CN113051116B - 一种基于指令监视投票的令牌总线合并选择完整性自测试装置 - Google Patents

一种基于指令监视投票的令牌总线合并选择完整性自测试装置 Download PDF

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CN113051116B CN202110299814.XA CN202110299814A CN113051116B CN 113051116 B CN113051116 B CN 113051116B CN 202110299814 A CN202110299814 A CN 202110299814A CN 113051116 B CN113051116 B CN 113051116B
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Abstract

本发明公开了一种基于指令监视投票的线性令牌传递总线合并选择完整性自测试装置，通过比较不同的被测试站对于相同冗余消息进行合并选择的过程中其比特计数器的值，判定出异常被测试站。本发明CSID装置是在原有的令牌传递接口单元TPIU中设置了投票比较逻辑单元CSU。首先，指令控制站向被测试站发送指令响应，并且能够实时监视被测试站的状态响应；其次，各个被测试站之间建立了多数投票选择机制；当测试消息帧在LTPB总线中传递时，除了指令控制站外，LTPB总线上的被测试站可以同时监听并接收总线中的消息帧。这些被测试站在收到测试消息后同样能够进行合并选择过程。通过本发明CSID装置可以实时监视航空电子系统并保证LTPB总线上各被测试站合并选择功能的可靠性。

Description

一种基于指令监视投票的令牌总线合并选择完整性自测试 装置
技术领域
本发明涉及服务于航空电子系统的线性令牌总线通信领域的自测试装置。本发明测试的目标是线性令牌总线上工作站中的合并选择单元。合并选择单元是一个冗余管理装置，它负责对两条总线(即物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ)上传来的冗余信息进行整合。而本发明是为了测试合并选择单元本身的完整性，其中应用了指令监视机制和多数投票的选择手段。
背景技术
近年来随着电子、通信、材料、计算机等领域的发展，新型航空武器装备对于信息获取的即时性、可靠性以及数据处理能力等有了更高的要求，而航电系统(Avionics)由于其本身较高的复杂性，且长时间工作于高空、高温、高速以及强电磁干扰等恶劣环境中，势必需要一种较为可靠的通信方式。总线常被用作航空武器装备的数据传输中枢，但传统的总线已逐渐无法满足新时代航电系统(Avionics)的需求。线性令牌传递多路数据总线(Linear Token Passing Bus，LTPB)以其传输速度高、抗电磁干扰强、重量轻、安全保密性好等优点逐渐成为当今以及未来航空武器装备通信方式的首选。
在GJB 5034－2001《线性令牌传递多路数据总线》标准中，介绍了“线性令牌传递多路数据总线”的结构，如图1所示。通过在两条总线(即物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ)中传递相同的消息帧(Message Frame)来实现线性令牌总线的同步冗余。由于这种双冗余机制的应用，每个工作站(station)就需要从物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ上同时接收相同的消息帧(Message Frame)，然而冗余的相同消息帧(Message Frame)会在令牌传递单元(TPIU)中进行合并选择。对于服务于航电系统(Avionics)的LTPB协议中未制定出对合并选择可靠性的保障机制，一旦发生随机错误将导致接收消息帧(Message Frame)产生差错，降低了航电系统(Avionics)的通信质量。
发明内容
为了实现线性令牌传递总线(LTPB)中各工作站(station)对于物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ，在合并选择计数器(CST)中对双冗余消息进行合并选择的完整性。本发明设计了一种基于指令监视投票的线性令牌传递总线合并选择完整性自测试装置。本发明利用物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ上传输的相同消息，该相同消息在每个工作站中存在冗余，需要对冗余消息进行合并选择，然而每个站中并没有相关机制来监视并保证合并选择过程的准确性。
为解决这一技术问题，本发明通过应用指令监视机制以及工作站之间的多数投票手段来提高合并选择单元的可靠性。首先将任意一个工作站stationa作为指令控制站(即CSID装置)，所述stationa向被测试站集合
Figure BDA0002985763640000021
发送指令响应，并且能够实时监视被测试站的状态响应。这也就是测试时的指令监视机制。其次，本发明在各个被测试站BMS之间建立了多数投票选择机制。当测试消息帧
Figure BDA0002985763640000022
在LTPB总线中传递时，除了stationa外，LTPB总线上的被测试站BMS可以同时监听并接收总线中的消息。所述被测试站BMS在收到测试消息后同样能够进行合并选择过程。在合并选择完成后，每个站分别将其比特计数器的值发送给指令控制站，然后指令控制站将所有收到的计数器值进行多数投票并选择出占多数的值作为正确值。最后通过比较被测站的计数器值与正确值是否一致来判别被测站在合并选择过程中是否发生了错误。
通过本发明中的测试机制，可以快速有效地检测出任一工作站在合并选择过程中是否发生了差错。从而解决了在线性令牌总线中无法检测工作站合并选择过程可靠性的问题。
本发明的一种基于指令监视投票的令牌总线合并选择完整性自测试装置，服务于航电系统的LTPB总线上连接有多个工作站；每个工作站中的计数器是用来记录接收测试信息对应的比特数；其特征在于：合并选择完整性检测装置CSID是在原有的令牌传递接口单元TPIU中设置了投票比较逻辑单元CSU；
将任意一个工作站stationa作为合并选择完整性检测装置CSID使用；其余工作站称为被测试站；
投票比较逻辑单元CSU完成的事项为：
步骤(A)，服务于航空电子系统的LTPB总线，且经LTPB总线实现通信的有多个工作站；
步骤(B)，LTPB总线上的各个工作站分别经物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ同时接收消息帧；
步骤(C)，在现场进行被测试站异常检测时，指定工作站stationa为CSID装置，工作站stationa向被测试站集
Figure BDA0002985763640000023
发出测试消息帧
Figure BDA0002985763640000031
所述
Figure BDA0002985763640000032
对应的比特数，记为
Figure BDA0002985763640000033
步骤(D)，被测试站集合
Figure BDA0002985763640000034
中的各个被测试站依据测试消息帧
Figure BDA0002985763640000035
向工作站stationa输出物理介质Ⅰ上的比特数和物理介质Ⅱ上的比特数；
步骤(E)，工作站stationa的投票比较逻辑单元CSU发出同一物理介质需求指令CSUout后，各个被测试站将上传依据步骤(D)得到的比特数；
工作站stationa的合并选择计数器向投票比较逻辑单元CSU发出同一物理介质执行指令CSUin的同时，上传合并选择基准比数数BT高频次；
在工作站stationa的合并选择计数器中采用多数投票和阈值比较方法实现合并选择；先分别计算出各个被测试站的比特数出现的频次，然后在所有频次中选择出有出现频次最多的比特数作为合并选择基准比数数BT高频次。
多数投票和阈值比较方法
在本发明中，物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ同时传输测试信息
Figure BDA0002985763640000036
则任意一个被测试站stationi中计数器记录的、接收到的消息帧对应的比特数为
Figure BDA0002985763640000037
且
Figure BDA0002985763640000038
在本发明中，被测试站stationi的比特数标准差，记为
Figure BDA0002985763640000039
且
Figure BDA00029857636400000310
BT高频次表示出现频次最多的比特数，简称为基准比数数。
在本发明中，比特数阈值，记为BT阈值。
比较
Figure BDA00029857636400000311
合并选择过程未出现异常。
比较
Figure BDA00029857636400000312
合并选择过程出现异常。
本发明基于指令监视投票的令牌总线合并选择完整性自测试装置的优点在于：
①通过在合并选择单元应用指令/监视装置，除了在测试状态中提高合并选择的可靠性，同样可以在运行状态时避免合并选择过程中错误信息的继续转发。
②本发明自测试的主要过程是在测试状态中完成的，并不会在运行状态下影响总线上的正常通信。
③本发明指令监视站是从任意一个工作站中选取的，并不需要额外添加指令监视站，便捷性较高。
附图说明
图1是传统线性令牌传递多路数据总线框图。
图2是本发明的合并选择完整性检测装置的结构图。
图3是本发明的CSID结构图。图3中，CSUin表示合并选择计数器输出的属于同一物理介质的比特数指令(简称同一物理介质执行指令)，CSUout表示投票比较逻辑单元CSU输出的需要合并选择计数器执行传输同一物理介质的比特数指令(简称同一物理介质需求指令)。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参见图1、图2所示，工作站(station)通过耦合器与物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ实现通信。服务于航电系统(Avionics)的LTPB总线上连接有多个工作站(station)。每个工作站中的计数器是用来记录接收测试信息对应的比特数。
在本发明中，对LTPB总线进行自测试的检测装置，称为合并选择完整性检测装置(Combined selection of integrity detection device，CSID)，简称为CSID装置，如图2所示。所述的CSID装置是在原有的令牌传递接口单元TPIU中设置了投票比较逻辑单元CSU。指定工作站stationa为CSID装置，即stationa向各个被测试站发送消息帧
Figure BDA0002985763640000041
的指令控制信息，因此stationa也称为指令控制站。
为了实现现场及时且实时地对航电系统总线上的各个工作站进行性能检测，本发明是将任意一个工作站作为CSID装置使用，CSU单元为matlab软件编辑的m文件实现现场进行LTPB总线可靠性检测，不增加任何硬件设备，达到现场及时、现场低成本对所述航电系统进行冗余管理的可靠性检测。
参见图2所示，若指定工作站stationa为CSID装置，则第一个工作站station1、第二个工作站station2、第i个工作站stationi、第j个工作站stationj、最后一个工作站stationA也就称为被测试站。为了方便说明，采用集合形式表示多个被测试站，记为被测试站集BMS，且
Figure BDA0002985763640000042
station1表示第一个被测试站。
station2表示第二个被测试站。
stationi表示第i个被测试站，下角标i为被测试站的标识号。为了方便说明，stationi也称为任意一个被测试站。
stationj表示第j个被测试站。
stationA表示最后一个被测试站，下角标A为被测试站的总数目。
在测试现场进行被测试站的异常检测时，工作站stationa向被测试站集BMS发出的测试消息帧记为
Figure BDA0002985763640000051
所述
Figure BDA0002985763640000052
对应的比特数，记为
Figure BDA0002985763640000053
所述
Figure BDA0002985763640000054
的单位为比特bit。所述消息帧
Figure BDA0002985763640000055
的格式为GJB 5034－2001《线性令牌传递多路数据总线》标准中规定格式。
在本发明中，消息帧校验序列MFCS提供消息差错校验，发送消息帧的每个站应生成MFCS并插入到消息协议数据单元，接收消息帧的每个站应验证MFCS是正确的，从而形成一个“有效消息”。MFCS应覆盖帧控制FC、目的地址DA、源地址SA、字计数WC和信息字段。在每个消息帧开始前，MFCS应预加载为0。MFCS是循环冗余校验码。
在本发明中，每个被测试站(或工作站)中的计数器是用来记录接收测试信息对应的比特数。
第一个被测试站station1的计数器，记为
Figure BDA0002985763640000056
第二个被测试站station2的计数器，记为
Figure BDA0002985763640000057
第i个被测试站stationi的计数器，记为
Figure BDA0002985763640000058
第j个被测试站stationj的计数器，记为
Figure BDA0002985763640000059
第A个被测试站stationA的计数器，记为
Figure BDA00029857636400000510
第一个被测试站station1从物理介质Ⅰ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400000511
所述
Figure BDA00029857636400000512
的消息帧校验序列，记为
Figure BDA00029857636400000513
第一个被测试站station1中的计数器
Figure BDA00029857636400000514
用于记录接收到所述
Figure BDA00029857636400000515
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000516
第一个被测试站station1从物理介质Ⅱ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400000517
所述
Figure BDA00029857636400000518
的消息帧校验序列，记为
Figure BDA00029857636400000519
第一个被测试站station1中的计数器
Figure BDA00029857636400000520
用于记录接收到所述
Figure BDA00029857636400000521
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000522
第二个被测试站station2从物理介质Ⅰ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400000523
所述
Figure BDA00029857636400000524
的消息帧校验序列，记为
Figure BDA00029857636400000525
第二个被测试站station1中的计数器
Figure BDA00029857636400000526
用于记录接收到所述
Figure BDA00029857636400000527
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000528
第二个被测试站station2从物理介质Ⅱ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400000529
所述
Figure BDA00029857636400000530
的消息帧校验序列，记为
Figure BDA00029857636400000531
第二个被测试站station1中的计数器
Figure BDA00029857636400000532
用于记录接收到所述
Figure BDA00029857636400000533
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000534
第i个被测试站stationi从物理介质Ⅰ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA0002985763640000061
所述
Figure BDA0002985763640000062
的消息帧校验序列，记为
Figure BDA0002985763640000063
第i个被测试站stationi中的计数器
Figure BDA0002985763640000064
用于记录接收到所述
Figure BDA0002985763640000065
对应的比特数，记为
Figure BDA0002985763640000066
第i个被测试站stationi从物理介质Ⅱ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA0002985763640000067
所述
Figure BDA0002985763640000068
的消息帧校验序列，记为
Figure BDA0002985763640000069
第i个被测试站stationi中的计数器
Figure BDA00029857636400000610
用于记录接收到所述
Figure BDA00029857636400000611
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000612
第j个被测试站stationj从物理介质Ⅰ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400000613
所述
Figure BDA00029857636400000614
的消息帧校验序列，记为
Figure BDA00029857636400000615
第j个被测试站stationj中的计数器
Figure BDA00029857636400000616
用于记录接收到所述
Figure BDA00029857636400000617
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000618
第j个被测试站stationj从物理介质Ⅱ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400000619
所述
Figure BDA00029857636400000620
的消息帧校验序列，记为
Figure BDA00029857636400000621
第j个被测试站stationj中的计数器
Figure BDA00029857636400000622
用于记录接收到所述
Figure BDA00029857636400000623
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000624
最后一个被测试站stationA从物理介质Ⅰ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400000625
所述
Figure BDA00029857636400000626
的消息帧校验序列，记为
Figure BDA00029857636400000627
最后一个被测试站stationA中的计数器
Figure BDA00029857636400000628
用于记录接收到所述
Figure BDA00029857636400000629
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000630
最后一个被测试站stationA从物理介质Ⅱ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400000631
所述
Figure BDA00029857636400000632
的消息帧校验序列，记为
Figure BDA00029857636400000633
最后一个被测试站stationA中的计数器
Figure BDA00029857636400000634
用于记录接收到所述
Figure BDA00029857636400000635
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000636
在本发明中，由于物理介质Ⅰ上传输的消息帧(Message Frame)与物理介质Ⅱ上传输的消息帧(Message Frame)是相同的，则产生了冗余信息(Redundant information)。本发明旨在对各个站的冗余信息(Redundant information)合并选择结果采用基于多数投票和阈值比较的方法进行处理，从而对航电系统进行冗余管理的可靠性检测。
参见图3所示，本发明是在原有的令牌传递接口单元TPIU中设置了投票比较逻辑单元CSU。令牌传递接口单元TPIU是属于MAC层，处理的是LTPB总线的介质访问协议，一个TPIU应为所有的介质接口单元MIU服务。投票比较逻辑单元CSU是负责对各站传来的比特计数器数值进行多数投票和阈值比较的逻辑单元。数据缓存区负责对LTPB总线上传来的各站发送的消息进行缓存，以避免在投票比较逻辑单元CSU中产生积压。
投票比较逻辑单元CSU
步骤(A)，服务于航空电子系统的LTPB总线，且经LTPB总线实现通信的有多个工作站；
步骤(B)，LTPB总线上的各个工作站分别经物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ同时接收消息帧；
步骤(C)，在现场进行被测试站异常检测时，指定工作站stationa为CSID装置，工作站stationa向被测试站集
Figure BDA0002985763640000071
发出测试消息帧
Figure BDA0002985763640000072
所述
Figure BDA0002985763640000073
对应的比特数，记为
Figure BDA0002985763640000074
所述
Figure BDA0002985763640000075
是由工作站stationa的合并选择计数器进行计数的；
步骤(D)，被测试站集合
Figure BDA0002985763640000076
中的各个被测试站依据测试消息帧
Figure BDA0002985763640000077
向工作站stationa输出物理介质Ⅰ上的比特数和物理介质Ⅱ上的比特数；
步骤(E)，工作站stationa的投票比较逻辑单元CSU发出同一物理介质需求指令CSUout后，各个被测试站将上传依据步骤(D)得到的比特数；
工作站stationa的合并选择计数器向投票比较逻辑单元CSU发出同一物理介质执行指令CSUin的同时，上传合并选择基准比数数BT高频次；
在工作站stationa的合并选择计数器中采用多数投票和阈值比较方法实现合并选择；先分别计算出各个被测试站的比特数出现的频次，然后在所有频次中选择出有出现频次最多的比特数作为合并选择基准比数数BT高频次。
基于多数投票和阈值比较的方法
在本发明中，物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ同时传输测试信息的消息帧
Figure BDA0002985763640000078
则任意一个被测试站stationi中计数器记录的、接收到的消息帧
Figure BDA0002985763640000079
对应的比特数为
Figure BDA00029857636400000710
且
Figure BDA00029857636400000711
在本发明中，被测试站stationi的比特数标准差，记为
Figure BDA00029857636400000712
且
Figure BDA00029857636400000713
由于消息帧
Figure BDA00029857636400000714
在物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ传输时用来计量的比特数是互补的，因此，只指定在物理介质Ⅰ上传输消息帧
Figure BDA00029857636400000715
对应的比特数
Figure BDA00029857636400000716
作为比特数标准差
Figure BDA00029857636400000717
计量。这也是被测试站的同一物理介质的比特数指令CSUin完成事项。
BT高频次表示出现频次最多的比特数，简称为基准比数数。
在本发明中，比特数阈值，记为BT阈值。
比较
Figure BDA0002985763640000081
合并选择过程未出现异常。
比较
Figure BDA0002985763640000082
合并选择过程出现异常。
实施例1
在实施例1中，指定工作站stationa为CSID装置，则stationa发出的测试信息，即消息帧记为
Figure BDA0002985763640000083
所述
Figure BDA0002985763640000084
对应的比特数，记为
Figure BDA0002985763640000085
所述
Figure BDA0002985763640000086
赋值为100(单位，比特bit)。
表1，被测试站中计数器记录的从物理介质Ⅰ上接收测试信息
Figure BDA0002985763640000087
对应的比特数
被测试站编号 比特数 比特数标准差ΔH 异常
station<sub>1</sub> 80 0
station<sub>2</sub> 82 2
station<sub>3</sub> 90 10 是
station<sub>4</sub> 80 0
station<sub>5</sub> 50 30 是
station<sub>6</sub> 80 0
station<sub>7</sub> 80 0
station<sub>8</sub> 78 2
station<sub>i</sub> 80 0
station<sub>j</sub> 100 20 是
station<sub>A</sub> 80 0
station3表示第三个被测试站。
station4表示第四个被测试站。
station5表示第五个被测试站。
station6表示第六个被测试站。
station7表示第七个被测试站。
station8表示第八个被测试站。
在例1中，BT高频次为80，比特数阈值BT阈值为5。
第一个被测试站
第一个被测试站station1的计数器，记为
Figure BDA0002985763640000091
第一个被测试站station1中的令牌传递接口单元TPIU完成事项为：
合并选择步骤1，选择用物理介质Ⅰ上接收测试消息帧
Figure BDA0002985763640000092
第一个被测试站station1接收到的消息帧，记为
Figure BDA0002985763640000093
同时，
Figure BDA0002985763640000094
记录下从物理介质Ⅰ上接收所述
Figure BDA0002985763640000095
对方的比特数；
合并选择步骤2，根据
Figure BDA0002985763640000096
判断
Figure BDA0002985763640000097
是否为有效消息；
合并选择步骤3，当
Figure BDA0002985763640000098
不是有效消息时，则物理介质Ⅰ停止接收，启动从物理介质Ⅱ上接收测试消息帧
Figure BDA0002985763640000099
同时，停止
Figure BDA00029857636400000910
计数；然后记录下当前的
Figure BDA00029857636400000911
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000912
合并选择步骤4，从物理介质Ⅱ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400000913
同时，
Figure BDA00029857636400000914
记录下从物理介质Ⅱ上接收所述
Figure BDA00029857636400000915
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000916
合并选择步骤5，将
Figure BDA00029857636400000917
上传给合并选择计数器。
比较
Figure BDA00029857636400000918
合并选择过程未出现异常。所述第一个被测试站station1的比特数标准差
Figure BDA00029857636400000919
第5个被测试站
第5个被测试站station5的计数器，记为
Figure BDA00029857636400000920
第5个被测试站station5中的令牌传递接口单元TPIU完成事项为：
合并选择步骤1，选择用物理介质Ⅰ接收测试消息帧
Figure BDA00029857636400000921
第5个被测试站station5接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400000922
同时，
Figure BDA00029857636400000923
记录下从物理介质Ⅰ上接收所述
Figure BDA00029857636400000924
对应的比特数；
合并选择步骤2，根据
Figure BDA00029857636400000925
判断
Figure BDA00029857636400000926
是否为有效消息；
合并选择步骤3，当
Figure BDA00029857636400000927
不是有效消息时，则物理介质Ⅰ停止接收，启动从物理介质Ⅱ上接收测试消息帧
Figure BDA00029857636400000928
同时，停止
Figure BDA00029857636400000929
计数；然后记录下当前的
Figure BDA00029857636400000930
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000931
合并选择步骤4，从物理介质Ⅱ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400000932
同时，
Figure BDA00029857636400000933
记录下从物理介质Ⅱ上接收所述
Figure BDA00029857636400000934
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400000935
合并选择步骤5，将
Figure BDA0002985763640000101
上传给合并选择计数器；
比较
Figure BDA0002985763640000102
合并选择过程出现异常。所述第5个被测试站station5的比特数标准差
Figure BDA0002985763640000103
第i个被测试站
第i个被测试站stationi的计数器，记为
Figure BDA0002985763640000104
第i个被测试站stationi中的令牌传递接口单元TPIU完成事项为：
合并选择步骤1，选择用物理介质Ⅰ接收测试消息帧
Figure BDA0002985763640000105
第i个被测试站stationi接收到的消息帧，记为
Figure BDA0002985763640000106
同时，
Figure BDA0002985763640000107
记录下从物理介质Ⅰ上接收所述
Figure BDA0002985763640000108
对应的比特数；
合并选择步骤2，根据
Figure BDA0002985763640000109
判断
Figure BDA00029857636400001010
是否为有效消息；
合并选择步骤3，当
Figure BDA00029857636400001011
不是有效消息时，则物理介质Ⅰ停止接收，启动从物理介质Ⅱ上接收测试消息帧
Figure BDA00029857636400001012
同时，停止
Figure BDA00029857636400001013
计数；然后记录下当前的
Figure BDA00029857636400001014
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400001015
合并选择步骤4，从物理介质Ⅱ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400001016
同时，
Figure BDA00029857636400001017
记录下从物理介质Ⅱ上接收所述
Figure BDA00029857636400001018
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400001019
合并选择步骤5，将
Figure BDA00029857636400001020
上传给合并选择计数器；
比较
Figure BDA00029857636400001021
合并选择过程未出现异常。所述第i个被测试站stationi的比特数标准差
Figure BDA00029857636400001022
第j个被测试站
第j个被测试站stationj的计数器，记为
Figure BDA00029857636400001023
第j个被测试站stationj中的令牌传递接口单元TPIU完成事项为：
合并选择步骤1，选择用物理介质Ⅰ接收测试消息帧
Figure BDA00029857636400001024
第j个被测试站stationj接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400001025
同时，
Figure BDA00029857636400001026
记录下从物理介质Ⅰ上接收所述
Figure BDA00029857636400001027
对应的比特数；
合并选择步骤2，根据
Figure BDA00029857636400001028
判断
Figure BDA00029857636400001029
是否为有效消息；
合并选择步骤3，当
Figure BDA00029857636400001030
为有效消息时，
Figure BDA00029857636400001031
记录下所述
Figure BDA00029857636400001032
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400001033
且
Figure BDA00029857636400001034
合并选择步骤5，将
Figure BDA00029857636400001035
上传给合并选择计数器；
比较
Figure BDA0002985763640000111
合并选择过程出现异常。所述第j个被测试站stationj的比特数标准差
Figure BDA0002985763640000112
最后一个被测试站
最后一个被测试站stationA的计数器，记为
Figure BDA0002985763640000113
最后一个被测试站stationA中的令牌传递接口单元TPIU完成事项为：
合并选择步骤1，选择用物理介质Ⅰ上接收测试消息帧
Figure BDA0002985763640000114
最后一个被测试站stationA接收到的消息帧，记为
Figure BDA0002985763640000115
同时，
Figure BDA0002985763640000116
记录下从物理介质Ⅰ上接收所述
Figure BDA0002985763640000117
对方的比特数；
合并选择步骤2，根据
Figure BDA0002985763640000118
判断
Figure BDA0002985763640000119
是否为有效消息；
合并选择步骤3，当
Figure BDA00029857636400001110
不是有效消息时，则物理介质Ⅰ停止接收，启动从物理介质Ⅱ上接收测试消息帧
Figure BDA00029857636400001111
同时，停止
Figure BDA00029857636400001112
计数；然后记录下当前的
Figure BDA00029857636400001113
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400001114
合并选择步骤4，从物理介质Ⅱ上接收到的消息帧，记为
Figure BDA00029857636400001115
同时，
Figure BDA00029857636400001116
记录下从物理介质Ⅱ上接收所述
Figure BDA00029857636400001117
对应的比特数，记为
Figure BDA00029857636400001118
合并选择步骤5，将
Figure BDA00029857636400001119
上传给合并选择计数器。
比较
Figure BDA00029857636400001120
合并选择过程未出现异常。所述最后一个被测试站stationA的比特数标准差
Figure BDA00029857636400001121

Claims (2)

1.一种基于指令监视投票的令牌总线合并选择完整性自测试装置，服务于航电系统的LTPB总线上连接有多个工作站；每个工作站中的计数器是用来记录接收测试信息对应的比特数；其特征在于：合并选择完整性检测装置CSID是在原有的令牌传递接口单元TPIU中设置了投票比较逻辑单元CSU；
将工作站stationa作为合并选择完整性检测装置CSID使用；其余工作站称为被测试站；
投票比较逻辑单元CSU完成的事项为：
步骤(A)，服务于航空电子系统的LTPB总线，且经LTPB总线实现通信的有多个工作站；
步骤(B)，LTPB总线上的各个工作站分别经物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ同时接收消息帧；
步骤(C)，在现场进行被测试站异常检测时，指定工作站stationa为CSID装置，工作站stationa向被测试站集
Figure FDA0003886410280000011
发出测试消息帧
Figure FDA0003886410280000012
所述
Figure FDA0003886410280000013
对应的比特数，记为
Figure FDA0003886410280000014
station1表示第一个被测试站；
station2表示第二个被测试站；
stationi表示第i个被测试站；
stationj表示第j个被测试站；
stationA表示最后一个被测试站；
下角标A为被测试站的总数目；i、j及A为不同被测试站；
步骤(D)，被测试站集合
Figure FDA0003886410280000015
中的各个被测试站依据测试消息帧
Figure FDA0003886410280000016
向工作站stationa输出物理介质Ⅰ上的比特数和物理介质Ⅱ上的比特数
Figure FDA0003886410280000017
步骤(E)，工作站stationa的投票比较逻辑单元CSU发出同一物理介质需求指令CSUout后，各个被测试站将上传依据步骤(D)得到的比特数；
工作站stationa的合并选择计数器向投票比较逻辑单元CSU发出同一物理介质执行指令CSUin的同时，上传合并选择基准比特数BT高频次；
在工作站stationa的合并选择计数器中采用多数投票和阈值比较方法实现合并选择；先分别计算出各个被测试站的比特数出现的频次，然后在所有频次中选择出有出现频次最多的比特数作为合并选择基准比特数BT高频次；
多数投票和阈值比较方法
物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ同时传输测试信息
Figure FDA0003886410280000021
则第i个被测试站stationi中计数器记录的、接收到的消息帧对应的比特数为
Figure FDA0003886410280000022
且
Figure FDA0003886410280000023
第i个被测试站stationi从物理介质Ⅰ上接收到的消息帧，记为
Figure FDA0003886410280000024
所述
Figure FDA0003886410280000025
的消息帧校验序列，记为
Figure FDA0003886410280000026
第i个被测试站stationi中的计数器
Figure FDA0003886410280000027
用于记录接收到所述
Figure FDA0003886410280000028
对应的比特数，记为
Figure FDA0003886410280000029
第i个被测试站stationi从物理介质Ⅱ上接收到的消息帧，记为
Figure FDA00038864102800000210
所述
Figure FDA00038864102800000211
的消息帧校验序列，记为
Figure FDA00038864102800000212
第i个被测试站stationi中的计数器
Figure FDA00038864102800000213
用于记录接收到所述
Figure FDA00038864102800000214
对应的比特数，记为
Figure FDA00038864102800000215
被测试站stationi的比特数标准差，记为
Figure FDA00038864102800000216
且
Figure FDA00038864102800000217
BT高频次表示出现频次最多的比特数，简称为基准比特数；
比特数阈值，记为BT阈值；
比较
Figure FDA00038864102800000218
合并选择过程未出现异常；
比较
Figure FDA00038864102800000219
合并选择过程出现异常。
2.根据权利要求1所述的基于指令监视投票的令牌总线合并选择完整性自测试装置，其特征在于：仅在原有的令牌传递接口单元TPIU中设置了投票比较逻辑单元CSU，所述CSU单元为matlab软件编辑的m文件实现现场进行LTPB总线可靠性检测，不增加任何硬件设备。
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