CN111694593B - 一种基于改进arinc615a协议的目标程序在线升级方法 - Google Patents

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Abstract

为了解决ARINC615A加卸载协议不支持数据块大小及超时时间自协商机制，可能会导致目标程序无法正常加载的技术问题，本发明提出了一种基于改进ARINC615A协议的目标程序在线升级方法。本发明通过对ARINC615A协议中RRQ、WRQ及OACK报文格式进行扩展，并对读/写文件请求流程进行改进，实现了传输数据块大小及超时时间的自协商，提高了协议扩展能力。

Description

一种基于改进ARINC615A协议的目标程序在线升级方法
技术领域
本发明属于航电系统机载网络领域，具体涉及一种基于改进ARINC615A协议的目标程序在线升级方法。
背景技术
随着综合模块化航空电子系统(IMA：Integrated Modular Avionics)和机载网络等技术的快速发展及航电系统功能需求的日益增长，航电系统的规模和数量急剧增加，对航电系统软件、配置表及逻辑等目标程序的维护升级能力提出了更高的要求。
ARINC615A加卸载协议作为航电系统数据文件加卸载标准协议，具有安全可靠等优点，其由两部分组成，一部分是加载设备(加载端)，运行在航电网络的节点机设备上；另一部分是目标机(被加载端)，运行在同一网络的其它节点机设备上。ARINC615A加卸载协议定义了加载端如何获取目标机的配置信息、将符合ARINC-665的协议数据文件上传至目标机等协议操作，且为各个操作定义了详细的协议文件格式和协议交互流程。
但当前ARINC615A加卸载协议存在一些不足。首先ARINC615A加卸载协议不支持数据块大小及超时时间自协商机制，不同供应商提供的加载端及目标端可能会因该部分不匹配造成目标程序无法正常加载；其次ARINC615A加卸载协议采用简单TFTP协议进行文件传输，限制了文件加载速度；最后ARINC615A加卸载协议没有对目标程序Flash固化方式及启动方式进行约束，存在当目标程序在线升级过程中，突然发生断电或操作终止时，对产品造成的不可恢复故障的风险。因此如何设计出一种基于改进ARINC615A协议的目标程序在线升级方法非常必要。
发明内容
为了解决ARINC615A加卸载协议不支持数据块大小及超时时间自协商机制，可能会导致目标程序无法正常加载的技术问题，本发明提出了一种基于改进ARINC615A协议的目标程序在线升级方法。
本发明的技术方案如下：
一种基于改进ARINC615A协议的目标程序在线升级方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
1)对ARINC615A协议中定义的RRQ、WRQ及OACK报文格式进行扩展，添加数据块长度字段及超时时间字段，用来存储加载端、目标端当前允许传输的最大数据块长度及最长超时时间；
2)目标程序升级：
A)目标程序写请求：
A1)ARINC615A加载端将本次目标程序文件传输期待的数据块大小及超时时间填入WRQ报文中，然后向目标端发送WRQ请求；
A2)ARINC615A目标端接收到所述WRQ请求后，对WRQ报文中的数据块大小及超时时间字段进行解析，通过比较，将能够接受的最大数据块大小及最大超时时间填入OACK报文对应字段，发送给加载端；
A3)ARINC615A加载端接收到OACK报文后，按照OACK报文中定义的最大数据块大小及最大超时时间，执行目标程序文件加载操作，向目标端发送数据包，并接收目标端返回的响应包；
B)目标程序读请求：
B1)ARINC615A加载端将本次目标程序文件传输期待的数据块大小及超时时间填入RRQ报文中，然后向目标端发送RRQ请求；
B2)ARINC615A目标端接收到RRQ请求后，对RRQ报文中的数据块大小及超时时间字段进行解析，通过比较，将能够接受的最大数据块大小及最大超时时间填入OACK报文对应字段，发送给加载端；
B3)ARINC615A加载端接收到OACK报文后，向目标端回复ACK报文，并按照OACK报文中定义的最大数据块大小及最大超时时间等待接收目标端发送的目标程序文件；
B4)ARINC615A目标端按照OACK报文中约定的数据块大小及超时时间向加载端发送数据包，并接收加载端返回的响应包。
进一步地，在所述A)目标程序写请求和B)目标程序读请求过程中，采用滑动窗口协议，ARINC615A加载端/目标端连续发送多个数据包之后，再等待对方回复响应包。
进一步地，步骤1)中所述的数据块长度字段及超时时间字段均由字段名称及字段值组成。
进一步地，还包括步骤3)：
ARINC615A目标端程序加载完成后，将接收到的目标程序文件固化到Flash空间中。
进一步地，步骤3)中所述的Flash空间包括主Flash空间和备Flash空间，当ARINC615A目标端接收到目标程序文件后，首先查询固化标识位，1代表主Flash空间，0代表备Flash空间；
若固化标识位值为1，则将接收到的目标程序文件固化到备Flash空间中，固化完成后，将固化标识位设置为0；
若固化标识位值为0，则将接收到的目标程序文件固化到主Flash空间中，固化完成后，将固化标识位设置为1；
当ARINC615A目标端驻留系统复位或重新上电后，系统引导程序首先查询固化标识位，若所述固化标识位值为1，则引导主Flash空间中的目标程序文件启动；若所述固化标识别位值为0时，则引导备Flash空间中的目标程序文件启动。
本发明的优点在于：
1.本发明通过对ARINC615A协议中RRQ(Read Request)、WRQ(Write Request)及OACK(Option Acknowledgement)报文格式进行扩展，并对读/写文件请求流程进行改进，实现了传输数据块大小及超时时间的自协商，提高了协议扩展能力。
2.本发明通过对ARINC615A协议中文件传输协议进行改进，由简单TFTP协议改为滑动窗口协议，提升了文件传输速度。
3.本发明通过对目标程序Flash固化方式进行改进，将Flash固化空间分为主、备两块空间，避免目标程序升级过程中突然断电或操作终止对产品造成的不可恢复故障，提升了目标程序升级的安全性及可靠性。
附图说明
图1是RRQ/WRQ报文格式示意图。
图2是OACK包格式示意图。
图3是WRQ交互过程示意图。
图4是RRQ交互过程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
本发明对ARINC615A协议作出了如下改进：
1、对ARINC615A协议中定义的RRQ、WRQ及OACK报文格式进行扩展
图1为扩展后RRQ/WRQ报文格式，添加数据块长度及超时时间字段，用来存储加载端期望、目标端允许传输的最大数据块长度及最长超时时间。
图2为OACK包格式，添加数据块长度及超时时间字段，用来存储目标端允许的最大数据块长度及最长超时时间。
上述在RRQ、WRQ和OACK报文中添加的数据块长度字段及超时时间字段均由字段名称(数据块长度标识、超时时间标识)及字段值(数据块长度、超时时间)组成。
2、对ARINC615A协议中定义的读/写文件请求流程进行改进，在文件传输前，应完成数据块大小及超时时间的协商
图3为改进后WRQ交互过程(目标程序写请求过程)，具体描述如下：
1)ARINC615A加载端将本次目标程序文件传输期待的数据块大小及超时时间填入WRQ报文中，发送给目标端；
2)ARINC615A目标端接收到WRQ请求后，读取WRQ报文中的数据块大小及超时时间字段，通过将读取的数据块大小及超时时间与目标端预先存储的数据块大小及超时时间进行比较，选取其中较小的值作为目标端能够接受的最大数据块大小及最大超时时间填入OACK报文对应字段，发送给加载端；
3)ARINC615A加载端接收到OACK报文后，按照OACK报文中定义的数据块大小及超时时间执行目标程序文件加载操作，向目标端发送数据包，并接收目标端返回的响应包。
图4为改进后RRQ交互过程(目标程序读请求过程)，具体描述如下：
1)ARINC615A加载端将本次目标程序文件传输期待的数据块大小及超时时间填入RRQ报文中，发送给目标端；
2)ARINC615A目标端接收到RRQ请求后，读取RRQ报文中数据块大小及超时时间字段，通过将读取的数据块大小及超时时间与目标端预先存储的数据块大小及超时时间进行比较，选取其中较小的值作为目标端能够接受的最大数据块大小及最大超时时间填入OACK报文对应字段，发送给加载端；
3)ARINC615A加载端接收到OACK报文后，向目标端回复ACK报文，并按照OACK报文中定义的数据块大小及超时时间等待接收目标端发送的目标程序文件；
4)ARINC615A目标端按照OACK报文中约定的数据块大小及超时时间向加载端发送数据包，并接收加载端返回的响应包。
3、对ARINC615A协议中文件传输协议进行改进
为提升文件传输速度，本发明不再采用简单的TFTP协议，而是改用滑动窗口协议实现文件传输。
简单TFTP协议发送完一个数据包后，需等对方回复ACK后，才能发送下一数据包，制约了文件传输速度。本发明中所采用的滑动窗口协议是一种基于TCP的文件快速传输协议，它具有一个滑动窗口，可以通过控制窗口的滑动，连续发送多个数据包，极大的提升了文件传输速度。
4、对目标程序(软件、配置表、逻辑文件等)Flash固化方式进行改进
本发明将Flash固化空间分为主、备两块空间，并通过查询固化标识位，决定目标程序应固化的地址及引导程序应引导的目标程序地址。
其中主、备两块空间均是用来存储目标程序的Flash空间，ARINC615A目标端接收到加载端上传的目标程序后，首先查询固化标识位(1：主，0：从)，如果固化标识位值为1，则将接收到的目标程序固化到备Flash空间中，固化完成后，将固化标识位设置为0；如果固化标识位值为0，将接收到的目标程序固化到主Flash空间中，固化完成后，将固化标识位设置为1。
当ARINC615A目标端驻留系统复位或重新上电后，系统引导程序首先查询固化标识位，如果为1，则引导主Flash空间中的目标程序启动；如果为0，则引导备Flash空间中的目标程序启动。

Claims (3)

1.一种基于改进ARINC615A协议的目标程序在线升级方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对ARINC615A协议中定义的RRQ、WRQ及OACK报文格式进行扩展，添加数据块长度字段及超时时间字段，用来存储加载端、目标端当前允许传输的最大数据块长度及最长超时时间；
2)目标程序升级：
A)目标程序写请求：
A1)ARINC615A加载端将本次目标程序文件传输期待的数据块大小及超时时间填入WRQ报文中，然后向目标端发送WRQ请求；
A2)ARINC615A目标端接收到所述WRQ请求后，对WRQ报文中的数据块大小及超时时间字段进行解析，通过比较，将能够接受的最大数据块大小及最大超时时间填入OACK报文对应字段，发送给加载端；
A3)ARINC615A加载端接收到OACK报文后，按照OACK报文中定义的最大数据块大小及最大超时时间，执行目标程序文件加载操作，向目标端发送数据包，并接收目标端返回的响应包；
B)目标程序读请求：
B1)ARINC615A加载端将本次目标程序文件传输期待的数据块大小及超时时间填入RRQ报文中，然后向目标端发送RRQ请求；
B2)ARINC615A目标端接收到RRQ请求后，对RRQ报文中的数据块大小及超时时间字段进行解析，通过比较，将能够接受的最大数据块大小及最大超时时间填入OACK报文对应字段，发送给加载端；
B3)ARINC615A加载端接收到OACK报文后，向目标端回复ACK报文，并按照OACK报文中定义的最大数据块大小及最大超时时间等待接收目标端发送的目标程序文件；
B4)ARINC615A目标端按照OACK报文中约定的数据块大小及超时时间向加载端发送数据包，并接收加载端返回的响应包；
在所述A)目标程序写请求和B)目标程序读请求过程中，采用滑动窗口协议，ARINC615A加载端/目标端连续发送多个数据包之后，再等待对方回复响应包；
3)ARINC615A目标端程序加载完成后，将接收到的目标程序文件固化到Flash空间中；
所述的Flash空间包括主Flash空间和备Flash空间。
2.根据权利要求1所述的基于改进ARINC615A协议的目标程序在线升级方法，其特征在于：
步骤1)中所述的数据块长度字段及超时时间字段均由字段名称及字段值组成。
3.根据权利要求1或2所述的基于改进ARINC615A协议的目标程序在线升级方法，其特征在于，步骤3)具体为：
当ARINC615A目标端接收到目标程序文件后，首先查询固化标识位，1代表主Flash空间，0代表备Flash空间；
若固化标识位值为1，则将接收到的目标程序文件固化到备Flash空间中，固化完成后，将固化标识位设置为0；
若固化标识位值为0，则将接收到的目标程序文件固化到主Flash空间中，固化完成后，将固化标识位设置为1；
当ARINC615A目标端驻留系统复位或重新上电后，系统引导程序首先查询固化标识位，若所述固化标识位值为1，则引导主Flash空间中的目标程序文件启动；若所述固化标识位值为0时，则引导备Flash空间中的目标程序文件启动。
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