CN110377332B - 安全计算机平台软件程序在线换装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的安全计算机平台软件程序在线换装方法，平台分为主控层和执行层；主控层由主控A模块和主控B模块构成；执行层提供与外部设备和外部子模块的通信接口；执行层由两组执行模块A和执行模块B构成；在安全计算机平台的各主控模块以及执行模块中包含：引导程序和其他软件程序；安全计算机平台提供软件调试接口；通过安全计算机平台的该调试接口，更新主控模块和/或各执行模块上的软件，实现软件程序的在线换装。本发明的技术优势：采用一种极其灵活的软件换装方法，具备任何子模块可更新全部模块软件的特点，其引导软件结合其他软件的软件结构和无需手动更新软件的特点，提高了安全计算机平台软件的安全性和可维护性。

Description

安全计算机平台软件程序在线换装方法
技术领域
本发明涉及铁路安全计算机平台实现领域，具体涉及安全计算机平台中各模块的软件程序换装的一种方法。
背景技术
随着铁路运输事业的发展，列车信号控制相关设备发展的多样性。对列控设备的安全性和通用性提出更高要求。安全计算机作为一个基本的通用平台，可灵活开发并集成多种输入输出模块，支持多种不同应用环境。其特点是分层和总线的架构，各层包含相对独立可集成的模块，每个模块可包含软件程序，模块间可通过总线通信。既有软件程序的换装方式，采用仿真器烧写，即需要单独对安全计算机中的每个模块使用仿真器进行分别烧写，既有的换装方式有操作复杂、人工操作繁琐、出错概率较大的缺点。
综上，为了支持铁路安全计算机平台的安全性、适用性，降低安全计算机的安装维护难度，针对铁路安全计算机平台，需要有一种软件程序的换装方法：具有减少人工操作，无需对安全计算机平台的单独模块进行操作，软件程序换装时版本控制更加严格、安全可靠等特点。
发明内容
本发明为解决上述问题，使软件换装更便利，更安全，更自动化，提出了一种平台软件程序的换装方法。
本发明提供一种安全计算机平台软件程序在线换装方法，该平台是一种基于串行总线的网络结构及用该网络结构组成的安全计算机平台，该安全计算机平台采用二乘二取二的安全冗余架构，分为主控层和执行层；
所述主控层由主控A模块和主控B模块构成，主控层为应用软件提供运行环境、系统功能支持；主控层提供应用软件的接口，对于不同的应用，提供的软件接口相同；
所述执行层提供状态输入接口，提供控制输出接口，提供与外部设备和外部子模块的通信接口；执行层由两组执行模块A和执行模块B构成；
所述主控模块与执行模块之间，主控模块A与主控模块B之间，执行模块A与执行模块B之间通过冗余全双工串行总线通信；
在安全计算机平台的各主控模块以及执行模块中包含：引导程序和其他软件程序；其中，所述其他软件程序包括平台软件程序和应用程序；而引导程序是无需更新的，用于引导该其他软件程序的更新；
所述安全计算机平台提供软件调试接口，该接口可在主控模块和/或执行模块上实现；
可通过安全计算机平台的该调试接口，更新主控模块和/或各执行模块上的软件，实现软件程序的在线换装。
本发明的技术优势：针对铁路信号领域的安全计算机平台，采用一种极其灵活的软件换装方法，具备任何子模块可更新全部模块软件的特点，其引导软件结合其他软件的软件结构和无需手动更新软件的特点，提高了安全计算机平台软件的安全性和可维护性。
附图说明
[1]图1为安全计算机平台的总体架构图
[2]图2为安全计算机平台的软件换装接口图
[3]图3为主控软件的软件换装流程图
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的说明，将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明。以下实施例中提供了一种针对安全计算机平台的软件程序的在线换装方法，该安全平台是一种基于串行总线的网络结构及用该网络结构组成的安全计算机平台，针对该安全计算机平台的软件换装方法仅是一个实施例，不以任何形式限制本发明。
图1所示，为本发明适用的一种安全计算机平台的架构，该安全计算机平台采用二乘二取二的安全冗余架构，采用插箱式结构，安全计算机平台分为主控层和执行层。
主控层是安全计算机的控制核心，控制着整个系统的运行时序、运行周期和工作状态；主控层为应用软件提供运行环境、系统功能支持；主控层提供应用软件的接口，对于不同的应用，提供的软件接口相同；主控层提供数据配置、系统监测等接口；主控层由主控A模块和主控B模块构成。
执行层提供状态输入接口，提供控制输出接口，提供与外部设备和外部子模块的通信接口；执行层由两组执行模块A和执行模块B构成。
主控层与执行层之间通过冗余全双工串行总线通信，即，主控模块与执行模块之间，主控模块A与主控模块B之间，执行模块A与执行模块B之间通过冗余全双工串行总线通信。
本发明要求在安全计算机平台的各主控模块以及执行模块中包含：引导程序和其他软件程序。其中，引导程序是无需更新的，用于引导其他软件程序的更新，其他软件程序包括平台软件程序和应用程序。下文中的软件更新指平台软件程序或应用程序的更新。
本发明要求安全计算机平台需要提供软件调试接口，该接口可在主控模块或执行模块上实现。
下面以软件调试接口在主控模块A上为例，说明本软件程序在线换装方法，如图2所示，可通过安全计算机平台主控模块A的调试接口，更新主控模块A/B和各执行模块上的软件，如图2中的实线箭头，实现软件程序的在线换装。
图3为通过图2主控模块的调试接口在线换装的流程图，具体过程如下：
1.安全计算机平台在初始化阶段通过主控模块的调试接口接收到更新程序的命令和更新文件；
2.主控模块的引导程序解析命令，获得更新文件的目标类型模块；
3.若目标类型模块是其自身，更新自身的同时，还将更新文件通过内部总线发送给另一系主控模块；
4.若目标类型模块是其他模块则通过内部总线将更新文件发送给相应的模块；
5.更新完成后返回校验结果。
6.主备系的主控模块均可执行更新程序操作。
同样，如果软件调试接口在执行模块上，同样由引导程序引导，可以实现对安全计算机平台所有模块的在线的软件换装。此处不再累述。
通过平台里任何一个模块的调试接口都可以更新平台内部所有模块的软件程序，便于一次性更新全部模块程序，不仅提高安全计算机平台的软件可维护性及工作效率，更在软件版本控制、更新遗漏等方面有着特别的优势，对于铁路行业安全计算机平台有特殊的意义。
此软件换装方法体现了“在线”的特点，即软件换装时无需将安全计算机中的插件从机箱中取下，避免了插拔插件对硬件的损伤，以及避免了在插拔后，通过仿真器等其他工具的更新软件过程中出现的人为操作失误等问题。
平台中的每个模块中的软件都采用引导软件和其他软件的软件结构，引导软件功能简单无需更新，通过其可以引导其他软件或者引导其他模块的引导软件进行软件更新，此种软件结构对软件更新、需求变更、现场维护十分便利。
以上所述仅为本新方案的较佳实施案例而已，并非用于限定本新方案的保护范围。凡在本新方案的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本新方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种安全计算机平台软件程序在线换装方法，该平台是一种基于串行总线的网络结构及用该网络结构组成的安全计算机平台，该安全计算机平台采用二乘二取二的安全冗余架构，分为主控层和执行层；
所述主控层由主控模块A和主控模块B构成，主控层为应用软件提供运行环境、系统功能支持；主控层提供应用软件的接口，对于不同的应用，提供的软件接口相同；
所述执行层提供状态输入接口，提供控制输出接口，提供与外部设备和外部子模块的通信接口；执行层由两组执行模块A和执行模块B构成；
主控模块与执行模块之间，主控模块A与主控模块B之间，执行模块A与执行模块B之间通过冗余全双工串行总线通信；
在安全计算机平台的各主控模块以及执行模块中包含：引导程序和其他软件程序；其中，所述其他软件程序包括平台软件程序和应用程序；而引导程序是无需更新的，用于引导该其他软件程序的更新；
所述安全计算机平台提供软件调试接口，该接口可在主控模块和/或执行模块上实现；
可通过安全计算机平台的该调试接口，更新主控模块和各执行模块上的软件，实现软件程序的在线换装；
通过平台里任何一个模块的调试接口都可以更新平台内部所有模块的软件程序，便于一次性更新全部模块程序。
2.根据权利要求1所述的换装方法，其特征在于，换装步骤如下：
安全计算机平台在初始化阶段，通过上述调试接口，接收到更新程序的命令和更新文件；
主控模块引导程序解析命令，获得更新文件的目标类型模块；
若目标类型模块是其自身，更新自身的同时，还将更新文件通过内部总线发送给另一系主控模块；
若目标类型模块是其他模块则通过内部总线将更新文件发送给相应的模块；
更新完成后返回校验结果。
3.根据权利要求2所述的换装方法，其特征在于，如果软件调试接口在执行模块上，执行模块的引导程序以同样方式可实现对安全计算机平台所有模块的在线的软件换装。
4.根据权利要求1所述的换装方法，其特征在于，安全计算机平台采用插箱式结构；软件换装时无需将安全计算机中的插件从机箱中取下，避免了插拔插件对硬件的损伤。
5.根据权利要求1所述的换装方法，其特征在于，平台中的每个模块中的软件都采用引导软件和其他软件的软件结构；引导软件功能简单无需更新，通过其可以引导其他软件或者引导其他模块的引导软件进行软件更新。
6.根据权利要求1所述的换装方法，其特征在于，主控层是安全计算机的控制核心，控制着整个系统的运行时序、运行周期和工作状态；主控层还提供数据配置、系统监测等接口。
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