CN112860500A - 一种多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法，属于无人机的技术领域，该检测方法包括：通过对同一飞机管理计算机中多个板卡分别独立运行板卡故障检测；各个板卡的板卡故障检测均包括：板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测，分别对板卡的板卡槽位号、处理器计算单元、RAM、监控程序和应用程序是否正常进行检测；若板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测全部检测正常，则正常启动板卡；否则，则板卡故障并终止启动板卡，以达到通过严格的检测过程，保证多余度飞机管理计算机软件的运行环境完全正常，保证启动运行能正常执行的目的。

Description

一种多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法

技术领域

本发明属于无人机的技术领域，具体而言，涉及一种多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法。

背景技术

为增强无人机的可靠性，无人机飞机管理计算机常采用多冗余设计。所谓多冗余设计是指：在同一个飞机管理计算机中有多个板卡，每个板卡有独立的硬件结构和可执行代码，通过有编号的卡槽连接到飞机管理计算机。

常规的上电自检测只会检测处理器、内存等硬件设备，不会检测该板是否处于正确的槽位，也不会检测板卡上加载的代码是否完整、正确。由于对飞机管理计算机上电初始状态的检测不够严格，不利于及时发现故障问题，进而不能保障飞机的安全运行。

发明内容

鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法以达到通过严格的检测过程，保证多余度飞机管理计算机软件的运行环境完全正常，保证启动运行能正常执行的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法，该检测方法包括：

通过对同一飞机管理计算机中多个板卡分别独立运行板卡故障检测；

各个板卡的板卡故障检测均包括：板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测，通过板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测分别对板卡的板卡槽位号、处理器计算单元、RAM、监控程序和应用程序是否正常进行检测；

若板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测全部检测正常，则正常启动板卡；否则，则板卡故障并终止启动板卡。

进一步地，所述板卡槽位号检测的检测方法为：

读取槽位号寄存器以获取当前板卡的板卡槽位号；

识别板卡槽位号并判断板卡槽位号与当前板卡所加载软件是否匹配，若匹配，则板卡槽位号检测正常；否则，报板卡槽位号故障。

进一步地，所述处理器计算单元检测的检测方法为：

设定预设值和预设函数，且预设值通过预设函数的计算结果为实际值；

通过处理器计算单元运行预设函数并根据预设值获取计算值，该计算值与实际值作差，若差值超过预设范围，则报处理器故障；

若差值在预设范围内，则将计算值进行逆运算获得逆算值，逆算值与预设值作差，若差值超过一定范围，则报处理器故障；否则，则处理器正常。

进一步地，所述预设函数选用正弦函数，预设值为角度值，逆运算为反正弦算法。

进一步地，所述RAM检测的检测方法包括：

从RAM段读取当前字节段并保存，对当前字节段所在地址进行至少两次写读操作比较，若所有写读操作比较的结果为正确，则RAM的当前字节段正常；若任意一写读操作比较的结果为不正确，则报RAM故障；

当RAM的当前字节段正常时，则对当前字节段恢复内容，并重复上述检测过程，直至RAM的所有字节段检查完毕；

其中，所述读写操作比较是指：将当前字节段所在地址进行写操作写入字节串，通过读操作读取字节串，将写入字节串与读取字节串作比较，若相同，则写读操作比较的结果为正确；若不相同，则写读操作比较的结果为不正确。

进一步地，对当前字节段所在地址进行多次写读操作比较时，相邻两次写读操作比较的写入字节串中各个字节均不同。

进一步地，所述监控程序检测的检测方法包括：

在生成监控程序的可执行代码时，对整个监控程序的代码进行CRC校验，并将校验结果保存在可执行代码中；

从监控程序的起始地址开始，对加载到板卡上的监控程序的可执行代码做CRC校验，且CRC校验的校验规则与生成可执行代码时相同；

将校验结果与保存在可执行代码中的CRC校验进行比较，若两者相等，则判定监控程序正常；否则，报监控程序故障。

进一步地，应用程序检测的检测方法包括：

在生成应用程序的可执行代码时，对整个应用程序的代码进行CRC校验，并将校验结果保存在可执行代码中；

从应用程序的起始地址开始，对加载到板卡上的应用程序的可执行代码做CRC校验，且CRC校验的校验规则与生成可执行代码时相同；

将校验结果与保存在可执行代码中的CRC校验进行比较，若两者相等，则判定应用程序正常；否则，报应用程序故障。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所提供的多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法，在飞机管理计算机板卡上电自检测，通过板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测，当任意一个检测过程出现错误则报出飞机管理计算机故障，进而终止板卡的启动，相对于传统的板卡上电自检测，能够通过严格的检测过程，保证多余度飞机管理计算机软件的运行环境完全正常，保证启动运行能正常执行。

附图说明

图1是本发明所提供的多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法的工作流程图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

实施例1

名词解释

1.CRC检验：又称为循环冗余校验码，简称循环码，是一种常用的、具有检错、纠错能力的校验码，在早期的通信中运用广泛。循环冗余校验码常用于外存储器和计算机同步通信的数据校验。

2.飞机管理计算机：同一个飞机管理计算机中有多个板卡，每个板卡有独立的硬件结构和可执行代码，通过有编号的卡槽连接到飞机管理计算机。

3.板卡：具有独立的硬件结构和可执行代码，且其上电后可对其加载软件运行。

如图1所示，在本实施例中具体提供了一种多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法，旨在能够在常规上电自检测的基础上增加对板卡槽位号的检测、对可执行代码的检测，并改进了处理器计算单元检测和RAM内存检测的过程。该检测方法对飞机管理计算机上电初始状态的检测更为严格，便于及时发现故障问题且保障飞机的运行安全，该检测方法包括：

通过对同一飞机管理计算机中多个板卡分别独立运行板卡故障检测；

各个板卡在运行板卡故障检测时，均包括运行：板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测，以通过板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测分别对板卡的板卡槽位号、处理器计算单元、RAM、监控程序和应用程序是否正常进行检测；应当注意的是，对于板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测的运行可以是同步的，也可以是按一定顺序依次运行。

若板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测全部检测正常，则正常启动板卡；若板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测中任意一项的检测结果显示故障，则认为板卡故障并终止启动板卡，以保障飞机的运行安全。以下为各个检测方法的具体方法，如下：

①板卡槽位号检测的检测方法为：

槽位号寄存器属于板卡的硬件结构，在板卡上电之后，对板卡加载板卡故障检测程序，通过读取槽位号寄存器以获取当前板卡的板卡槽位号；

识别板卡槽位号并判断板卡槽位号与当前板卡所加载板卡软件运行程序是否匹配，若匹配，则板卡槽位号检测正常；若不匹配，则报板卡槽位号故障。例如：当前卡板预先所加载的软件运行程序是CPU软件，在实际应用时，通过板卡故障检测程序获取CPU软件所对应的板卡槽位号应当是“012”，那么，将“012”与当前识别的板卡槽位号进行比对匹配，若匹配，则板卡槽位号检测正常，表明当前板卡的卡槽正确；若不匹配，则报板卡槽位号故障。

②处理器计算单元检测的检测方法为：

S201：设定预设值和预设函数，且预设值通过预设函数的计算结果为实际值；在本实施例中，预设函数选用正弦函数，预设值为某一角度值，角度值通过正弦函数计算之后则可得到正弦值；逆运算为反正弦算法，正弦值通过反正弦函数的计算，即可获得角度值。

S202：通过处理器计算单元运行正弦函数并根据预设的某一角度值获取计算值，该计算值与实际值(角度值通过正弦函数直接计算所获取的真实正弦值)作差，若计算值与实际值的差值超过预设范围，则报处理器故障；

若差值在预设范围内，则将计算值进行逆运算获得逆算值，逆算值与角度值作差，若逆算值与角度值的差值超过一定范围，则报处理器故障；否则，则处理器计算单元正常，进而认为处理器正常。

③RAM检测的检测方法包括：

S301：通过加载的板卡故障检测程序从RAM段读取当前字节段并保存，在本实施例中，设定从RAM段的起始地址开始读取，每四个字节作为一个字节段，当读取了一个字节段之后，将当前字节段保存并进入下一步；

S302：对当前字节段所对应的地址进行两次写读操作比较，为保证对RAM故障检测的准确性，对当前字节段所在地址进行多次写读操作比较时，相邻两次写读操作比较的写入字节串的各个字节应当不同；

分别为：a.将当前字节段所在地址进行第一次写操作写入字节串(例如：字节串为0xAAAAAAAA)，通过第一次读操作读取字节串，将写入字节串与读取字节串作比较，若相同，则写读操作比较的结果为正确；若不相同，则写读操作比较的结果为不正确；

b.将当前字节段所在地址进行第二次写操作写入字节串(例如：0x55555555，与第一次写操作写入字节串应当不同)，通过读操作读取字节串，将写入字节串与读取字节串作比较，若相同，则写读操作比较的结果为正确；若不相同，则写读操作比较的结果为不正确；

若两次读操作比较过程的结果均为正确，则RAM的当前字节段正常，并进入到步骤S303；若任意一写读操作比较的结果为不正确，则报RAM故障；

S303：当RAM的当前字节段正常时，则通过在步骤S301中所保存的字节段对当前字节段进行恢复内容，并进入到下一个字节段，再次重复上述检测过程，直至RAM从起始地址开始并将RAM空间所有的字节段检查完毕才结束；若所有的读操作比较过程的结果均为正确，则RAM检测结果正常；若任意一个字节段的读操作比较过程的结果为不正确，则报RAM检测故障。

在本实施例中，对于RAM检测中仅选择了两次写读操作比较的过程，在实际应用过程中，还可以选择更多次数的写读操作比较，其运算过程如上述所示，此处不再赘述。

④监控程序检测的检测方法包括：

S401：在生成监控程序的可执行代码时，对整个监控程序的可执行代码进行CRC校验，并将校验结果保存在可执行代码中，优选的，在本实施例中，将CRC校验保存在可执行代码的最后；

S402：从监控程序的起始地址开始，对加载到板卡上的监控程序的可执行代码做CRC校验，且CRC校验的校验规则与生成可执行代码时相同；

S403：将校验结果与保存在可执行代码最后的CRC校验进行比较，若两者相等，则判定监控程序正常；否则，则报监控程序故障。

⑤应用程序检测的检测方法包括：

S501：在生成应用程序的可执行代码时，对整个应用程序的代码进行CRC校验，并将校验结果保存在可执行代码中，优选的，在本实施例中，将CRC校验保存在可执行代码的最后；

S502：从应用程序的起始地址开始，对加载到板卡上应用程序的可执行代码做CRC校验，且CRC校验的校验规则与生成可执行代码时相同；

S503：将校验结果与保存在可执行代码中的CRC校验进行比较，若两者相等，则判定应用程序正常；否则，则报应用程序故障。

上述中板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测中任意一项的检测结果显示故障，则认为板卡故障并终止启动板卡；仅当板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测均检测正常时，才能对板卡进行正常启动，由于每个板卡均会独立运行上述所述的各个检测，通过严格的检测过程，能够保证多余度飞机管理计算机软件的运行环境完全正常。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法，其特征在于，该检测方法包括：

通过对同一飞机管理计算机中多个板卡分别独立运行板卡故障检测；

各个板卡的板卡故障检测均包括：板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测，通过板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测分别对板卡的板卡槽位号、处理器计算单元、RAM、监控程序和应用程序是否正常进行检测；

若板卡槽位号检测、处理器计算单元检测、RAM检测、监控程序检测和应用程序检测全部检测正常，则正常启动板卡；否则，则板卡故障并终止启动板卡。

2.根据权利要求1所述的多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法，其特征在于，所述板卡槽位号检测的检测方法为：

读取槽位号寄存器以获取当前板卡的板卡槽位号；

识别板卡槽位号并判断板卡槽位号与当前板卡所加载软件是否匹配，若匹配，则板卡槽位号检测正常；否则，报板卡槽位号故障。

3.根据权利要求1所述的多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法，其特征在于，所述处理器计算单元检测的检测方法为：

设定预设值和预设函数，且预设值通过预设函数的计算结果为实际值；

通过处理器计算单元运行预设函数并根据预设值获取计算值，该计算值与实际值作差，若差值超过预设范围，则报处理器故障；

若差值在预设范围内，则将计算值进行逆运算获得逆算值，逆算值与预设值作差，若差值超过一定范围，则报处理器故障；否则，则处理器正常。

4.根据权利要求3所述的多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法，其特征在于，所述预设函数选用正弦函数，预设值为角度值，逆运算为反正弦算法。

5.根据权利要求1所述的多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法，其特征在于，所述RAM检测的检测方法包括：

从RAM段读取当前字节段并保存，对当前字节段所在地址进行至少两次写读操作比较，若所有写读操作比较的结果为正确，则RAM的当前字节段正常；若任意一写读操作比较的结果为不正确，则报RAM故障；

当RAM的当前字节段正常时，则对当前字节段恢复内容，并重复上述检测过程，直至RAM的所有字节段检查完毕；

其中，所述读写操作比较是指：将当前字节段所在地址进行写操作写入字节串，通过读操作读取字节串，将写入字节串与读取字节串作比较，若相同，则写读操作比较的结果为正确；若不相同，则写读操作比较的结果为不正确。

6.根据权利要求5所述的多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法，其特征在于，对当前字节段所在地址进行多次写读操作比较时，相邻两次写读操作比较的写入字节串中各个字节均不同。

7.根据权利要求1所述的多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法，其特征在于，所述监控程序检测的检测方法包括：

在生成监控程序的可执行代码时，对整个监控程序的代码进行CRC校验，并将校验结果保存在可执行代码中；

从监控程序的起始地址开始，对加载到板卡上的监控程序的可执行代码做CRC校验，且CRC校验的校验规则与生成可执行代码时相同；

将校验结果与保存在可执行代码中的CRC校验进行比较，若两者相等，则判定监控程序正常；否则，报监控程序故障。

8.根据权利要求1所述的多余度飞机管理计算机板卡上电自检测方法，其特征在于，应用程序检测的检测方法包括：

在生成应用程序的可执行代码时，对整个应用程序的代码进行CRC校验，并将校验结果保存在可执行代码中；

从应用程序的起始地址开始，对加载到板卡上的应用程序的可执行代码做CRC校验，且CRC校验的校验规则与生成可执行代码时相同；

将校验结果与保存在可执行代码中的CRC校验进行比较，若两者相等，则判定应用程序正常；否则，报应用程序故障。

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