CN108227561A - 一种多余度系统数据采集的时标对齐方法 - Google Patents

一种多余度系统数据采集的时标对齐方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108227561A
CN108227561A CN201711293760.6A CN201711293760A CN108227561A CN 108227561 A CN108227561 A CN 108227561A CN 201711293760 A CN201711293760 A CN 201711293760A CN 108227561 A CN108227561 A CN 108227561A
Authority
CN
China
Prior art keywords
machine
time
data
capture card
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711293760.6A
Other languages
English (en)
Inventor
胡锐
张军
迟文明
李渊
饶晓
孙吉洪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AVIC Chengdu Aircraft Design and Research Institute
Original Assignee
AVIC Chengdu Aircraft Design and Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVIC Chengdu Aircraft Design and Research Institute filed Critical AVIC Chengdu Aircraft Design and Research Institute
Priority to CN201711293760.6A priority Critical patent/CN108227561A/zh
Publication of CN108227561A publication Critical patent/CN108227561A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0423—Input/output
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
    • G05B2219/24215—Scada supervisory control and data acquisition

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Debugging And Monitoring (AREA)

Abstract

本发明属于航空工程应用技术领域，涉及一种多余度系统数据采集的时标对齐方法。本发明步骤如下：a)将每张采集卡与每个余度VMC或RN目标机的调试接口依次连接，作为数据采集的链路；b)每张采集卡的CPLD中设置计数器，用计数值作为时间标签，对采集的目标机数据包进行时序标记；c)主控卡的FPGA中设置10MHz高性能时钟源，通过硬线引出，同步驱动b)中所有计数器；d)采集卡中的实时嵌入式软件每次接收到目标机采集数据时，读取b)产生的时标值，同采集数据一起转发给主控PC机；e)主控PC机的解析软件根据时标值，将多余度目标机数据包在同一时间轴上展开分析，达到还原真实目标机时序的目的。

Description

一种多余度系统数据采集的时标对齐方法
技术领域
本发明属于航空工程应用技术领域，涉及一种多余度系统数据采集的时标对齐方法。
背景技术
WL-A飞机管理系统采用多余度架构，每个余度通道的飞机管理计算机(以下简称VMC)和远端节点(以下简称RN)进行数据采集后，需要在同一时间轴上展开分析，面临多通道时标对齐的问题。如果直接采用VMC/RN目标机的心跳值作为时标进行通道数据对齐，当VMC之间本身已经处于失步(非同步)状态时，会造成时间轴上对齐的数据并不是真正同时发生的，无法还原出系统真实时序；当前飞机管理系统的飞行测试接口(以下简称FTI)利用采集主控PC机的时间戳，对各通道采集的数据包进行标记，但受制于PC机windows为非实时操作系统，时序标记操作受其它进程影响较大，且软件产生的时间戳精度较低(微秒级)，实际使用过程中依然出现了误对齐或误失步的现象，严重影响数据分析的效果。
鉴于上述两种方式的局限和不足，寻求一种对多余度VMC/RN数据进行时序标记的方法，对WL-A飞机管理系统的数据采集与分析非常必要。
发明内容
本发明的目的是：鉴于使用多余度系统目标机时标的方式无法适用本身失步的情况，而当前采用主控PC机时标的方式效果不理想、精度低的不足，本发明利用嵌入式采集设备中的硬件资源产生时标，由实时嵌入式软件获取时标标记接收数据包，实现了一种实时性强、精度高、可行的采集数据时序标记与对齐方法。
本发明的技术方案是：一种多余度系统数据采集的时标对齐方法，其步骤如下：
a)将每张采集卡与每个余度VMC或RN目标机的调试接口依次连接，作为数据采集的链路；
b)每张采集卡的CPLD中设置计数器，用计数值作为时间标签，对采集的目标机数据包进行时序标记；
c)主控卡的FPGA中设置10MHz高性能时钟源，通过硬线引出，同步驱动b)中所有计数器；
d)采集卡中的实时嵌入式软件每次接收到目标机采集数据时，读取b)产生的时标值，同采集数据一起转发给主控PC机；
e)主控PC机的解析软件根据时标值，将多余度目标机数据包在同一时间轴上展开分析，达到还原真实目标机时序的目的。
本发明的有益效果是：由于本发明时标的产生和获取过程与目标机时序无关，当目标机余度通道之间失步或目标机本身就是异步工作时，也可以进行正常进行时标对齐；基于CPLD/FPGA硬件资源和实时嵌入式软件的标记方式，有效克服了当前系统基于windows系统主控PC方式的不足，保证了实时性和精度；技术方案易于实现，可行性强。
本发明已经在WL-A飞机的飞机管理系统综合监控与VMC机载软件调试中实施，解决了多余度系统数据采集与分析过程中时标对齐的难题，使多余度系统真实时序可以进行还原分析，提高了系统实验与软件调试的可靠性。
附图说明
图1为本发明多余度系统数据采集的时标对齐方法的软硬件原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。
参见图1，其为本发明多余度系统数据采集的时标对齐方法的软硬件原理图。
实施例1：VMC重启后各余度通道重同步测试1
嵌入式采集设备选择观测VMC操作系统心跳值，开始数据采集后，将VMC所有通道下电，再依次将VMC A、B、C上电(间隔3秒以内)，停止采集后用数据解析软件绘制操作系统心跳值，确认VMC异步上电操作后，经过机载软件启动同步，三通道VMC心跳值重新开始同步递增。
因本发明基于嵌入式采集设备中的CPLD/FPGA硬件资源和嵌入式实时软件实现，有效避免了用目标机产生时标，必须保证目标机本身同步的局限性。
实施例2：VMC重启后各余度通道重同步测试2
嵌入式采集设备选择观测VMC操作系统心跳值，开始数据采集后，将VMC所有通道下电，再依次将VMC A、B、C上电(间隔5秒)，停止采集后用数据解析软件绘制操作系统心跳值，确认VMC异步上电操作后，因异步度超过机载软件启动同步容限，三通道VMC心跳值依然异步递增。
因本发明基于嵌入式采集设备中的CPLD/FPGA硬件资源和嵌入式实时软件实现，有效避免了用目标机产生时标，当目标机本身失步时，曲线绘制为三通道同步。
实施例3：VMC PBIT到控制管理的模式切换测试
嵌入式采集设备选择观测VMC操作系统系统模式字，开始数据采集后，按压PBIT开关使VMC进入PBIT，然后再次按压PBIT开关使VMC退出PBIT模式，返回控制管理模式，停止采集后用数据解析软件绘制系统模式字变化，确认VMC异步退出PBIT后(异步变为初始化模式)，经过机载软件启动同步，三通道VMC系统模式字同时变为控制管理模式。
因本发明基于嵌入式采集设备中的CPLD/FPGA硬件资源和嵌入式实时软件实现，有效避免了用主控PC机产生时标，受制于非实时windows操作系统其它进程影响，原本各通道同步进入控制管理模式的情况，实际曲线绘制偶发相差15ms。

Claims (1)

1.一种多余度系统数据采集的时标对齐方法，其特征为所述方法步骤如下：
a)将每张采集卡与每个余度VMC或RN目标机的调试接口依次连接，作为数据采集的链路；
b)每张采集卡的CPLD中设置计数器，用计数值作为时间标签，对采集的目标机数据包进行时序标记；
c)主控卡的FPGA中设置10MHz高性能时钟源，通过硬线引出，同步驱动b)中所有计数器；
d)采集卡中的实时嵌入式软件每次接收到目标机采集数据时，读取b)产生的时标值，同采集数据一起转发给主控PC机；
e)主控PC机的解析软件根据时标值，将多余度目标机数据包在同一时间轴上展开分析，达到还原真实目标机时序的目的。
CN201711293760.6A 2017-12-08 2017-12-08 一种多余度系统数据采集的时标对齐方法 Pending CN108227561A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711293760.6A CN108227561A (zh) 2017-12-08 2017-12-08 一种多余度系统数据采集的时标对齐方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711293760.6A CN108227561A (zh) 2017-12-08 2017-12-08 一种多余度系统数据采集的时标对齐方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108227561A true CN108227561A (zh) 2018-06-29

Family

ID=62654013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711293760.6A Pending CN108227561A (zh) 2017-12-08 2017-12-08 一种多余度系统数据采集的时标对齐方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108227561A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109143301A (zh) * 2018-09-21 2019-01-04 中国航空无线电电子研究所 一种卫星导航装置的多余度管理系统
CN109144851A (zh) * 2018-07-24 2019-01-04 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 面向任务死限监控的多余度软件调试装置及调试方法
CN109544040A (zh) * 2018-12-21 2019-03-29 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种基于模态的业务流程动态重构方法
CN112632127A (zh) * 2020-12-29 2021-04-09 国华卫星数据科技有限公司 设备运行实时数据采集及时序的数据处理方法
CN113438008A (zh) * 2021-04-20 2021-09-24 北京控制工程研究所 一种适用于姿轨控系统多机容错架构的多机时标仿真方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1300517A (zh) * 1999-02-12 2001-06-20 皇家菲利浦电子有限公司 等时数据通信的方法和装置
JP2003242130A (ja) * 2002-02-21 2003-08-29 Fuji Electric Systems Co Ltd 収集データの同期化方法及びデータ処理システム
CN102082656A (zh) * 2011-01-27 2011-06-01 上海巨一科技发展有限公司 一种桥梁健康监测系统的时钟同步装置
CN102183785A (zh) * 2011-03-01 2011-09-14 吉林大学 无缆地震仪多冗余同步数据采集装置及采集方法
CN102651044A (zh) * 2012-03-31 2012-08-29 北京经纬恒润科技有限公司 一种仿真节点、多余度仿真计算机系统及方法
CN103152136A (zh) * 2013-03-11 2013-06-12 南京因泰莱电器股份有限公司 一种使用可编程逻辑器件实时接收多路iec61850-9-2采样值的方法
CN203658915U (zh) * 2013-12-26 2014-06-18 珠海市鸿瑞信息技术有限公司 多路数据采集卡
CN103973386A (zh) * 2014-05-23 2014-08-06 哈尔滨工业大学 一种数据采集系统中1553b数据与adc数据的时间对齐方法
CN104506376A (zh) * 2014-11-23 2015-04-08 北京航空航天大学 一种具有帧起始敏感同步触发功能的多通道冗余式can总线测试系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1300517A (zh) * 1999-02-12 2001-06-20 皇家菲利浦电子有限公司 等时数据通信的方法和装置
JP2003242130A (ja) * 2002-02-21 2003-08-29 Fuji Electric Systems Co Ltd 収集データの同期化方法及びデータ処理システム
CN102082656A (zh) * 2011-01-27 2011-06-01 上海巨一科技发展有限公司 一种桥梁健康监测系统的时钟同步装置
CN102183785A (zh) * 2011-03-01 2011-09-14 吉林大学 无缆地震仪多冗余同步数据采集装置及采集方法
CN102651044A (zh) * 2012-03-31 2012-08-29 北京经纬恒润科技有限公司 一种仿真节点、多余度仿真计算机系统及方法
CN103152136A (zh) * 2013-03-11 2013-06-12 南京因泰莱电器股份有限公司 一种使用可编程逻辑器件实时接收多路iec61850-9-2采样值的方法
CN203658915U (zh) * 2013-12-26 2014-06-18 珠海市鸿瑞信息技术有限公司 多路数据采集卡
CN103973386A (zh) * 2014-05-23 2014-08-06 哈尔滨工业大学 一种数据采集系统中1553b数据与adc数据的时间对齐方法
CN104506376A (zh) * 2014-11-23 2015-04-08 北京航空航天大学 一种具有帧起始敏感同步触发功能的多通道冗余式can总线测试系统

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109144851A (zh) * 2018-07-24 2019-01-04 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 面向任务死限监控的多余度软件调试装置及调试方法
CN109144851B (zh) * 2018-07-24 2022-04-19 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 面向任务死限监控的多余度软件调试装置及调试方法
CN109143301A (zh) * 2018-09-21 2019-01-04 中国航空无线电电子研究所 一种卫星导航装置的多余度管理系统
CN109143301B (zh) * 2018-09-21 2022-12-27 中国航空无线电电子研究所 一种卫星导航装置的多余度管理系统
CN109544040A (zh) * 2018-12-21 2019-03-29 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种基于模态的业务流程动态重构方法
CN109544040B (zh) * 2018-12-21 2023-07-25 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 一种基于模态的业务流程动态重构方法
CN112632127A (zh) * 2020-12-29 2021-04-09 国华卫星数据科技有限公司 设备运行实时数据采集及时序的数据处理方法
CN112632127B (zh) * 2020-12-29 2022-07-15 国华卫星数据科技有限公司 设备运行实时数据采集及时序的数据处理方法
CN113438008A (zh) * 2021-04-20 2021-09-24 北京控制工程研究所 一种适用于姿轨控系统多机容错架构的多机时标仿真方法
CN113438008B (zh) * 2021-04-20 2022-10-28 北京控制工程研究所 一种适用于姿轨控系统多机容错架构的多机时标仿真方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108227561A (zh) 一种多余度系统数据采集的时标对齐方法
CN110488630B (zh) 一种控制增稳飞控计算机测试系统及测试方法
CN102092477B (zh) 飞机音频综合系统自动测试与故障诊断装置及方法
DE112013000758B4 (de) Erzeugen von Taktsignalen für einen zyklusgenauen, zyklusreproduzierbaren FPGA-gestützten Hardware-Beschleuniger
CN102508456B (zh) 振动监视保护装置的背板总线式结构及其通信控制方法
CN103259686B (zh) 基于离散错误事件的can总线网络故障诊断方法
CN103473162A (zh) 一种基于软件故障注入的可靠性评测系统设计方法
CN101441585B (zh) 三模冗余容错计算机精确同步的方法
CN102096376A (zh) 半实物仿真中的混合时序同步控制方法
CN202710986U (zh) 振动监视保护装置的背板总线式结构
CN101635940A (zh) 程序片断执行时间的测量方法及装置
CN107239433A (zh) 一种三冗余计算机同步方法
CN203012504U (zh) 分布式航电综合测试系统
CN101834714B (zh) 可级联通道数量巨大的同步动态测试仪器
CN104506270A (zh) 一种时间频率同步一体化实现系统及实现方法
CN110263535B (zh) 一种分布式环境下嵌入式硬件辅助追踪轨迹同步方法
WO2009097637A1 (de) Einrichtung zum koordinierten testen und zur fehlersuche in verteilten eingebetteten mikroprozessorsystemen
CN107592177B (zh) 一种直升机航电系统测试网络的时钟同步方法
CN103684455A (zh) 多adc数据采集系统中单路adc故障诊断及恢复方法
CN106250528A (zh) 基于应用主备机在线校核的拼接模型投在线方法
CN110879549A (zh) 一种基于交叉互比方法的余度测量架构及余度管理方法
CN109279048A (zh) 一种发动机和apu转速与航电系统交联闭环检测方法
CN109472171A (zh) 一种基于人机界面与电流监测的fpga硬件木马检测系统
CN104881329B (zh) 一种电池总成下线检测平台多线程时间同步的方法
CN109144851A (zh) 面向任务死限监控的多余度软件调试装置及调试方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180629