总线收发器初始化为BC状态工作帧，加载BC总线通讯表；当总线收发模块收到由切换控制模块下发的BBC切换指令时，总线收发模块将总线收发器初始化为BBC状态工作帧，加载BBC总线通讯表；
步骤5：总线收发模块判断总线收发器的初始化工作是否完成，当初始化工作完成时，总线收发模块向切换控制模块发送总线初始化完成信号；当初始化工作未完成时，总线收发模块重新执行第4步，向总线收发器加载总线通讯表，执行初始化；
步骤6：切换控制模块周期查询总线收发模块发来的初始化完成信号，当收到初始化完成信号时，切换控制模块向总线收发模块发送恢复通讯指令，使总线通讯开始恢复。
本发明的优点和积极效果：
本发明实现了在1553B总线在人工开关干预下的BC/BBC无缝切换,实现了一台设备上同时兼顾BC和BBC的总线角色；该方法实现了在切换过程中总线的信息静默，达到无缝要求，保证了数据安全；该方法设计对硬件依赖性小，易于移植，具有很强的推广价值。
附图说明
图1是本发明人工干预开关式1553B总线BC/BBC切换示意图；
图2是本发明切换控制模块运行流程示意图；
图3是本发明总线收发模块运行流程示意图；
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细说明。
本发明的目的是提供一种对1553B指令/响应类总线控制器在人工开关干预下的无缝切换技术。用于实现BC在发生故障时，通过手动开关调节实现BC/BBC切换，保持总线数据通讯，并且在此过程中保证总线数据安全。
本系统包括切换控制模块、总线收发模块、BC/BBC收发属性表、BC/BBC总线通讯表以及BC/BBC人工切换开关，如图1所示。
BC/BBC收发属性表为软件构件，主要描述的是在BC状态下或在BBC状态下的通讯信息标志号。其形式可以是两个同结构的数组、结构体或者是二进制文件。其内容包括该指令/响应型总线在BC控制角色的收发报文标识列表以及在BBC角色下的收发标识列表。用于在发生切换时，整体替换当前使用的通讯表内容，以达到总线收发切换的功能，通过该方法可以使同一套软件在两台不同角色的设备中实现互换。
切换控制模块是切换核心控件，通常驻留在主CPU中运行，是应用程序的一部分。也可以是单独的总线控制芯片，专门完成总线控制和切换过程。人工切换控制模块如图2所示，借助外部开关线路，提供强制超控的人工开关切换指令，发起总线收发器的切换过程，在这个过程中对输出数据进行维持保护，以达到总线上数据的无缝。人工干预式切换，切换开关同时接入BC和BBC。人工开关切换指令指示1号计算机为BC或者2号计算机为BC，当开关选定一设备为BC角色，另一设备为BBC角色；
总线收发模块是指令/响应总线的控制器，作为BC/BBC切换的部件，它可以担当BC或者BBC两个角色，并在两个角色之间进行转换。收发器可以直接是简单的总线协议芯片搭接的收发器件，也可以是具有独立控制CPU的总线收发子卡。作为响应应用程序切换指令的执行机构，收发器应当根据初始化指令以及初始化参数进行切换，根据初始化参数选择BC/BBC通讯表进行初始化。在接到初始化指令到完成初始化过程中，收发器将控制数据输出不再更新，采用上一拍数据进行重复刷新。完成初始化后，收发器向应用层上报初始化结果，应用层根据自身软件切换状态结合初始化结果进行判断，决定是否恢复通讯，当切换控制模块BC/BBC收发属性表切换完成并且总线收发模块初始化完成，则发送恢复通讯指令，否则维持总线静默。收发器根据恢复通讯指令更新数据，恢复输出，完成切换过程。

Claims (2)

1.一种人工干预式1553B总线无缝切换系统，其特征是，包括人工切换开关、1553B总线的总线控制器BC以及1553B总线的备份总线控制器BBC，总线控制器BC和备份总线控制器BBC结构一致，都包括：切换控制模块、总线收发模块、BC/BBC收发属性表以及BC/BBC总线通讯表，其中：
切换控制模块，用于检测人工切换开关的指令，并判断指令要求与当前设备运行角色是否一致，不一致时发起BC切换，切换控制模块位于系统应用层；
总线收发模块，用于执行BC角色初始化，控制1553B总线通讯启动/中止以及关闭，总线收发模块根据切换控制模块的切换指令进行BC/BBC总线通讯表的初始化，并根据切换控制模块的恢复/中止通讯指令中止或恢复1553B总线通讯，切换控制模块位于系统驱动层；
BC/BBC收发属性表，用于切换控制模块以BC或者BBC的角色进行1553B总线数据的收发，收发属性表中规定了在BC或者BBC角色下，系统应用收发数据的数据包标识、数据包长短以及数据包使用属性，设备工作后BC/BBC收发属性表存储在切换控制模块中；
BC/BBC总线通讯表，用于总线收发模块以BC或者BBC的角色对本设备的1553B总线收发器协议层进行初始化，总线通讯表中以1553B总线协议形式规定了BC或者BBC的数据传输信息，设备工作后BC/BBC总线通讯表存储在总线收发模块中；
BC/BBC人工切换开关，用于人工指定1553B总线中双余度BC/BBC设备的角色，通过硬线信号将开关档位传递至BC、BBC设备,当切换开关选定一设备为BC角色，另一设备为BBC角色。
2.一种人工干预式1553B总线无缝切换方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1：切换控制模块周期性采集BC/BBC人工切换开关的开关状态，包括BC状态和BBC状态两种，同时切换控制模块周期的向总线收发模块查询当前设备的工作状态，包括BC状态和BBC状态两种；当人工切换开关指令与当前设备工作状态一致时，不做操作，维持通讯；当人工切换开关指令与当前设备工作状态不一致时，切换控制模块向总线收发模块发送中止总线收发指令；
步骤2：当人工切换开关指令指示本设备为BC状态，而查询到当前设备工作状态为BBC时，切换控制模块替换当前收发属性表为BC属性表，同时切换控制模块向总线收发模块发送BC切换指令；当开关状态指示本设备为BBC状态，而查询到当前设备工作状态为BC时，切换控制模块替换当前收发属性表为BBC属性表，同时切换控制模块向总线收发模块发送切换BBC指令；
步骤3：总线收发模块周期查询由切换控制模块发送的中止总线收发指令，当收到中止总线收发指令时，总线收发模块停止所有总线通讯，直到接收到切换控制模块下发的恢复通讯指令；
步骤4：当总线收发模块收到由切换控制模块下发的BC切换指令时，总线收发模块将总线收发器初始化为BC状态工作帧，加载BC总线通讯表；当总线收发模块收到由切换控制模块下发的BBC切换指令时，总线收发模块将总线收发器初始化为BBC状态工作帧，加载BBC总线通讯表；
步骤5：总线收发模块判断总线收发器的初始化工作是否完成，当初始化工作完成时，总线收发模块向切换控制模块发送总线初始化完成信号；当初始化工作未完成时，总线收发模块重新执行第4步，向总线收发器加载总线通讯表，执行初始化；
步骤6：切换控制模块周期查询总线收发模块发来的初始化完成信号，当收到初始化完成信号时，切换控制模块向总线收发模块发送恢复通讯指令，使总线通讯开始恢复。
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