CN110032387A - 具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块，包含ROM存储器上存储的新配置可启动标识、新配置选择表、老配置选择表、固化索引表，固化索引表上针对每个映像文件均设有二个存储位置标志，各存储位置标志记录了映像文件的固化位置；老配置选择表上记录了升级加载前映像文件是使用二个存储位置标志中的哪一个；新配置选择表记录了升级加载后映像文件放置在二个存储位置标志中的哪一个；新配置可启动标识用于指示新配置选择表是否可以正常启动。本发明利用新配置可启动标识、新配置选择表、老配置选择表、固化索引表实现了每个GPM映像文件的固化位置的灵活配置、新老配置的备份策略及配置兼容性检查。

Description

具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块

技术领域

本发明属于航空电子系统中的机载计算机领域，特别涉及IMA/DIMA系统下通用计算模块或其他可独立替换单元的产品研发。

背景技术

通用处理模块(GPM)是综合模块化航空电子(IMA)系统下中的可更换模块，用于为机载应用软件运行提供计算资源、通讯资源。在IMA系统中GPM的数量并不固定，部署应用软件数量及部署方案多种多样。

IMA系统软件集成人员可以结合应用软件资源需求、应用软件交互关系、应用软件关键等级、GPM数量等信息灵活设计IMA系统中每个GPM的应用软件部署方案。IMA系统使用者也可能将不同位置GPM进行相互替换，当GPM换位到其他模块上时，GPM需要正确识别位置并进行配置兼容性检查，确保换位后不会造成系统异常动作。IMA系统维护人员也可能对各个GPM中软件进行在线升级，由于分区应用软件可能由不同人员甚至不同厂家开发，生成的应用软件固化文件必须彼此分离，并且增加备份机制，防止加载中途出现掉电或其他异常，系统无法正常启动并重启进行加载。

为应对IMA系统提出的灵活性、可靠性及易用性挑战，在IMA系统通用计算单元(GPM)研发背景下，需要设计一种高可靠性机载设备映像加载处理方法。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块，满足IMA系统集成者灵活部署每个GPM的应用软件的需求；同时该发明也能够满足系统使用者对IMA系统内GPM通用性和可靠性的需求；最后该发明也为系统维护人员提供灵活、易用、高可靠性的升级维护方法。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块，包含ROM存储器，所述ROM存储器上存储有新配置可启动标识、新配置选择表、老配置选择表、固化索引表，所述固化索引表上针对每个映像文件均设有第一存储位置标志和第二存储位置标志，第一存储位置标志和第二存储位置标志记录了映像文件的固化位置；所述老配置选择表上记录了升级加载前映像文件是使用第一存储位置标志和第二存储位置标志中的哪一个；所述新配置选择表记录了升级加载后映像文件放置在第一存储位置标志还是第二存储位置标志上；所述新配置可启动标识用于指示升级加载后使用新配置选择表是否可以进行正常启动。

进一步，具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块上还包含启动管理软件，启动管理软件在启动时执行以下程序步骤：按照新配置选择表读取固化索引表中各个映像文件的固化位置，并对各个映像文件的固化位置进行校验并尝试启动系统，如果通过校验并成功启动系统，则将新配置可启动标识设置为可启动；否则将新配置可启动标识设置为不可启动，再尝试按照老配置选择表读取固化索引表中各个映像文件的固化位置，并对各个映像文件的地址进行校验并尝试启动系统，如果通过校验，则启动系统，否则进入停止状态。

进一步，具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块上还包含平台管理分区，平台管理分区在启动管理软件完成系统启动后，实施固化加载新映像文件，包含以下步骤：

步骤1-1、首先判断新配置可启动标志，若新配置可启动标志指示新配置选择表可正常启动，则执行步骤1-2，若新配置可启动标志指示新配置选择表不可启动，则执行步骤1-3；

步骤1-2、将新配置选择表备份至老配置选择表，根据老配置选择表读取各个映像文件的固化位置，并将新映像文件加载至对应的另一位置中，更新新配置选择表并将新配置可启动标志设置成不可启动；

步骤1-3、根据老配置选择表读取各个映像文件的固化位置，并将新映像文件加载至对应的另一位置中，更新新配置选择表并将新配置可启动标志设置成不可启动。

进一步，所述ROM存储器上还存储有系统配置清单，系统配置清单用于记录系统中每个GPM应固化的映像文件列表；系统启动后平台管理分区在启动正常工作模式前先进行配置兼容性检查，包含以下步骤：

步骤2-1、平台管理分区将自身存储的系统配置清单发送给平台配置管理功能驻留的主通用处理模块，等待主通用处理模块应用利用投票机制选出的最终系统配置清单；

步骤2-2、平台管理分区在接收到最终系统配置清单后，结合自身槽位号，判断最终系统配置清单中对应GPM应固化配置项与固化索引表中对应项进行对比，若一致则通过兼容性检测，否则兼容性检测失败，尝试重新进入在线加载状态。

本发明的有益效果在于：

(1)首先利用固化索引表实现了每个GPM映像文件的固化位置、大小、固化文件数量、固化文件特征信息的灵活配置。

(2)其次设计了GPM启动流程和加载流程，通过双份存储、新旧配置标识、可启动标志等机制保障了映像加载异常时备份映像文件不会损坏，仍可以正常启动并重新进入加载过程。

(3)最后设计了配置兼容性检查机制，验证本GPM配置是否和系统中该位置GPM应有固化映像一致，防止GPM换位造成系统应用运行异常，进一步提升可靠性及可维护性。

附图说明

图1为ROM存储器的存储示意图。

图2为通用计算单元(GPM)的启动流程图。

图3为通用计算单元(GPM)的加载流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。本实施例为本发明在某IMA产品GPM研发中的应用情况，具体说明如下：

(一)应用软件存储

本实施例所示的一种具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块(GPM)的固化文件在ROM存储器中的划分如图1所示。

其中第一级BOOTROM、实验室加载镜像、第二级BOOTROM为出厂镜像，不会进行在线加载。所有在线加载文件(固化索引表、ConfigRecord、CoreOS、POS、平台管理分区、在线加载分区、其他应用分区、其他配置文件)均具有双份备份，其中固化索引表中的主要包括以下重要信息：

a)映像文件名字；

b)映像文件唯一性标识；

c)映像文件的第一存储位置标志和第二存储位置标志(SLOT1/SLOT2)；

d)映像文件版本信息；

e)映像文件类型(固化索引表/ConfigRecord/操作系统镜像/分区镜像/其他配置数据)

老配置选择表上记录了升级加载前映像文件是使用第一存储位置标志和第二存储位置标志中的哪一个。

新配置选择表记录了升级加载后映像文件放置在第一存储位置标志还是第二存储位置标志上。

新配置可启动标识用于指示升级加载后使用新配置选择表是否可以进行正常启动。

(二)启动流程

具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块上还包含启动管理软件，启动管理软件的启动流程如图2所示，上电首先执行第一级BOOTROM，其主要功能是采集外部状态离散量，判断是否进入实验室加载模式(跳转至实验室加载镜像执行)。若不进入实验室加载模式则跳转至第二级BOOTROM执行。

第二级BOOTROM主要实现功能是进行必要的上电自检测，如果发现致命错误则停止启动，否则按照新配置选择表读取固化索引表中各个映像文件的固化位置，并对各个映像文件的固化位置进行校验并尝试启动系统，如果通过校验并成功启动系统，则将新配置可启动标识设置为可启动；否则将新配置可启动标识设置为不可启动，再尝试按照老配置选择表读取固化索引表中各个映像文件的固化位置，并对各个映像文件的地址进行校验并尝试启动系统，如果通过校验，则启动系统，否则进入停止状态。

操作系统启动后，系统默认调度该GPM模块上的平台管理分区，由其对配置兼容性进行检查。如果无法通过配置兼容性检查则判断当前是否具备进入加载模式条件，如果具备则可以进入加载状态，否则进入停止状态。

该固化启动方式实现了目标文件的可靠灵活固化，使IMA产品通用性、易用性大幅提升。

(三)加载流程

通用计算单元有两种固化加载方式，一种是实验室加载方式，通过调试以太网进行加载，另一种是通过机载网络进行在线加载，两种加载方式的区别仅仅是传输介质不同。在完成目标文件传输及校验后，其加载流程相同，如图3所示。

首先判断新配置可启动标志，若新配置可启动标志指示使用新配置选择表，将新配置选择表备份至老配置选择表，根据新配置选择表读取各个映像文件的固化位置，并将映像文件加载至该固化位置中，将新配置可启动标志设置成使用老配置选择表启动；

反之，读取老配置选择表和新配置选择表进行比较，若两者不一致，则说明配置索引表已经进行了更新，则需要根据新配置索引表的固化地址分配进行更新，先选择老配置选择表和新配置选择表中对映像文件配置一致的映像文件进行加载，然后再对剩余映像文件按照新配置选择表进行加载。

设计固化索引表，为不同GPM进行固化空间划分时，应考虑不同GPM间的通用性和差异性，将相同部分地址尽量定义成一致的。不然采用该方案进行在线加载时，因加载新配置索引表后将按照新配置索引表进行地址分配，备份配置文件可能因地址空间冲突遭到覆盖，进而无法实现有效备份。

(四)配置兼容性检查

在操作系统完成启动后，GPM默认不启动平台上驻留的用户应用软件，仅运行平台管理的相关软件分区，平台管理功能的分区应用进行配置兼容性检测决定是否启动该GPM上的用户应用软件。配置兼容性检测的基本流程如下：

(1)每个GPM将自身存储的系统配置清单发送给平台配置管理功能驻留的主GPM。

(2)主GPM上的平台配置管理应用利用投票机制选出最终系统配置清单。

(3)主GPM上的平台配置管理应用分发投票得到的系统配置清单给IMA系统的每个GPM。

(4)每个GPM检查自身固化的映像文件是否与投票得到的系统配置清单中对应槽位应固化映像文件一致，若一致则通过兼容性检测，否则兼容性检测失败。

(5)若无法通过兼容性检测则不启动用户应用软件，并尝试重新进入在线加载状态，防止IMA系统产生异常动作。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块，包含ROM存储器，其特征在于所述ROM存储器上存储有新配置可启动标识、新配置选择表、老配置选择表、固化索引表，所述固化索引表上针对每个映像文件均设有第一存储位置标志和第二存储位置标志，第一存储位置标志和第二存储位置标志记录了映像文件的固化位置；所述老配置选择表上记录了升级加载前映像文件是使用第一存储位置标志和第二存储位置标志中的哪一个；所述新配置选择表记录了升级加载后映像文件放置在第一存储位置标志还是第二存储位置标志上；所述新配置可启动标识用于指示升级加载后使用新配置选择表是否可以进行正常启动。

2.根据权利要求1所述一种具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块，其特征在于还包含启动管理软件，启动管理软件在启动时执行以下程序步骤：按照新配置选择表读取固化索引表中各个映像文件的固化位置，并对各个映像文件的固化位置进行校验并尝试启动系统，如果通过校验并成功启动系统，则将新配置可启动标识设置为可启动；否则将新配置可启动标识设置为不可启动，再尝试按照老配置选择表读取固化索引表中各个映像文件的固化位置，并对各个映像文件的地址进行校验并尝试启动系统，如果通过校验，则启动系统，否则进入停止状态。

3.根据权利要求2所述一种具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块，其特征在于还包含平台管理分区，平台管理分区在启动管理软件完成系统启动后，实施固化加载新映像文件，包含以下步骤：

步骤1-1、首先判断新配置可启动标志，若新配置可启动标志指示新配置选择表可正常启动，则执行步骤1-2，若新配置可启动标志指示新配置选择表不可启动，则执行步骤1-3；

步骤1-2、将新配置选择表备份至老配置选择表，根据老配置选择表读取各个映像文件的固化位置，并将新映像文件加载至对应的另一位置中，更新新配置选择表并将新配置可启动标志设置成不可启动；

步骤1-3、根据老配置选择表读取各个映像文件的固化位置，并将新映像文件加载至对应的另一位置中，更新新配置选择表并将新配置可启动标志设置成不可启动。

4.根据权利要求3所述一种具有高可靠性机载设备映像加载处理功能的通用处理模块，其特征在于所述ROM存储器上还存储有系统配置清单，系统配置清单用于记录系统中每个GPM应固化的映像文件列表；系统启动后平台管理分区在启动正常工作模式前先进行配置兼容性检查，包含以下步骤：

步骤2-1、平台管理分区将自身存储的系统配置清单发送给平台配置管理功能驻留的主通用处理模块，等待主通用处理模块应用利用投票机制选出的最终系统配置清单；

步骤2-2、平台管理分区在接收到最终系统配置清单后，结合自身槽位号，判断最终系统配置清单中对应GPM应固化配置项与固化索引表中对应项进行对比，若一致则通过兼容性检测，否则兼容性检测失败，尝试重新进入在线加载状态。