CN113608921A - 一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法 - Google Patents

Abstract

一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，分别设置单机按键信息缓冲区，根据各自按键信息处理单元的实时情况，对按键处理单元的按键信息消费信号及消费时间进行综合处理，得到实时的按键信息已处理标志和防阻塞时间阙值，进而实现缓冲区按键信息的无阻塞处理，可实时、在线计算按键处理单元所需的最大处理时间，再利用阻塞时间膨胀系数，得到实时防阻塞时间阙值，从而最大限度的避免了异常情况下按键缓冲区阻塞问题。

Description

一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法

技术领域

本发明涉及一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，属于系统控制技术领域。

背景技术

显示控制系统是一种集画面显示、系统控制为一体的综合系统，在飞机、船舶、车辆等诸多领域上均占据重要位置，尤其是在战斗机、舰艇、装甲车等军用领域更是有着举足轻重的地位，其在系统中承担任务和角色的动态赋予，实现了传感设备、武器设备、作战人员等的协同作战。

为了提高显控系统可靠性，显示控制系统一般采用双机热备份的工作模式，这就要求备份双机能够对按键控制指令做到一致响应，但由于热备份双机的系统时序难免存在差异，所以在对同一按键信息进行响应时，就可能出现按键信息漏响应问题，使得双机热备份异常。为解决这一问题，传统的方法是在双机系统中各自建立一个按键信息缓冲区，缓存来自按键的有效值，依据单机中按键信息处理单元的反馈信息逐个响应缓冲区中的按键信息，从而达到热备份双机按键信息的无丢失响应。然而，该方法在按键信息处理单元出现异常，无法及时或正确给出反馈信号时，就会造成缓冲区按键信息的阻塞甚至死机，从而严重影响后续的显示控制任务。综上所述，设计一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应方法具有相当的迫切性。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，双机系统容易出现安检信息漏响应，从而影响后续显示控制任务的问题，提出了一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，步骤如下：

(1)对主系统及热备份系统进行初始化处理；

(2)由按键组向主系统及热备份系统同时发送相同的按键信息，将有效按键值存入按键信息缓冲模块；

(3)利用按键信息处理模块接收按键信息缓冲模块发送的待处理有效按键值，并生成按键信息已处理标志，并反馈至按键信息缓冲模块；

(4)通过按键信息缓冲模块接收反馈的按键信息已处理标志，实时更新防阻塞时间阙值，根据按键信息已处理标志或等待发送时间进行判定，向按键信息处理模块发送新的待处理有效按键值，或不发送直至按键信息已处理标志或等待发送时间满足判定条件；

(5)通过按键信息处理模块中的各处理单元对新的待处理有效按键值进行处理，生成按键信息已处理标志位并反馈至按键信息缓冲模块，同时清除按键信息处理模块中存储的有效按键值，返回步骤(2)继续进行响应控制流程直至任务结束。

所述步骤(1)中，主系统、热备份系统、按键组共同组成双机热备份系统，所述主系统中包括按键信息缓冲模块、按键信息处理模块，其中：

按键信息缓冲模块接收按键组发送的按键信息，并向按键信息处理模块发送待处理有效按键值，按键信息处理模块接收当前待处理有效案件值进行处理，生成按键信息已处理标志位，并反馈至按键信息缓冲模块，并清除按键信息处理模块当前存储的有效按键值。

所述按键信息缓冲模块包括接收模块、缓冲区、发送模块，其中：

接收模块，接收按键组发送的有效按键值，将有效按键值存入长度为N的缓冲区；缓冲区对有效按键值进行管理，将先进入缓冲区的有效按键值优先送出，发送至发送模块；

发送模块实时检测按键信息处理模块发送的按键信息已处理标志，并实时更新防阻塞时间阙值

若按键信息已处理标志为1或等待发送时间Δt_f满足条件

则向按键信息处理模块发送更新后的待处理有效按键值；否则不发送待处理有效按键值；

其中，所述等待发送时间Δt_f为待处理有效按键值自上一个有效按键值发送完毕时刻起，于缓冲区内停留时间。

所述按键信息处理模块包括n个处理单元、有效按键值清除模块，各处理单元接收待处理有效按键值，进行处理，生成按键信息已处理标志并反馈至按键信息缓冲模块，有效按键值清除模块于按键信息已处理标志反馈后清除存储的有效按键值。

所述热备份系统组成与主系统相同，同时接收按键组发送的按键信息并进行处理，处理流程与主系统相同。

所述步骤(1)中，初始化处理具体包括：

清空缓冲区，将按键信息已处理标志位FuseFlag、处理单元j(j＝1,2,…,n)的按键已处理标志位Flag_j均置零，防阻塞时间阙值

初始化为经验值Δt_ini。

所述经验值Δt_ini为各处理单元所需最大处理时间估计值的2倍。

所述步骤(4)中，判定条件具体为：

按键信息已处理标志为1或等待发送时间Δt_f满足条件

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明提供的一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，分别设置单机按键信息缓冲区，根据各自按键信息处理单元的实时情况，对按键处理单元的按键信息消费信号及消费时间进行综合处理，得到实时的按键信息已处理标志和防阻塞时间阙值，进而实现缓冲区按键信息的无阻塞处理；

(2)本发明可以实时、在线计算按键处理单元所需的最大处理时间，再利用阻塞时间膨胀系数，得到实时防阻塞时间阙值，从而最大限度的避免了异常情况下按键缓冲区阻塞问题。

附图说明

图1为发明提供的双机热备份系统组成结构示意图；

具体实施方式

一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，分别设置单机按键信息缓冲区，根据各自按键信息处理单元的实时情况，对按键处理单元的按键信息消费信号及消费时间进行综合处理，得到实时的按键信息已处理标志和防阻塞时间阙值，进而实现缓冲区按键信息的无阻塞处理。

本发明采用的响应控制对象为双机热备份系统，主要包括主系统、热备份系统、按键组，其中：

主系统中包括按键信息缓冲模块、按键信息处理模块；

按键信息缓冲模块接收按键组发送的按键信息，并向按键信息处理模块发送待处理有效按键值，按键信息处理模块接收当前待处理有效案件值进行处理，生成按键信息已处理标志位，并反馈至按键信息缓冲模块，并清除按键信息处理模块当前存储的有效按键值。

按键信息缓冲模块包括接收模块、缓冲区、发送模块；

接收模块，接收按键组发送的有效按键值，将有效按键值存入长度为N的缓冲区；缓冲区对有效按键值进行管理，将先进入缓冲区的有效按键值优先送出，发送至发送模块；

发送模块实时检测按键信息处理模块发送的按键信息已处理标志，并实时更新防阻塞时间阙值

若按键信息已处理标志为1或等待发送时间Δt_f满足条件

则向按键信息处理模块发送更新后的待处理有效按键值；否则不发送待处理有效按键值；

其中，所述等待发送时间Δt_f为待处理有效按键值自上一个有效按键值发送完毕时刻起，于缓冲区内停留时间。

按键信息处理模块包括n个处理单元、有效按键值清除模块，各处理单元接收待处理有效按键值，进行处理，生成按键信息已处理标志并反馈至按键信息缓冲模块，有效按键值清除模块于按键信息已处理标志反馈后清除存储的有效按键值。

具体的，热备份系统组成与主系统相同，同时接收按键组发送的按键信息并进行处理，处理流程与主系统相同。

防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法的具体步骤如下：

(1)对主系统及热备份系统进行初始化处理；

其中，初始化处理具体包括：

清空缓冲区，将按键信息已处理标志位FuseFlag、处理单元j(j＝1,2,…,n)的按键已处理标志位Flag_j均置零，防阻塞时间阙值

初始化为经验值Δt_ini；

经验值Δt_ini为各处理单元所需最大处理时间估计值的2倍；

(2)由按键组向主系统及热备份系统同时发送相同的按键信息，将有效按键值存入按键信息缓冲模块；

(3)利用按键信息处理模块接收按键信息缓冲模块发送的待处理有效按键值，并生成按键信息已处理标志，并反馈至按键信息缓冲模块；

(4)通过按键信息缓冲模块接收反馈的按键信息已处理标志，实时更新防阻塞时间阙值，根据按键信息已处理标志或等待发送时间进行判定，向按键信息处理模块发送新的待处理有效按键值，或不发送直至按键信息已处理标志或等待发送时间满足判定条件；

其中，判定条件具体为：

按键信息已处理标志为1或等待发送时间Δt_f满足条件

(5)通过按键信息处理模块中的各处理单元对新的待处理有效按键值进行处理，生成按键信息已处理标志位并反馈至按键信息缓冲模块，同时清除按键信息处理模块中存储的有效按键值，返回步骤(2)继续进行响应控制流程直至任务结束。

下面结合具体实施例进行进一步说明：

在本实施例中，如图1所示，防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法具体步骤如下：

步骤1，双系统初始化；

包括清空按键缓冲区，按键信息已处理标志位FuseFlag和处理单元j(j＝1,2,…,n)的按键已处理标志位Flag_j均置零，防阻塞时间阙值

初始化为经验值Δt_ini等；经验值Δt_ini应尽量大，可选为各处理单元所需最大处理时间估计值的2倍；

步骤2，主系统和热备份系统各自按键信息缓冲模块中的接收模块实时接收同一个按键信息，将有效按键值存入长度为N的缓冲区，缓冲区以“先进先出”原则管理有效按键值，即先进入缓冲区的有效按键值，最先送出缓冲区；

具体的，主系统和热备份系统将有效按键值存入长度为N的缓冲区，取N＝128，缓冲区采用环形结构，存储单元l(l＝0,1,2,…,127)由低到高排序，首尾相接，0到1为顺时针方向，进入缓冲区的按键值依次顺时针方向存储，头指针始终指向最后存入缓冲区的有效按键值，尾指针始终指向最先存入缓冲区且未被送出的有效按键值，尾指针始终追赶头指针，如缓冲区内未有有效按键值则尾指针与头指针重合；

步骤3，按键信息缓冲模块中的发送模块实时检测来自按键信息处理模块的按键信息已处理标志，并实时更新防阻塞时间阙值

若该标志为1或等待发送时间Δt_f满足条件

则按照“先进先出”原则，向按键信息处理模块发送新的待处理有效按键值；否则不发送新的待处理有效按键值；等待发送时间是待处理有效按键值自上一个有效按键值发送完毕时刻起，在缓冲区停留的时间；

步骤4，按键信息处理模块实时接收待处理有效按键值，将有效按键值送入各个处理单元j(j＝1,2,…,n)进行处理，当前个处理单元均将有效按键信息处理完成后，生成按键信息已处理标志位，反馈给按键信息缓冲模块，同时清除按键信息处理模块中存储的有效按键值。

其中，双机热备份系统结构组成如图1所示。

步骤3中，实时更新防阻塞时间阙值

的方法为：仅当缓冲区中有效按键值的总个数不小于2时更新防阻塞时间阙值，假设按键缓冲区第i个按键信息已处理标志到达时间为t_i，

该过程为迭代过程，从i＝2开始迭代，且

假设k(1<k≤2)为阻塞时间膨胀系数，则

其中，

为防阻塞时间阙值，Δt_ini为初始防阻塞时间阙值经验值，k k(1<k≤2)为阻塞时间膨胀系数。按键信息缓冲模块的缓冲区清空后，停止更新防阻塞时间阙值

本次防阻塞时间阙值最终更新为

最后令

当缓冲区中有效按键值的总个数不小于2时，再次如上所述更新防阻塞时间阙值；

然后，计算等待发送时间Δt_f，当该标志为1或等待发送时间Δt_f满足条件

则按照“先进先出”原则，向按键信息处理模块发送尾指针对应的有效按键值；否则不发送新的待处理有效按键值；

步骤4中，实时接收待处理有效按键值，将有效按键值送入各个处理单元j(j＝1,2,…,n)进行处理，当前个处理单元均将有效按键信息处理完成后，生成按键信息已处理标志位FuseFlag，其生成方法为：

FuseFlag＝(Flag₁)&(Flag₂)&…&(Flag_n)

其中，FuseFlag为按键信息已处理标志位，Flag_j为处理单元j(j＝1,2,…,n)的按键已处理标志位。

通过步骤3至步骤4循环进行，持续进行响应控制流程直至任务结束。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，其特征在于步骤如下：

(1)对主系统及热备份系统进行初始化处理；

(2)由按键组向主系统及热备份系统同时发送相同的按键信息，将有效按键值存入按键信息缓冲模块；

(3)利用按键信息处理模块接收按键信息缓冲模块发送的待处理有效按键值，并生成按键信息已处理标志，并反馈至按键信息缓冲模块；

(4)通过按键信息缓冲模块接收反馈的按键信息已处理标志，实时更新防阻塞时间阙值，根据按键信息已处理标志或等待发送时间进行判定，向按键信息处理模块发送新的待处理有效按键值，或不发送直至按键信息已处理标志或等待发送时间满足判定条件；

(5)通过按键信息处理模块中的各处理单元对新的待处理有效按键值进行处理，生成按键信息已处理标志位并反馈至按键信息缓冲模块，同时清除按键信息处理模块中存储的有效按键值，返回步骤(2)继续进行响应控制流程直至任务结束。

2.根据权利要求1所述的一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，其特征在于：

所述步骤(1)中，主系统、热备份系统、按键组共同组成双机热备份系统，所述主系统中包括按键信息缓冲模块、按键信息处理模块，其中：

按键信息缓冲模块接收按键组发送的按键信息，并向按键信息处理模块发送待处理有效按键值，按键信息处理模块接收当前待处理有效案件值进行处理，生成按键信息已处理标志位，并反馈至按键信息缓冲模块，并清除按键信息处理模块当前存储的有效按键值。

3.根据权利要求2所述的一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，其特征在于：

所述按键信息缓冲模块包括接收模块、缓冲区、发送模块，其中：

接收模块，接收按键组发送的有效按键值，将有效按键值存入长度为N的缓冲区；缓冲区对有效按键值进行管理，将先进入缓冲区的有效按键值优先送出，发送至发送模块；

发送模块实时检测按键信息处理模块发送的按键信息已处理标志，并实时更新防阻塞时间阙值

若按键信息已处理标志为1或等待发送时间Δt_f满足条件

则向按键信息处理模块发送更新后的待处理有效按键值；否则不发送待处理有效按键值；

其中，所述等待发送时间Δt_f为待处理有效按键值自上一个有效按键值发送完毕时刻起，于缓冲区内停留时间。

4.根据权利要求3所述的一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，其特征在于：

所述按键信息处理模块包括n个处理单元、有效按键值清除模块，各处理单元接收待处理有效按键值，进行处理，生成按键信息已处理标志并反馈至按键信息缓冲模块，有效按键值清除模块于按键信息已处理标志反馈后清除存储的有效按键值。

5.根据权利要求2所述的一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，其特征在于：

所述热备份系统组成与主系统相同，同时接收按键组发送的按键信息并进行处理，处理流程与主系统相同。

6.根据权利要求4所述的一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，其特征在于：

所述步骤(1)中，初始化处理具体包括：

清空缓冲区，将按键信息已处理标志位FuseFlag、处理单元j(j＝1,2,…,n)的按键已处理标志位Flag_j均置零，防阻塞时间阙值

初始化为经验值Δt_ini。

7.根据权利要求6所述的一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，其特征在于：

所述经验值Δt_ini为各处理单元所需最大处理时间估计值的2倍。

8.根据权利要求3所述的一种防阻塞双机热备份系统按键一致响应控制方法，其特征在于：

所述步骤(4)中，判定条件具体为：

按键信息已处理标志为1或等待发送时间Δt_f满足条件

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