CN110688427B - 一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，属于航天器上的多机热备份控制系统技术领域，具体的涉及一种基于四机热备份实时系统的异步数据同步方法。通过单机之间的信息交换，根据四机收到事件的状态，决定是否使用数据信息，只要四机中有一机收到事件的状态为有效则使用，解决了由于故障原因导致单机无法接收数据，从而导致四机不同步的问题，提高了热备份系统的可靠性和安全性。

Description

一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法
技术领域
本发明涉及一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，属于航天器上的多机热备份控制系统技术领域，具体的涉及一种基于四机热备份实时系统的异步数据同步方法。
背景技术
空间站作为长期有人值守的大型在轨航天器，具有可靠性、安全性要求高的特点。其中制导、导航与控制计算机应用软件作为制导、导航与控制分系统的重要组成部分对空间站的安全稳定运行具有决定性作用。
空间站控制计算机采用四机热备份结构。在空间站的运行过程中，随时会有各种异步数据需要软件进行处理，如地面上注数据、指令，数管广播转发的各种数据等，由于空间环境的干扰，四机热备份结构各个系统的单机软件在运行过程中难以保持指令级同步，这些随机事件的查询响应时刻存在一定的时间差，各单机采集到的数据有可能会产生时序上的差别，导致四机不同步的事件发生。
为了提高软件的可靠性和安全性，必须对空间站运行过程中的异步事件进行同步响应处理，保证四机同步运行，从而提高软件运行的可靠性，确保空间站的长期安全稳定运行。
以往的三机热备份实时系统，通过交换事件状态对事件进行同步。该方法由于只交换了事件状态，因此只有本机收到了事件到来的信息，才能响应事件，处理数据。如果本机由于各种原因(如接口故障等)导致无法收到事件到来的信息，则本机无法响应事件，处理数据，这将导致本机与其它机因数据不一致而不同步。即使不发生故障，三机收到事件的时序差异也会导致事件和数据延迟一个控制周期响应，因此无法保证指令和数据处理的实时性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，针对因时序差异而导致四机不能同时接收的数据进行同步响应处理，保证四机同步运行，从而提高软件运行的可靠性和安全性。
本发明的技术解决方案是：
一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，四机热备份实时系统包括四台独立运行的单机，单机相互之间在每个控制周期定时通讯和交换数据，每一控制周期每个单机运行以下步骤：
S1、查询是否有需要处理的事件；
S2、当需要处理的事件到来时，记录本机的事件状态为有效，采集相应的数据放入指定的存储区域；若没有需要处理的事件，则记录本机的事件状态为无效；
S3、本机与其他单机相互交换信息，交换的内容包括事件状态和采集到的相应的数据；完成上述操作后，每台单机均获取了四机的事件状态和数据；
S4、本机查询四机的事件状态；
S5、若本机查询到任何一台单机的事件状态为有效，且为第一次有效，则响应事件，处理数据，若本机查询到所有单机的事件状态均为无效，则不响应事件，若本机查询到任何一台单机的事件状态为有效，且不是第一次有效，则不响应事件。
本发明与现有技术相比的优点在于：
通过单机之间的信息交换，根据四机收到事件的状态，决定是否使用数据信息，只要四机中有一机收到事件的状态为有效则使用，解决了由于故障原因导致单机无法接收数据，从而导致四机不同步的问题，提高了热备份系统的可靠性和安全性。
本发明提供一种基于四机热备份实时系统的异步数据同步方法，四机热备份实时系统包括四台独立运行的单机，单机相互之间在每个控制周期定时通讯、交换数据，每一控制周期每个单机运行以下步骤：S1、查询是否有需要处理的事件；S2、当需要处理的事件到来时，记录本机的事件状态为有效，采集相应的数据放入指定的存储区域；S3、若需要处理的事件未到，则记录本机的事件状态为无效；S4、与其他单机相互交换信息，交换的内容包括事件状态和相应的数据；S5、完成上述操作后，每台单机均获取了四机的事件状态和数据；S6、查询四机的事件状态；S7、若四台单机中查询到任何一台单机的事件状态为有效，且为第一次有效，则响应事件，处理数据。本发明通过单机之间的信息交换，根据四机收到事件的状态，决定是否使用数据信息，只要四机中有一机收到事件的状态为有效则使用，解决了由于故障原因导致单机无法接收数据，从而导致四机不同步的问题，提高了热备份系统的可靠性和安全性。
附图说明
图1示出了本发明的一种基于四机热备份实时系统的异步数据同步方法的步骤图。
具体实施方式
一种基于四机热备份实时系统的异步数据同步方法，所述四机热备份实时系统包括四台独立运行的单机，四台所述单机相互之间在每个控制周期定时通讯、交换数据，每一控制周期每个单机运行包括以下步骤：
S1、查询是否有需要处理的事件；
S2、当所述需要处理的事件到来时，记录本机的事件状态为有效，采集相应的数据放入指定的存储区域；
S3、若需要处理的事件未到，则记录本机的事件状态为无效；
S4、与其他单机相互交换信息，交换的内容包括事件状态和相应的数据；
完成上述操作后，每台单机均获取了四机的事件状态和数据；
S5、查询四机的事件状态；
S6、若四台单机中查询到任何一台单机的事件状态为有效，且为第一次有效，则响应事件，处理数据。
本发明提供一种基于四机热备份实时系统的异步数据同步方法，通过单机之间的信息交换，根据四机收到事件的状态，决定是否使用数据信息，只要四机中有一机收到事件的状态为有效则使用。本发明通过四机之间的数据交换，提高热备份系统的可靠性和安全性。本方法适用于对时序要求高且功能复杂、容错信息量大的多机热备份冗余系统。
参见图1所示，本发明的四机热备份实时系统装在空间站上，包括四台相同的单机，且四台单机相互之间在每个控制周期(每一拍)定时通讯、交换数据。四机热备份系统中的每个单机均按如下步骤进行：
(1)查询是否有随机事件发生。
查询是否有需要处理的随机事件到来。当需要处理的事件到来时，记录本机的事件状态为有效，采集相应的数据放入指定的存储区域。
(2)四机交换状态和数据。
各单机之间相互交换信息，交换内容包括事件状态标志和相应的数据。
(3)进行同步处理
若四机中的任一机查询到新的随机事件，则开始响应该事件，响应上行信息、处理数据，并将数据处理完成标志设为有效；否则将数据处理完成标志设为无效。
实施例
一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，四机热备份实时系统包括四台独立运行的单机，单机相互之间在每个控制周期定时通讯和交换数据，每一控制周期每个单机运行以下步骤：
S1、查询是否有需要处理的事件；
S2、当需要处理的事件到来时，记录本机的事件状态为有效，采集相应的数据放入指定的存储区域；若没有需要处理的事件，则记录本机的事件状态为无效；
S3、本机与其他单机相互交换信息，交换的内容包括事件状态和采集到的相应的数据；完成上述操作后，每台单机均获取了四机的事件状态和数据；
S4、本机查询四机的事件状态；
S5、若本机查询到任何一台单机的事件状态为有效，且为第一次有效，则响应事件，处理数据，若本机查询到所有单机的事件状态均为无效，则不响应事件，若本机查询到任何一台单机的事件状态为有效，且不是第一次有效，则不响应事件。
经过测试表明，应用了本发明算法后，四机热备份实时系统的时序同步性良好，提高了系统运行的安全性、可靠性，保证了系统在复杂时序下的稳定性。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，其特征在于：四机热备份实时系统包括四台独立运行的单机，单机相互之间在每个控制周期定时通讯和交换数据，每一控制周期每个单机运行以下步骤：
S1、查询是否有需要处理的事件；
S2、当需要处理的事件到来时，记录本机的事件状态为有效，采集相应的数据放入指定的存储区域；若没有需要处理的事件，则记录本机的事件状态为无效；
S3、本机与其他单机相互交换信息，交换的内容包括事件状态和采集到的相应的数据；完成上述操作后，每台单机均获取了四机的事件状态和数据；
S4、本机查询四机的事件状态；
S5、若本机查询到任何一台单机的事件状态为有效，且为第一次有效，则响应事件，处理数据，若本机查询到所有单机的事件状态均为无效，则不响应事件，若本机查询到任何一台单机的事件状态为有效，且不是第一次有效，则不响应事件。
2.根据权利要求1所述的一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，其特征在于：该方法能够使得四机热备份实时系统的时序同步性良好。
3.根据权利要求1所述的一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，其特征在于：该方法能够使得四机热备份实时系统运行的安全性好。
4.根据权利要求1所述的一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，其特征在于：该方法能够使得四机热备份实时系统的可靠性高。
5.根据权利要求1所述的一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，其特征在于：该方法能够使得四机热备份实时系统在复杂时序下的稳定性。
6.根据权利要求1所述的一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，其特征在于：该方法能够使得四机热备份实时系统中四台单机相互之间在每个控制周期定时通讯。
7.根据权利要求1所述的一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，其特征在于：该方法能够使得四机热备份实时系统中四台单机相互之间在每个控制周期定时交换数据。
8.根据权利要求1所述的一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，其特征在于：该方法能够使得四机热备份实时系统中四台单机相互之间每200ms通讯一次。
9.根据权利要求1所述的一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，其特征在于：该方法能够使得四机热备份实时系统中四台单机相互之间每200ms交换数据一次。
10.根据权利要求1所述的一种四机热备份实时系统的异步数据同步方法，其特征在于：四机热备份实时系统包括四台独立运行的单机。
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