CN114995226B - 一种针对航天嵌入式设备的流程控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种针对航天嵌入式设备的流程控制系统及方法，所述系统包括系统初始化参数数据模块、多载荷指令数据模块、状态控制数据模块、工作数据模块、模式数据模块、监控数据模块和数据处理解析模块。本系统通过定义软件行为的库表与基础功能类相结合进行设计实现，通过系统控制状态表，动态导入模式表到当前工作流程表区，实现复杂系统载荷自主控制。同时在代码不变的情况下，通过修改状态表库以及模式表库的方式，实现复杂业务逻辑的变更，实现快速迭代，迅速适应复杂需求变化。

Description

一种针对航天嵌入式设备的流程控制系统及方法

技术领域

本发明属于航天电子自主化、智能化技术领域，具体涉及一种针对航天嵌入式设备的流程控制系统及方法。

背景技术

随着航天技术的不断发展，航天设备的高集成度、高复杂度、多业务化成为星上设备必然发展趋势，航天软件的需求变化频繁，开发规模庞大，控制流程复杂多变，时间周期短，任务量大。目前对于载荷多模式、多组合、多流程、多算法的设计方法通常采用专项开发，且都集中在程序内部实现，开发周期长，开发任务量大，可重用度低、软件通用化程度、灵活性低，任何需求的变化都会导致整个工程变化，往往一个大型的软件项目由好多个文件组成，结构复杂，改动影响域大，出错率高，系统安全性、可靠性风险高。传统的这种开发模式面临着严峻的考验，快速发布产品并迅速适应需求变化成为航天软件的重中之重。

目前载荷多模式控制软件设计存在以下问题：

1)载荷工作模式多且变化频繁，业务逻辑复杂，多模式设计逻辑大都集中在程序内部实现，又或者进行多模式的组合实现，系统各模块之间高耦合，任何需求的改变会导致整个工程的变化，容易发生错误，灵活性低，代码维护困难。

2)软件对逻辑架构、分层架构等统筹设计存在欠缺，分层化、封装化程度低，模块耦合程度高，不易移植、复用率低，应用层调用驱动层造成软件维护困难等。

逻辑架构：系统细化成足够正确和足够详细且独立运行的子功能的程度低；

开发架构：分层架构图(好的分层架构结构支持自动化测试)、开发技术语言、开发框架、开发工具与开发规范结合性低；

数据架构：对数据存储设计考虑程度低；

运行架构：无论采用同步还是异步，并发还是串行，缺乏兼顾响应时间的设计；

物理架构：从底层驱动层的架构设计来看，对实模式以及虚模式的兼容性设计差。

3)软件在指令控制下运行，上注操作内容多，自主化、智能化程度低；

4)不同型号任务软件重新研发，开发周期长，人力成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服载荷多模式控制软件变化频繁、业务逻辑复杂导致软件研发周期长、人力成本高的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提出了一种针对航天嵌入式设备的流程控制系统，包括系统初始化参数数据模块、多载荷指令数据模块、状态控制数据模块、工作数据模块、模式数据模块、监控数据模块和数据处理解析模块；

初始化参数数据模块：用于配置系统初始化参数、多载荷多模式属性参数信息，以及多流程控制运行信息；

多载荷指令数据模块：用于配置各个载荷设备所有总线控制指令的信息；

状态控制数据模块：系统状态机的总述模块，用于配置系统各个控制状态信息；

工作数据模块：用于配置当前系统执行的工作模式以及流程；

模式数据模块：用于配置当前系统中所有载荷的所有工作模式，工作流程的信息，是载荷在轨工作过程的控制序列；

监控数据模块：用于配置监控的数据的位置，策略；

数据处理解析模块：用于读取上述6个模块的数据并解析处理：

所述数据处理解析模块扫描读取所述系统初始化参数数据模块，完成系统初始化；

所述数据处理解析模块扫描读取所述监控数据模块，进行异常数据监控；

所述数据处理解析模块扫描读取所述状态控制数据模块，所述状态控制数据模块调入所述模式数据模块中的模式表数据到所述工作数据模块；

所述数据处理解析模块扫描读取所述工作数据模块，所述工作数据模块根据当前模式表中的指令类型以及指令编码，读取所述多载荷指令数据模块中数据内容，由所述数据处理解析模块完成业务逻辑的控制与执行。

作为上述系统的一种改进，所述初始化参数数据模块包括系统初始化数据表和载荷信息数据表。

作为上述系统的一种改进，所述初始化数据表内容包括：数据存放地址、工作模式、轨道周期、是否有出入阴影状态、FPGA控制信息、模拟量控制信息、中断监控时间间隔、中断监控次数和预留；

所述载荷信息数据表内容包括：数据存放地址、载荷通道码字、载荷通信开始时间、自主控制模式参数总数、自主控制模式参数序号、出阴影延迟时间、太阳定标延迟时间、漫反射板1定标时间、满反射板2定标时间、进阴影延迟时间、暗背景采集时间、LED自检时间、白光灯自检时间1和灰度值判断均值上下限。

作为上述系统的一种改进，所述多载荷指令数据模块通过RS422/RS485总线将指令发送给载荷设备。

作为上述系统的一种改进，所述多载荷指令数据模块包括至少1个载荷指令表；所述载荷指令表内容包括：数据存放地址、指令编号、指令内容和说明。

作为上述系统的一种改进，所述状态控制数据模块包括状态表和模式流程控制状态表。

作为上述系统的一种改进，所述状态控制数据模块通过读取所述模式流程控制状态表配置信息，从所述模式数据模块组装出每一轨道差异化的载荷控制系统；

所述状态表的参数状态包括：出入阴影状态、出入阴影指令识别状态、待机状态、观测1～N状态、定标1状态、定标2状态、暗背景状态、自检LED状态、自检白光灯状态、LVDS使能状态和自主观测控制状态；

所述模式流程控制状态表内容包括：地址、指令编码、时间码、状态ID、动作ID、模式地址和跳转步骤。

作为上述系统的一种改进，所述工作数据模块由工作流程表组成。

作为上述系统的一种改进，所述模式数据模块包括多个模式表，所述模式表包括表头信息和表事件；

所述表头信息包括：模式表编号、模式表步骤数、模式表指令码类型和模式表流程起始时间；

所述表事件内容包括：指令相对执行时间码、时间码修正类型、指令类型和指令编码。

作为上述系统的一种改进，所述模式表包括：待机模式表，待机结束模式表，定标1模式表，定标2模式表，分步观测模式表1～N，自主观测模式表，暗背景模式表，LED自检1模式表，白光灯自检模式1表，LED自检2模式表和白光灯自检模式2表。

作为上述系统的一种改进，所述监控数据模块内容包括：触发类型、动作类型、扫描间隔、判断类型、判断阈值、提取源数组类型、提取字节数、提取数组位置、连续出错判断次数和预留部分。

作为上述系统的一种改进，所述数据处理解析模块包括数据接收子模块、数据存储子模块、数据解析子模块和数据状态子模块。

本发明还提供一种使用所述针对航天嵌入式设备的流程控制系统的针对航天嵌入式设备的流程控制方法，包括：

步骤S1：扫描带时间参数的模式流程控制状态表中状态ID索引，确定当前状态机模式；

步骤S2：根据当前状态机模式，通过模式流程控制状态表中动作ID以及模式地址，动态查找模式表库中当前模式对应的存储表；

步骤S3：将查找匹配到的模式表内容调入工作流程表区，扫描并执行工作流程表区内容。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1)通用化、定制化架构设计

将基础功能和复杂逻辑业务功能独立设计，通过大量定义软件行为的库表与基础功能相结合架构，解决了软件逻辑架构、分层架构等统筹设计的缺陷，分层化、封装化程度低等问题。

2)改动简单、快速、敏捷

复杂业务逻辑类通过大量定义软件行为的库表设计实现，修改表实现需求更改，解决了以往逻辑大都集中在程序内部实现，又或者进行多模式的组合实现，模块之间高耦合，任何需求的改变导致整个工程变化，容易发生错误，灵活性低，代码维护困难的问题。

可视化界面编辑生成数据模块库表，简单、明了，变更复杂度低、快速，适应敏捷开发特点。

3)自主化程度高

通过大量预先定义的数据模块库表实现控制，减少地面控制指令交互，实现在轨自动控制。

4)可重用性高，可维护性好、可靠性高

可最大程度复用软件构架、需求、源代码、设计、测试等构件，提高效率，降低成本，解决了不同型号任务软件重新研发，开发周期长，人力成本高的问题；

各个模块库表采用三模冗余的存储方式，可靠性高。

附图说明

图1所示为系统控制架构图；

图2所示为模式库表组成图；

图3所示为数据处理解析模块构成、交互以及处理策略；

图4所示为CSC1～CSC7模块交互图；

图5所示为流程状态控制表动态控制模式图；

图6所示为初始化参数数据库表生成方式图；

图7所示为多载荷指令库表生成方法图；

图8所示为状态控制表生成方法图；

图9所示为模式库表生成方法示例图；

图10所示为数据监控库表生成方法示例图。

具体实施方式

本发明基于敏捷开发的特点，敏捷开发具有“快速迭代、适应变化”的特点，针对航天嵌入式设备载荷多模式多流程提出一套全自主流程控制的软件设计方法。

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细的说明。

本技术方案针对多载荷多模式多流程的复杂控制类软件，进行了统一分析，可计算化的设计，将数据处理部分与模式流程控制部分相互独立，实现基础功能和复杂逻辑业务功能独立设计，并且把其中的性能、分层、扩展、依赖和耦合处理好，尽量做到简单、稳定。

如图1所示，本发明通过基于状态机的抽象化、可计算流程控制设计，采用硬代码与数据库表单相结合的方式，形成了通用化、定制化载荷多模式控制架构。

本发明系统架构共设计了7个模块，如表1所示。主要包括系统初始化参数数据模块，多载荷指令数据模块，状态控制数据模块，工作数据模块、模式数据模块、监控数据模块、数据处理解析模块。其中CSC1-CSC6为数据模块，CSC7为硬代码模块。7个模块互相独立，支持动态扩展。

表1多模式控制架构模块

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1、CSC1系统初始化参数数据模块

系统初始化参数数据模块用于定义并配置系统初始化参数、多载荷多模式属性参数信息，以及多流程控制运行相关信息。此模块由系统初始化数据表，载荷信息数据表组成。

1)系统初始化数据表主要包括以下内容：

数据存放地址：用于定义本参数表中数据存放相对地址；

工作模式：用于定义并配置系统可处于的工作方式；

轨道周期：用于定义卫星环绕轨道一周的时间，用于控制轨道流程时间；

是否有出入阴影状态：用于定义系统是否存在出入阴影控制信息；

FPGA控制信息：用于定义系统FPGA控制策略；

模拟量控制信息：用于定义模拟量采集次数以及滤波算法(平均值/中位值滤波)；

中断监控时间间隔：用于定义系统对中断监控的时间间隔；

中断监控次数：用于定义中断监控间隔时间内中断的频率；

预留：预留，用于扩展。

2)载荷信息数据表主要包括以下内容：

数据存放地址：用于定义本参数表中数据存放相对地址；

载荷通道码字：用于定义系统可区分的载荷的ID号。

载荷通信开始时间：用于定义载荷开机后，系统控制载荷数据/指令通信的起始时间；

自主控制模式参数总数：用于定义系统自主模式控制配置参数总索引数目；

自主控制模式参数序号：用于定义系统自主模式控制配置参数当前索引号；

出阴影延迟时间：用于定义系统出阴影后继续保持待机的时间；

太阳定标延迟时间：用于定义进入太阳定标模式的延时时间，定标数据真实有效。

漫反射板1定标时间：用于定义漫反射板1定标过程的时间总长度；

满反射板2定标时间：用于定义漫反射板2定标过程的时间总长度；

进阴影延迟时间：用于定义系统进阴影后继续保持待机的时间；

暗背景采集时间：用于定义系统在暗计数区的工作时间；

LED自检时间：用于定义LED自检所用的时间总长度；

白光灯自检时间1：用于定义白光灯自检所用的时间总长度；

灰度值判断均值上下限：用于定义系统灰度值的判断阈值。

2、CSC2多载荷指令数据模块

多载荷指令数据模块用于定义各个载荷设备所有总线控制指令的信息，这些指令通过RS422/RS485总线发送给载荷设备，为各个载荷实现其功能所有需要执行的指令内容。此模块由载荷1指令表，载荷2指令表，载荷3指令表，载荷4，以及载荷n指令表组成，根据载荷的数量进行调整。各个载荷指令表由载荷ID、指令编号以及指令内容组成。指令表格式如下：

表2指令表格式示例

载荷指令表主要包括以下内容：

数据存放地址：用于定义本参数表中数据存放相对地址；

指令编号：用于定义系统所需的载荷编号、卫星编号以及指令索引号；

指令内容：用于定义系统当前指令编号下载荷的配置参数，指令长度内容可变；

说明：用于对系统每行指令描述与说明。

3、CSC3状态控制数据模块

状态控制数据模块是系统状态机的总述模块，用于定义系统各个控制状态信息。通过读取模式流程控制状态表配置信息，从模式数据模块组装出每一轨道差异化的载荷控制系统。

此模块由状态表、模式流程控制状态表组成，根据实际情况进行调整。

1)状态表由参数状态定义组成：

出入阴影状态：用于定义系统进阴影，出阴影的状态；

出入阴影指令识别状态：用于定义系统识别出入阴影指令状态；

待机状态：用于定义载荷系统处于待机工作模式状态；

观测1～N状态：用于定义载荷系统处于观测1～观测N模式状态；

定标1状态：用于定义载荷系统处于漫反射板1定标模式状态；

定标2状态：用于定义载荷系统处于漫反射板2定标模式状态；

暗背景状态：用于定义载荷系统处于阴影区暗背景工作模式状态；

自检LED状态：用于定义载荷系统LED处于自检模式状态；

自检白光灯状态：用于定义载荷系统白光灯处于自检模式状态；

LVDS使能状态：用于定义系统科学数据LVDS使能状态；

自主观测控制状态：用于定义载荷系统处于自主参数控制状态；

2)模式流程控制状态表由状态ID、模式地址、动作ID以及跳转步数组成，参见下表：

表3模式流程控制状态表格式示例

地址：用于定义本条指令存储到程序存储区的偏移地址；

指令编码：用于定义系统解析所需的载荷编号、卫星编号以及指令索引号；

时间码：用于定义指令相对执行时间码；

状态ID：用于定义状态变量存储位置索引号；

动作ID：用于定义当前状态的动作类型，扫描流程动作、结束流程等动作；

模式地址：用于定义当前状态下对应需导入的模式数据表的偏移地址；

跳转步骤：用于定义状态扫描流程或结束流程后，需跳转的操作序号。

软件扫描状态表ID对应的状态变量置为有效，导入模式地址中存储的模式表到工作数据模块中执行，执行完毕后，跳出状态机，切换到状态1结束扫描状态机流程。如此按顺序扫描状态机状态进行控制。

4、CSC4工作数据模块

工作数据模块用于定义当前系统执行的工作模式以及流程，是一个存储并运行当前模式数据的模块。

本模块为预留动态空间，在程序运行过程中动态生成当前模式表的内容。状态控制数据模块根据当前状态信息动态导入当前状态的模式表到本数据模块，由数据处理解析模块扫描执行当前状态下的工作模式。

5、CSC5模式数据模块

模式数据模块用于定义当前系统中所有载荷的所有工作模式，工作流程的信息，是载荷在轨工作过程的控制序列。通过系统逻辑架构，开发架构，数据架构的统筹细化设计，将系统中所有载荷的模式进行可计算化、功能独立颗粒化细化分解设计，形成多个模式表，如图2所示，包括待机模式表，待机结束模式表，定标1模式表，定标2模式表，分步观测模式表1～N，自主观测模式表，暗背景模式表，LED自检1模式表，白光灯自检模式1，LED自检2模式表，白光灯自检模式2等，每一个轨道载荷工作流程是系统中各种模式的排列组合化，系统控制就是在各个不同的表来回切换，以达到自主控制的目标。

模式库表定义：

模式库表有表头信息+表事件内容组成；

1)表头信息部分主要包括：

模式表编号：用于定义表的索引号；

模式表步骤数：用于定义本模式下存储的事件总数；

模式表指令码类型：用于定义本模式流程时间执行类型，区分绝对时间，相对时间；

模式表流程起始时间：用于定义本模式流程开始执行的时刻。

2)表事件内容：

指令相对执行时间码：用于定义指令相对执行时间码；

时间码修正类型：用于定义是否对时间码进行修正；

指令类型：用于定义系统可识别的指令类型，如：电控箱指令；载荷指令，监控指令，OC指令等；

指令编码：用于定义系统所需的载荷编号、卫星编号以及指令索引号；

6、CSC6监控数据模块

监控数据模块用于定义监控数据的位置、策略，所有处理信息汇总在数据监控表中，由软件从该表中读取配置信息，并根据信息流进行周期作业、数据维护、数据计算，实现自主处理，智能化控制处理。

表4数据监控表格式

触发类型：用于定义数据监控功能的触发类型，包括：

69H：实验模式中执行，判断一次若超限则停止，若未超限则继续运行；

C3H：消磁模式中执行，判断一次若超限则停止，若未超限则继续运行；

3CH：吸气剂激活模式下执行，判断一次若超限则停止，若未超限则继续；

66H：上电一直监控直到超限停止监控

33H：上电判断一次若超限则停止，若未超限则继续运行

动作类型：用于定义监控数据超限的处理类型；

扫描间隔：用于定义系统扫描数据的周期，以500ms为单位，从1开始计算。

判断类型：用于定义监控数据超限的判断方式，如大于，等于，小于，不等于，大于等于以及小于等于；

判断阈值：用于定义监控数据超限判断的准则，需要比较的数值；

提取源数组类型：用于定义监控数据产生源，如工参数组提取，模拟量数组提取；

提取字节数：用于定义系统从数据源提取数据的长度，可设置1～4字节；

提取数组位置：用于定义监控数据提取位置相对首地址偏移位置(数组从0开始)

连续出错判断次数：用于定义系统需要判断的连续出错次数；

预留部分：用于扩展使用。

7、CSC7数据处理解析模块

数据处理解析模块用于基础功能的数据接收解析处理，包括载荷指令转发，载荷数据接收。如图3所示，数据存储子模块采用循环缓冲区的策略进行控制。数据接收子模块采用IO多路复用设置，通过单个线程进行多通路数据同时检测读取，减少系统开销，提高系统效率。数据解析子模块对数据存储模块的内容进行解析执行，在轨更新CSC1-CSC6数据模块内容。数据状态子模块不断扫描读取CSC1、CSC3、CSC4、CSC6数据模块内容解析执行对应的数据内容，完成整个系统多载荷多模式多流程控制。

本系统CSC1～CSC7各模块之间关系如图4所示：

CSC7数据处理解析模块中的数据解析子模块，扫描读取CSC1系统初始化参数数据模块，完成系统初始化；

CSC7数据处理解析模块扫描读取CSC6监控数据模块，完成异常数据监控功能；

CSC7数据处理解析模块扫描读取CSC3状态控制数据模块，CSC3状态控制数据模块动态调入CSC5模式数据模块中的对应的模式库表到CSC4工作数据模块；

CSC7数据处理解析模块扫描读取CSC4工作数据模块，CSC4工作数据模块根据当前模式表中的指令类型以及指令编号索引，读取CSC2多载荷指令数据模块中数据内容，完成业务逻辑的控制与执行；

本系统通过状态数据表的方式，解决了多模式、自主控制的问题。

本系统运行流程如图5所示。

步骤S1：系统扫描带时间参数的模式流程控制状态表中状态ID索引，确定当前状态机模式。

状态控制数据模块包含状态表、模式流程控制状态表。通过状态表可以进行模式信息的修改与删除；模式流程控制状态表存储着各个时间点状态控制信息。系统通过扫描带时间参数的模式流程控制状态表中状态ID索引，可以确定当前状态机模式。

步骤S2：根据当前状态机模式，通过模式流程控制状态表中动作ID以及模式地址索引，动态查找模式表库中当前模式对应的存储表。

步骤S3：将查找匹配到的模式表内容调入工作数据模块的工作流程表区，系统扫描执行工作流程表区内容。

利用本发明一种嵌入式系统载荷多模式全自主流程控制的系统进行软件开发的具体方法如下：

1)统一分析，进行可计算化的设计，将系统数据处理部分与模式流程控制部分相互独立，将基础功能和复杂逻辑业务功能独立设计；

2)定义数据处理解析硬代码模块以及数据模块；

a)根据性能、分层、扩展、依赖和耦合定义并细化数据处理硬代码模块框架；

b)根据性能、分层、扩展、依赖和耦合定义并细化数据模块的框架；

3)定义CSC1-CSC6数据模块中软件行为的库表以及库表中的行为逻辑；

4)定义CSC1-CSC6数据模块中库表格式、内容、初始态；

5)定义状态控制数据模块中状态机；

6)通过可视化界面对CSC1-CSC6数据模块的库表文件进行操作，生成数据文件，参见附图6-10；

7)CSC1-CSC6数据模块数据文件采用三模冗余的方式存放，固化到程序存储区；

8)编译构建生成软件。

本发明通过大量定义软件行为的库表与基础功能类相结合进行设计实现。针对模式多、流程多、组合多的情况，采用状态表、多模式表以及当前工作流程表相结合的策略，通过系统控制状态表，动态导入模式表到当前工作流程表区，实现复杂系统载荷自主控制。同时在代码不变的情况下，通过修改状态表库以及模式表库的方式，实现复杂业务逻辑的变更，实现快速迭代，迅速适应复杂需求变化。CSC1-CSC6数据模块通过可视化界面对各个数据模块的库表文件进行定义、重构、操作简单易行。

本发明还可提供的一种计算机设备，包括：至少一个处理器、存储器、至少一个网络接口和用户接口。该设备中的各个组件通过总线系统耦合在一起。可理解，总线系统用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。

其中，用户接口可以包括显示器、键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball)、触感板或者触摸屏等。

可以理解，本申请公开实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRate SDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DRRAM)。本文描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

在一些实施方式中，存储器存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统和应用程序。

其中，操作系统，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序，包含各种应用程序，例如媒体播放器(Media Player)、浏览器(Browser)等，用于实现各种应用业务。实现本公开实施例方法的程序可以包含在应用程序中。

在本上述的实施例中，还可通过调用存储器存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序中存储的程序或指令，处理器用于：

执行实上述方法的步骤。

上述方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行上述公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合上述公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

可以理解的是，本发明描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、数字信号处理设备(DSP Device，DSPD)、可编程逻辑设备(ProgrammableLogic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。

对于软件实现，可通过执行本发明的功能模块(例如过程、函数等)来实现本发明技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。

本发明还可提供一种非易失性存储介质，用于存储计算机程序。当该计算机程序被处理器执行时可以实现上述方法实施例中的各个步骤。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种针对航天嵌入式设备的流程控制系统，包括系统初始化参数数据模块、多载荷指令数据模块、状态控制数据模块、工作数据模块、模式数据模块、监控数据模块和数据处理解析模块；

初始化参数数据模块：用于配置系统初始化参数、多载荷多模式属性参数信息，以及多流程控制运行信息；所述初始化参数数据模块包括系统初始化数据表和载荷信息数据表；

多载荷指令数据模块：用于配置各个载荷设备所有总线控制指令的信息；

状态控制数据模块：系统状态机的总述模块，用于配置系统各个控制状态信息；

工作数据模块：用于配置当前系统执行的工作模式以及流程；

模式数据模块：用于配置当前系统中所有载荷的所有工作模式，工作流程的信息，是载荷在轨工作过程的控制序列；

监控数据模块：用于配置监控的数据的位置，策略；

数据处理解析模块：用于读取上述6个模块的数据并解析处理；

所述数据处理解析模块扫描读取所述系统初始化参数数据模块，完成系统初始化；

所述数据处理解析模块扫描读取所述监控数据模块，进行异常数据监控；

所述数据处理解析模块扫描读取所述状态控制数据模块，所述状态控制数据模块调入所述模式数据模块中的模式表数据到所述工作数据模块；

所述数据处理解析模块扫描读取所述工作数据模块，所述工作数据模块根据当前模式表中的指令类型以及指令编码，读取所述多载荷指令数据模块中数据内容，由所述数据处理解析模块完成业务逻辑的控制与执行；

所述状态控制数据模块包括状态表和模式流程控制状态表；

所述状态控制数据模块通过读取所述模式流程控制状态表配置信息，从所述模式数据模块组装出每一轨道差异化的载荷控制系统；

所述系统的控制方法包括：

步骤（S1）：扫描带时间参数的模式流程控制状态表中状态ID索引，确定当前状态机模式；

步骤（S2）：根据当前状态机模式，通过模式流程控制状态表中动作ID以及模式地址，动态查找模式表库中当前模式对应的存储表；

步骤（S3）：将查找匹配到的模式表内容调入工作流程表区，扫描并执行工作流程表区内容；

状态控制数据模块的状态表的参数状态定义包括：出入阴影状态、出入阴影指令识别状态、待机状态、观测1~N状态、定标1状态、定标2状态、暗背景状态、自检LED状态、自检白光灯状态、LVDS使能状态和自主观测控制状态；

所述系统初始化数据表内容包括：数据存放地址、工作模式、轨道周期、是否有出入阴影状态、FPGA控制信息、模拟量控制信息、中断监控时间间隔、中断监控次数和预留；

所述载荷信息数据表内容包括：数据存放地址、载荷通道码字、载荷通信开始时间、自主控制模式参数总数、自主控制模式参数序号、出阴影延迟时间、太阳定标延迟时间、漫反射板1定标时间、满反射板2定标时间、进阴影延迟时间、暗背景采集时间、LED自检时间、白光灯自检时间1和灰度值判断均值上下限；

所述状态表的参数状态包括：出入阴影状态、出入阴影指令识别状态、待机状态、观测1~N状态、定标1状态、定标2状态、暗背景状态、自检LED状态、自检白光灯状态、LVDS使能状态和自主观测控制状态；

所述模式流程控制状态表内容包括：地址、指令编码、时间码、状态ID、动作ID、模式地址和跳转步骤；

所述模式数据模块包括多个模式表，所述模式表包括表头信息和表事件；

所述表头信息包括：模式表编号、模式表步骤数、模式表指令码类型和模式表流程起始时间；

所述表事件内容包括：指令相对执行时间码、时间码修正类型、指令类型和指令编码；

所述模式表包括：待机模式表，待机结束模式表，定标1模式表，定标2模式表，分步观测模式表1~N，自主观测模式表，暗背景模式表，LED自检1模式表，白光灯自检模式1表，LED自检2模式表和白光灯自检模式2表；

所述监控数据模块内容包括：触发类型、动作类型、扫描间隔、判断类型、判断阈值、提取源数组类型、提取字节数、提取数组位置、连续出错判断次数和预留部分。

2.根据权利要求1所述的针对航天嵌入式设备的流程控制系统，其特征在于，所述多载荷指令数据模块通过RS422/RS485总线将指令发送给载荷设备。

3.根据权利要求2所述的针对航天嵌入式设备的流程控制系统，其特征在于，所述多载荷指令数据模块包括至少1个载荷指令表；所述载荷指令表内容包括：数据存放地址、指令编号、指令内容和说明。

4.根据权利要求1所述的针对航天嵌入式设备的流程控制系统，其特征在于，所述工作数据模块由工作流程表组成。

5.根据权利要求1所述的针对航天嵌入式设备的流程控制系统，其特征在于，所述数据处理解析模块包括数据接收子模块、数据存储子模块、数据解析子模块和数据状态子模块。

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