CN112256311B - 一种基于有限状态机的火星车主从软件自动更新方法 - Google Patents
一种基于有限状态机的火星车主从软件自动更新方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种基于有限状态机的火星车主从软件自动更新方法,步骤为:(1)确定火星车主从软件在轨更新方式;(2)确定在RAM中开辟的缓存空间大小以及一次在轨更新需要进行的由上注程序FLASH暂存区更新到RAM缓存区,再由RAM缓存区更新到软件存储区的次数;(3)确定主从软件自动更新过程中的各种状态以及激励条件,建立有限状态机。在收到在轨更新指令后,进入到有限状态机中,根据当前状态以及激励条件进行状态迁移,完成主从软件自动更新。本发明通过有限状态机来维护火星车主从软件自动更新过程中的多种状态以及激励条件,严谨控制逻辑,清晰状态转换,以保证火星车主从软件多种更新方式的正确执行。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于有限状态机的火星车主从软件自动更新方法,适用于采用主处理器加从处理器体系结构的航天器系统应用软件的在轨更新功能设计。
背景技术
为了提升自主避障移动的能力,火星车GNC分系统采用导航控制处理器SiP2115(主处理器)加图像处理器DSP6701(从处理器)的体系结构,因此火星车GNC分系统应用软件分为控制计算机应用软件(主软件)和图像处理模块软件(从软件),主从软件协作完成火星车的相关任务。
火星车GNC分系统应用软件具备在轨更新能力,该功能由主软件实现。主从软件均存储在计算机SiP2115内部的FLASH和外部的EEPROM中,为提高可靠性,采用三份冗余存储方式,初始时三份软件相同,互为备份,其中FLASH中存储主软件1、主软件2、从软件1和从软件2,EEPROM中存储主软件3和从软件3。FLASH中另外设置了软件暂存区用来临时存放在轨更新待更新的软件,当待更新软件成功注入到软件暂存区后,应用软件在轨更新将面临多种情况,如仅更新主软件1,或仅更新从软件1,或同时更新主软件1、主软件2、主软件3等。另外在进行软件更新时由于不支持由FLASH暂存区直接更新到其他软件存储区,需先由FLASH暂存区更新到RAM缓冲区,再由RAM缓冲区更新到其他软件存储区,同时由于RAM空间有限,需要进行多次的这种操作转换才能完成一次软件的更新。
发明内容
本发明要解决的技术问题为:提供一种基于有限状态机的火星车主从软件自动更新方法,通过有限状态机来维护火星车主从软件自动更新过程中的多种状态以及激励条件,严谨控制逻辑,清晰状态转换,以保证火星车主从软件多种更新方式的正确执行。
本发明的技术方案为:一种基于有限状态机的火星车主从软件自动更新方法,步骤如下:
(1)确定火星车主从软件在轨更新方式。根据用户需求,结合主软件、从软件分别三份冗余存储的存储方式,共设计以下12种在轨更新方式:
方式1:仅更新主软件1;
方式2:仅更新从软件1;
方式3:更新主软件1和从软件1;
方式4:仅更新主软件2;
方式5:仅更新从软件2;
方式6:更新主软件2和从软件2;
方式7:仅更新主软件3;
方式8:仅更新从软件3;
方式9:更新主软件3和从软件3;
方式10:更新主软件1、主软件2、主软件3;
方式11:更新从软件1、从软件2、从软件3;
方式12:更新主软件1、主软件2、主软件3、从软件1、从软件2、从软件3。
(2)根据主软件、从软件的大小,考虑RAM可用空间以及任务的时间要求,确定在RAM中开辟的缓存空间大小以及一次在轨更新需要进行的由上注程序FLASH暂存区更新到RAM缓存区,再由RAM缓存区更新到软件存储区的次数。
(3)确定主从软件自动更新过程中的各种状态以及激励条件,建立有限状态机。根据火星车主从软件多种在轨更新方式,以及一次在轨更新需要进行多次的步骤(2)中所述两段更新操作,火星车主从软件自动更新有限状态机共设计13个状态、32个激励条件,具体如下:
13个状态分别是:
a:空闲状态;
b1:更新主软件1区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b2:更新主软件2区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b3:更新主软件3区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b4:更新从软件1区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b5:更新从软件2区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b6:更新从软件3区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
c1:RAM缓冲区到主软件1区;
c2:RAM缓冲区到主软件2区;
c3:RAM缓冲区到主软件3区;
c4:RAM缓冲区到从软件1区;
c5:RAM缓冲区到从软件2区;
c6:RAM缓冲区到从软件3区。
32个激励条件分别是:
t1:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式1或方式3或方式10或方式12;
t2:主软件1由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t3:主软件1尚未全部更新完毕;
t4:主软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式1;
t5:主软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式10或方式12;
t6:主软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式3;
t7:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式4或方式6;
t8:主软件2由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t9:主软件2尚未全部更新完毕;
t10:主软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式4;
t11:主软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式10或方式12;
t12:主软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式6;
t13:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式7或方式9;
t14:主软件3由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t15:主软件3尚未全部更新完毕;
t16:主软件3已全部更新完毕,且更新方式为:方式7;
t17:主软件3已全部更新完毕,且更新方式为:方式12;
t18:主软件3已全部更新完毕,且更新方式为:方式9;
t19:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式2或方式11;
t20:从软件1由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t21:从软件1尚未全部更新完毕;
t22:从软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式2;
t23:从软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式11;
t24:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式5;
t25:从软件2由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t26:从软件2尚未全部更新完毕;
t27:从软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式5;
t28:从软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式11;
t29:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式8;
t30:从软件3由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t31:从软件3尚未全部更新完毕;
t32:从软件3已全部更新完毕。
在收到在轨更新指令后,进入到有限状态机中,根据当前状态以及激励条件,如图1所示,按照如下描述进行状态迁移,完成主从软件自动更新。
初始状态为状态a,若激励条件为t1,则迁移为状态b1;若激励条件为t7,则迁移为状态b2;若激励条件为t13,则迁移为状态b3;若激励条件为t19,则迁移为状态b4;若激励条件为t24,则迁移为状态b5;若激励条件为t29,则迁移为状态b6。
当前状态为b1时,若激励条件为t2,则迁移为状态c1。
当前状态为b2时,若激励条件为t8,则迁移为状态c2。
当前状态为b3时,若激励条件为t14,则迁移为状态c3。
当前状态为b4时,若激励条件为t20,则迁移为状态c4。
当前状态为b5时,若激励条件为t25,则迁移为状态c5。
当前状态为b6时,若激励条件为t30,则迁移为状态c6。
当前状态为c1时,若激励条件为t3,则迁移为状态b1;若激励条件为t4,则迁移为状态a;若激励条件为t5,则迁移为状态b2;若激励条件为t6,则迁移为状态b4。
当前状态为c2时,若激励条件为t9,则迁移为状态b2;若激励条件为t10,则迁移为状态a;若激励条件为t11,则迁移为状态b3;若激励条件为t12,则迁移为状态b5。
当前状态为c3时,若激励条件为t15,则迁移为状态b3;若激励条件为t16,则迁移为状态a;若激励条件为t17,则迁移为状态b4;若激励条件为t18,则迁移为状态b6。
当前状态为c4时,若激励条件为t21,则迁移为状态b4;若激励条件为t22,则迁移为状态a;若激励条件为t23,则迁移为状态b5。
当前状态为c5时,若激励条件为t26,则迁移为状态b5;若激励条件为t27,则迁移为状态a;若激励条件为t28,则迁移为状态b6。
当前状态为c6时,若激励条件为t31,则迁移为状态b6;若激励条件为t32,则迁移为状态a。
本发明与现有技术相比的优点在于:本发明基于有限状态机,提出一种火星车主从软件自动更新方法,将火星车主从软件自动更新过程中的13个状态以及32个激励条件进行条目化,辅助软件完成多种更新方式的考虑及设计,严谨控制逻辑,清晰状态转换,保证火星车主从软件多种更新方式的正确执行同时,为遥控功能的测试全面性提供有力支持。
附图说明
图1为本发明基于有限状态机的火星车主从软件自动更新方法的状态迁移图。
具体实施方式
如图1所示,本发明一种基于有限状态机的火星车主从软件自动更新方法,步骤如下:
(1)确定火星车主从软件在轨更新方式。根据用户需求,结合主软件、从软件分别三份冗余存储的存储方式,共设计以下12种在轨更新方式:
方式1:仅更新主软件1;
方式2:仅更新从软件1;
方式3:更新主软件1和从软件1;
方式4:仅更新主软件2;
方式5:仅更新从软件2;
方式6:更新主软件2和从软件2;
方式7:仅更新主软件3;
方式8:仅更新从软件3;
方式9:更新主软件3和从软件3;
方式10:更新主软件1、主软件2、主软件3;
方式11:更新从软件1、从软件2、从软件3;
方式12:更新主软件1、主软件2、主软件3、从软件1、从软件2、从软件3。
(2)根据主软件、从软件的大小,考虑RAM可用空间以及任务的时间要求,确定在RAM中开辟的缓存空间大小以及一次在轨更新需要进行的由上注程序FLASH暂存区更新到RAM缓存区,再由RAM缓存区更新到软件存储区的次数。如主软件512KB,从软件384KB,RAM开辟32KB缓存空间,则主软件一次更新需进行16次上述更新操作,从软件一次更新需进行12次上述更新操作。
(3)确定主从软件自动更新过程中的各种状态以及激励条件,建立有限状态机。根据火星车主从软件多种在轨更新方式,以及一次在轨更新需要进行多次的步骤(2)中所述两段更新操作,火星车主从软件自动更新有限状态机共设计13个状态、32个激励条件,具体如下:
13个状态分别是:
a:空闲状态;
b1:更新主软件1区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b2:更新主软件2区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b3:更新主软件3区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b4:更新从软件1区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b5:更新从软件2区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b6:更新从软件3区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
c1:RAM缓冲区到主软件1区;
c2:RAM缓冲区到主软件2区;
c3:RAM缓冲区到主软件3区;
c4:RAM缓冲区到从软件1区;
c5:RAM缓冲区到从软件2区;
c6:RAM缓冲区到从软件3区。
32个激励条件分别是:
t1:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式1或方式3或方式10或方式12;
t2:主软件1由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t3:主软件1尚未全部更新完毕;
t4:主软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式1;
t5:主软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式10或方式12;
t6:主软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式3;
t7:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式4或方式6;
t8:主软件2由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t9:主软件2尚未全部更新完毕;
t10:主软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式4;
t11:主软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式10或方式12;
t12:主软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式6;
t13:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式7或方式9;
t14:主软件3由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t15:主软件3尚未全部更新完毕;
t16:主软件3已全部更新完毕,且更新方式为:方式7;
t17:主软件3已全部更新完毕,且更新方式为:方式12;
t18:主软件3已全部更新完毕,且更新方式为:方式9;
t19:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式2或方式11;
t20:从软件1由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t21:从软件1尚未全部更新完毕;
t22:从软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式2;
t23:从软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式11;
t24:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式5;
t25:从软件2由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t26:从软件2尚未全部更新完毕;
t27:从软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式5;
t28:从软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式11;
t29:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式8;
t30:从软件3由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t31:从软件3尚未全部更新完毕;
t32:从软件3已全部更新完毕。
在收到在轨更新指令后,进入到有限状态机中,根据当前状态以及激励条件,如图1所示,按照如下描述进行状态迁移,完成主从软件自动更新。
初始状态为状态a,若激励条件为t1,则迁移为状态b1;若激励条件为t7,则迁移为状态b2;若激励条件为t13,则迁移为状态b3;若激励条件为t19,则迁移为状态b4;若激励条件为t24,则迁移为状态b5;若激励条件为t29,则迁移为状态b6。
当前状态为b1时,若激励条件为t2,则迁移为状态c1。
当前状态为b2时,若激励条件为t8,则迁移为状态c2。
当前状态为b3时,若激励条件为t14,则迁移为状态c3。
当前状态为b4时,若激励条件为t20,则迁移为状态c4。
当前状态为b5时,若激励条件为t25,则迁移为状态c5。
当前状态为b6时,若激励条件为t30,则迁移为状态c6。
当前状态为c1时,若激励条件为t3,则迁移为状态b1;若激励条件为t4,则迁移为状态a;若激励条件为t5,则迁移为状态b2;若激励条件为t6,则迁移为状态b4。
当前状态为c2时,若激励条件为t9,则迁移为状态b2;若激励条件为t10,则迁移为状态a;若激励条件为t11,则迁移为状态b3;若激励条件为t12,则迁移为状态b5。
当前状态为c3时,若激励条件为t15,则迁移为状态b3;若激励条件为t16,则迁移为状态a;若激励条件为t17,则迁移为状态b4;若激励条件为t18,则迁移为状态b6。
当前状态为c4时,若激励条件为t21,则迁移为状态b4;若激励条件为t22,则迁移为状态a;若激励条件为t23,则迁移为状态b5。
当前状态为c5时,若激励条件为t26,则迁移为状态b5;若激励条件为t27,则迁移为状态a;若激励条件为t28,则迁移为状态b6。
当前状态为c6时,若激励条件为t31,则迁移为状态b6;若激励条件为t32,则迁移为状态a。
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 (2)
1.一种基于有限状态机的火星车主从软件自动更新方法,其特征在于步骤如下:
(1)确定火星车主从软件在轨更新方式;
(2)根据主软件、从软件的大小,以及在RAM中开辟的缓存空间大小,确定一次在轨更新需要进行的两段更新操作的次数,即由上注程序FLASH暂存区更新到RAM缓存区,再由RAM缓存区更新到软件存储区的次数;
(3)确定主从软件自动更新过程中的各种状态以及激励条件,建立有限状态机;
(4)收到在轨更新指令后,进入到有限状态机中,根据当前状态以及激励条件,进行状态迁移,完成主从软件自动更新;
所述步骤(1)的具体过程为:根据用户需求,结合主软件、从软件分别三份冗余存储的存储方式,即主软件1、主软件2、主软件3,互为备份;从软件1、从软件2、从软件3,互为备份,共设计以下12种在轨更新方式;
所述12种在轨更新方式具体为:
方式1:仅更新主软件1;
方式2:仅更新从软件1;
方式3:更新主软件1和从软件1;
方式4:仅更新主软件2;
方式5:仅更新从软件2;
方式6:更新主软件2和从软件2;
方式7:仅更新主软件3;
方式8:仅更新从软件3;
方式9:更新主软件3和从软件3;
方式10:更新主软件1、主软件2、主软件3;
方式11:更新从软件1、从软件2、从软件3;
方式12:更新主软件1、主软件2、主软件3、从软件1、从软件2、从软件3;
所述步骤(3)的具体过程为:根据火星车主从软件多种在轨更新方式,以及一次在轨更新需要进行多次的步骤(2)中所述两段更新操作,火星车主从软件自动更新有限状态机共设计13个状态、32个激励条件;
所述13个状态分别是:
a:空闲状态;
b1:更新主软件1区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b2:更新主软件2区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b3:更新主软件3区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b4:更新从软件1区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b5:更新从软件2区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
b6:更新从软件3区,FLASH暂存区到RAM缓冲区;
c1:RAM缓冲区到主软件1区;
c2:RAM缓冲区到主软件2区;
c3:RAM缓冲区到主软件3区;
c4:RAM缓冲区到从软件1区;
c5:RAM缓冲区到从软件2区;
c6:RAM缓冲区到从软件3区;
所述32个激励条件分别是:
t1:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式1或方式3或方式10或方式12;
t2:主软件1由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t3:主软件1尚未全部更新完毕;
t4:主软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式1;
t5:主软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式10或方式12;
t6:主软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式3;
t7:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式4或方式6;
t8:主软件2由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t9:主软件2尚未全部更新完毕;
t10:主软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式4;
t11:主软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式10或方式12;
t12:主软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式6;
t13:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式7或方式9;
t14:主软件3由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t15:主软件3尚未全部更新完毕;
t16:主软件3已全部更新完毕,且更新方式为:方式7;
t17:主软件3已全部更新完毕,且更新方式为:方式12;
t18:主软件3已全部更新完毕,且更新方式为:方式9;
t19:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式2或方式11;
t20:从软件1由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t21:从软件1尚未全部更新完毕;
t22:从软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式2;
t23:从软件1已全部更新完毕,且更新方式为:方式11;
t24:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式5;
t25:从软件2由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t26:从软件2尚未全部更新完毕;
t27:从软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式5;
t28:从软件2已全部更新完毕,且更新方式为:方式11;
t29:收到在轨更新指令,且更新方式为:方式8;
t30:从软件3由FLASH暂存区到RAM缓冲区一次更新完毕;
t31:从软件3尚未全部更新完毕;
t32:从软件3已全部更新完毕;
所述步骤(4)中进行状态迁移的具体过程为:
初始状态为a,若激励条件为t1,则迁移为状态b1;若激励条件为t7,则迁移为状态b2;若激励条件为t13,则迁移为状态b3;若激励条件为t19,则迁移为状态b4;若激励条件为t24,则迁移为状态b5;若激励条件为t29,则迁移为状态b6;
当前状态为b1时,若激励条件为t2,则迁移为状态c1;
当前状态为b2时,若激励条件为t8,则迁移为状态c2;
当前状态为b3时,若激励条件为t14,则迁移为状态c3;
当前状态为b4时,若激励条件为t20,则迁移为状态c4;
当前状态为b5时,若激励条件为t25,则迁移为状态c5;
当前状态为b6时,若激励条件为t30,则迁移为状态c6;
当前状态为c1时,若激励条件为t3,则迁移为状态b1;若激励条件为t4,则迁移为状态a;若激励条件为t5,则迁移为状态b2;若激励条件为t6,则迁移为状态b4;
当前状态为c2时,若激励条件为t9,则迁移为状态b2;若激励条件为t10,则迁移为状态a;若激励条件为t11,则迁移为状态b3;若激励条件为t12,则迁移为状态b5;
当前状态为c3时,若激励条件为t15,则迁移为状态b3;若激励条件为t16,则迁移为状态a;若激励条件为t17,则迁移为状态b4;若激励条件为t18,则迁移为状态b6;
当前状态为c4时,若激励条件为t21,则迁移为状态b4;若激励条件为t22,则迁移为状态a;若激励条件为t23,则迁移为状态b5;
当前状态为c5时,若激励条件为t26,则迁移为状态b5;若激励条件为t27,则迁移为状态a;若激励条件为t28,则迁移为状态b6;
当前状态为c6时,若激励条件为t31,则迁移为状态b6;若激励条件为t32,则迁移为状态a。
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