CN108109224A - 一种适用于航空电源系统控制器的数据记录模块 - Google Patents

Abstract

本发明属于数据记录技术领域，涉及一种适用于航空电源系统控制器的数据记录模块。所述的数据记录模块使用了FLASH存储介质，非数据记录状态下，对FLASH的待使用片区进行擦除；若，在数据记录状态下FLASH的擦除未完成，则暂停擦除工作，进行数据写入。提出了一种数据记录完善、准确率高、存储量大的航空电源系统控制器的数据记录模块。

Description

一种适用于航空电源系统控制器的数据记录模块

技术领域

本发明属于数据记录技术领域，涉及一种适用于航空电源系统控制器的数据记录模块。

背景技术

对于飞机系统来说，电源系统肩负着整个飞机的供电功能，产品的健壮性设计非常重要，可以有效地避免故障的出现，但是在产品运行中，难免会有故障的出现，这是不管航空科技如何发展都不可避免的，这就需要电源系统中具备数据记录功能，将故障数据记录进行记录，以便设计人员进行后续的故障分析。

针对上述现象，目前航空电源系统的做法是采用八片32k×8bit的NVSRAM作为存储器，通过硬件配置，将两片32k×8bit的NVSRAM进行复用，一片作为数据线的高八位，另一片作为数据线的低八位。在软件中，将八片32k×8bit的NVSRAM作为八片16K×16bitNVSRAM来使用，每片定义为一个段，每段存储长度16K。当发生故障时，故障数据记录流程图如图1所示，软件读取上次记录结束的段号和尾地址，开始记录数据，并依照故障检测周期进行故障数据记录，至故障保护或故障消失，完成故障数据记录，存储当前段号和尾地址。

从图1可知，NVSRAM存储数据是按照故障类型和故障检测周期记录数据的，即当有两种故障出现时，假如故障A的检测周期是64ms，延时保护是2s,故障B的检测周期是8ms,延时保护是64ms,若先检测出故障A，则此时按A的检测周期64ms进行数据记录，待故障B保护时只能记录1帧故障数据，而分析故障B需要完整的64ms/8ms＝8帧故障数据，此时，通过NVSRAM进行故障数据记录，就会存在数据记录不完善的问题。

另外，NVSRAM作为存储介质进行数据记录，由于NVSRAM本身体积比较大，存储空间小，存储数据量有限，已经远远不能满足目前的要求了。但由于产品自身尺寸的局限性，要求数据记录模块体积越来越小，所以通过增加NVSRAM硬件或者使用体积较大的存储介质达到扩容的目的时不可取的，另外产品的硬件决定了不能使用接口控制复杂的存储介质，以及存储介质的存储速率必须达到产品的要求等，基于上述几方面的原因，改进数据记录功能非常困难。

所以，现有技术中存在数据记录不完善、准确率低、存储数据量小的技术问题。

发明内容

本发明的目的：提出一种数据记录完善、准确率高、存储量大的航空电源系统控制器的数据记录模块。

本发明的技术方案：一种适用于航空电源系统控制器的数据记录模块，其特征为：所述的数据记录模块使用了FLASH存储介质。

优选地，非数据记录状态下，对FLASH的待使用片区进行擦除；若，在数据记录状态下FLASH的擦除未完成，则暂停擦除工作，进行数据写入。

优选地，通过读取待使用片区头尾和中间位置的数据存储状态，判断该片区的擦除工作是否完成。

本发明的优点：

本发明实施例提供一种适用于航空电源系统控制器的数据记录模块，首先，本发明选用FLASH作为存储介质进行数据存储，利用空闲时间对待使用的FLASH片区进行擦除，在数据记录状态时，先暂停擦除操作，等待数据记录完成后继续擦除，这样，在一个产品周期内，有效地利用了空闲时间，实现了FLASH同片区擦除与写入并行的操作，提高了数据存储速率。另外，FLASH存储器体积小，存储空间大，可以不区分故障数据类型将数据全部进行记录，也就是说，当有两个或更多故障发生时，本发明所述方法可以将上述故障数据全部详细记录，不会出现因故障类型记录而漏记故障数据的现象，如此，有效地解决了以往产品存在的故障并发数据记录丢失、故障数据记录不完善和不准确的问题，从而更加方便用户对故障的定位分析及排故。

附图说明：

图1是现有技术中的故障数据记录的方法流程示意图；

图2是本发明实施例中的FLASH硬件连接示意图；

图3是本发明实施例中的FLASH擦除数据的方法流程示意图；

图4是本发明实施例中的FLASH写入数据的方法流程示意图；

图5是本发明实施例中的故障数据记录的方法流程示意图。

具体实施方式：

由于本发明是用于航空电源系统中的故障记录，下面将结合电源系统在发生故障时进行故障记录的流程及本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明选用WF2M16 2M×16NOR FLASH，其访问周期在-55至+125度情况下达到90-150ns，封装方式为SOP(小外形封装)。该型号FLASH的存储容量是NVSRAM的64倍，体积缩小了10倍，且贴片的封装形式可以有效减少存储芯片在PCB上的空间，因此可满足存储介质容量大、体积小、读写速度快的要求。

WF2M16NOR FLASH的存储方式采用双2M×8的方式，可以以字节为单位，进行分别存储。具体硬件连接示意图如图2所示。从图2可知，CPU与FLASH之间通过数据线和地址线相连接，CPU通过地址线在FLASH相应的地址上写数据；CPLD和FLASH之间通过控制器信号相连接，CPLD向FLASH发送复位信号，使FLASH复位；发送片选信号和读写信号进行读写和擦除操作，当片选信号1有效时写入0-7，当片选信号2有效时写入8-15；FLASH向CPLD发送擦除信号，表示FLASH正进行擦除操作。

WF2M16的擦除操作都是以页为单位进行，WF2M16共分为32页，擦除方式有两种，一种为整体擦除，一种为分页擦除。整体擦除一般在产品出厂前进行，而在产品运行过程中，主要使用分页擦除。

对于FLASH，数据的写入存储需要预先的擦除，这就使得我们没有办法像使用NVSRAM一样随意进行FLASH的数据存储，必须找到合适的时机进行FLASH芯片的擦除。这就要求软件设计必须满足以下条件：

(1)需要进行写入操作的区域必须在写入前完成擦除操作；

(2)在一个产品周期内，擦除与写入操作同时进行时必须保证互不影响。

针对以上的问题，本发明对软件进行了对应的设计，在数据写入之前必须先完成FLASH芯片的擦除操作，假设FLASH芯片具有5页的存储空间，图3为本发明实施例中的FLASH芯片擦除的方法流程示意图，参考图3所示，该方法步骤包括：

S301：读取FLASH当前页和写入地址；

S302：读取FLASH擦除状态标志；

S303a：当擦除状态为未擦除时，置擦除状态标志为正在擦除；

S304a：读取当前页数，判断是否超出页范围；若当前页为第2页，则跳至S305a；若当前页为第5页，则跳至S306a；

S305a：未超出页范围，擦除下一页，跳至S307a；

S306a：超出页范围，擦除第一页，跳至S307a；

S307a：读取当前擦除状态；

S308a：存储FLASH当前页、写入地址和擦除状态标志；

S303b：当擦除状态为擦除完成时，读取被擦页的首、中、尾三个地址数据；

S304b：判断地址数据是否都为0xFFFF；

S305b：当数据都为0xFFFF时，确定擦除完成，置擦除完成状态标志，跳至S307a；

S306b：当数据不是0xFFFF时，置擦除未完成状态标志，跳至S307a；

S303c：当擦除状态为正在擦除时，判断擦除是否完成；

S304c：当擦除完成时，置擦除完成状态标志，跳至S307a。

擦除完成后，可以进行写入流程，当电源系统发生故障时，向FLASH中写入故障信息，假设FLASH芯片具有5页的存储空间，每页可写入255个数据，该页的地址从2000H到20FFH，当前写入地址为2000H，每次写入70个数据，即第一次写入完成后的地址到2046H。按照本发明实施例中FLASH写入数据的方法流程，参考图4所示，该方法步骤包括：

S401：读取FLASH当前页和写入地址，假如当前页为第2页、写入地址为2000H；

S402：读取当前擦除状态，判断当前状态是否为正在擦除，是则跳至S403；否则，跳至S404；

S403：暂停擦除；

S404：写入数据；

S405：读取当前地址，判断该地址是否超出范围；

当写入一次时，当前地址为2046H，未超出地址范围，跳至S406；

当连续写入3次后，本次为第4次写入数据时，该地址即从20D2H开始写，该页写入45个数据后地址已经超出该页地址范围，则跳至S409；

S406：地址超出范围，判断当前页是否超出页范围；

当前页若为第2页，则未超出页范围，跳至S407；

当前页若为第5页，则超出页范围，跳至S408；

S407：切换到下一页继续写数据；即切换到第3页继续进行写入操作；

S408：切换到第一页继续写数据；

S409：再次读取当前擦除状态；

S410：当前状态为暂停擦除，则恢复擦除状态，继续进行擦除，跳至S412；

S411：当前状态为未擦除状态，跳至S412；

S412：存储FLASH当前页、写入地址和擦除状态；

由于FLASH的特性，使得FLASH擦除与写入数据功能有着紧密的联系，软件设计结合两种操作设计软件，有效解决了二者的冲突，保证了FLASH存储数据的时效性和有效性。

进一步的，由于电源系统可同时发生多个故障，这就需要在故障并存期间对系统的当前状态进行详细记录，且不能发生丢失数据的情况，图5为本发明实施例中的故障数据记录的方法流程示意图，此图例给出了故障记录开始及结束时机，并按照产品周期进行故障记录，保证多故障发生时数据记录完备性。假设有3个故障，分别为故障A、B、C，检测周期分别为8ms、32ms、64ms，故障A和B的延时保护时间分别为3s、5s、5s,参考图5所示，该方法步骤包括：

S501：判断是否出现故障以及停止记录故障标志是否无效；

假设有3个故障，分别为故障A、故障B和故障C，停止记录故障标志无效；

S502：当出现故障时，判断是否有故障保护；

即故障A、B、C之一有故障保护，则跳至S503。

S503：从故障出现时开始记录，检测到有故障保护，即停止故障记录，并设置停止记录故障标志；

例如，对故障A进行处理，从故障A出现时开始记录，一直到故障保护延时时间3S到达，在此期间，同时以8ms为检测周期继续检测是否出现其他故障，会检测到故障B和故障C，并进行记录，当3S到达时，停止记录，并设置停止记录故障标志，那么此时记录的数据就是故障A、B和C，也就是说，利用该方法可以将保护前出现的所有故障全部都记录下来，不会出现漏记的问题。

S504：写FLASH故障数据处理。

从图5可以看出，改进后的故障数据记录流程以产品运行周期为记录周期，不再区分故障类型，由出现故障开始记录，直至所有故障消失或其中一个故障保护，将此期间出现的所有故障都进行记录，有效地解决了现有技术中存在数据记录不完善、准确率低的技术问题。

Claims (3)

1.一种适用于航空电源系统控制器的数据记录模块，其特征为：所述的数据记录模块使用了FLASH存储介质。

2.根据权利要求1所述的一种适用于航空电源系统控制器的数据记录模块，其特征为：非数据记录状态下，对FLASH的待使用片区进行擦除；若，在数据记录状态下FLASH的擦除未完成，则暂停擦除工作，进行数据写入。

3.根据权利要求2所述的一种适用于航空电源系统控制器的数据记录模块，其特征为：通过读取待使用片区头尾和中间位置的数据存储状态，判断该片区的擦除工作是否完成。