CN117555725A - 箭载计算机故障后的恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种箭载计算机故障后的恢复方法，包括：箭载计算机在复位时检测感应信号，如果检测不到有效感应信号，箭载计算机开始执行数据恢复，如检测到有效感应信号，箭载计算机进入正常初始化流程；所述感应信号来自感应装置。通过检测来自感应装置的感应信号，根据感应信号判断是否能够执行数据恢复，避免因错误判断进行数据恢复，从而达到数据恢复触发信号可信度高的目的。

Description

箭载计算机故障后的恢复方法

技术领域

本发明属于箭载计算机技术领域，尤其是涉及一种箭载计算机故障后的恢复方法。

背景技术

箭载计算机是安装在弹/箭上通过输出控制指令控制执行机构来达到控制弹/箭飞行姿态的装置。弹/箭飞行过程中，箭载计算机承担着导航、制导、姿控的任务。一旦箭载计算机出现故障，飞行任务即告失败。现有方案通常侧重于如何保证箭载计算机的稳定运行，通常不考虑不幸出现故障时如何补救，一旦故障出现则承认飞行失败。

箭载计算机发生故障时，一般表现为宕机或不能按照预定的程序执行。外部看门狗电路会对箭载计算机进行复位重启。重启后，可恢复正常运行。

公开号为CN115658389A的专利中，公开了一种航空软件启动时的非易失存储区访问处理方法和装置):系统启动后，记录本次启动在FPGA的上电标志和DSP复位寄存器的上电标志值，软件运行周期中，根据软件数据在FPGA的RAM和FLASH非易失存储区的存储特性，完成数据的实时存储和映射，系统重新启动时，针对系统在上电、复位、短时频繁复位等特定工况下，对数据恢复的不同要求，采用Recall处理策略，对系统启动方式进行读取和判断，以对数据的恢复方式进行决策，并通过DSP读取决策值进行运算。

该方案利用FPGA的存储资源，对特定工况的数据恢复进行决策和执行，其方法并非完全可靠，存在以下问题：

1）数据恢复决策依赖于FPGA中存储的标志位，如果该标志位被异常修改（电压下降时写存储器结果不可预知、程序跑飞时写数据不可预知）将产生错误的判断；

2）在写非易失存储器时重启，将导致数据不完整或无效。

而恢复错误或不完整的数据对于弹/箭来说可能导致灾难性的后果，比如，发射之前的发动机异常点火，可能导致人员伤亡。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种箭载计算机故障后的恢复方法，至少部分的解决现有技术中存在的在数据恢复时产生错误判断问题。

本公开实施例提供了一种箭载计算机故障后的恢复方法，包括：

箭载计算机在复位时检测感应信号，如果检测不到有效感应信号，箭载计算机开始执行数据恢复，如检测到有效感应信号，箭载计算机进入正常初始化流程；

所述感应信号来自感应装置。

可选的，所述感应装置包括霍尔感应装置、光电开关感应装置或馈线感应装置。

可选的，所述霍尔感应装置，包括磁铁和霍尔器件，所述磁铁嵌入发射架上，所述霍尔器件设置在弹箭上，当弹箭处于发射架上时，霍尔器件处于闭合状态，此时禁止数据恢复，弹箭离架时，霍尔器件处于开启状态，此时能执行数据恢复操作。

可选的，所述箭载计算机周期性的将状态数据写入外部非易失存储器，当箭载计算机执行数据恢复时，从外部非易失存储器中读取状态数据。

可选的，外部非易失存储器中的数据存储结构，包括：

0x55AA55AA、记录号、状态数据、校验和0xAA55AA55，0x55AA55AA和0xAA55AA55分别位于起始端和结束端，所述记录号为32Bit无符号数。

可选的，外部非易失存储器中数据存储规则包括：

每次正常初始化时，清空外部非易失存储器数据，记录号重置为0，由存储区域0开始写入状态数据，每一周期记录号加1，且将最新的状态信息存储到记录编号低5位所指示的位置。

可选的，当箭载计算机执行数据恢复时，包括：

当检测到数据需要恢复时，读取外部非易失存储器数据记录，寻找记录号最大的存储记录，并判断数据是否完整，校验是否正确；

如果数据完整且校验正确就采用此数据恢复，否则将该数据置为无效数据，继续寻找除无效数据外记录号最大的存储记录进行数据恢复。

可选的，所述判断数据是否完整，包括判断存储区域最后写入的0xAA55AA55是否存在，如存在则证明数据存储完整。

可选的，数据恢复时不预测最大有效记录号，每次均从非无效数据中搜索最大有效记录号。

可选的，所述光电开关感应装置，包括：红外光源和红外传感器，所述红外光源安装在发射架上，所述红外传感器安装在弹箭上。

本发明提供的箭载计算机故障后的恢复方法，通过检测来自感应装置的感应信号，根据感应信号判断是否能够执行数据恢复，避免因错误判断进行数据恢复，从而达到数据恢复触发信号可信度高的目的。

而通过循环存储连续写入状态数据，当出现因重启未写完整的情况时，采用向前回溯的方式寻找最后写入完整且正确的状态数据进行恢复，保障数据的完整性、准确性。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为本公开实施例提供的霍尔器件的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的存储区域划分示意图；

图3为本公开实施例提供的数据存储结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

应当明确，以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图示中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

本实施例公开了一种箭载计算机故障后的恢复方法，包括：

箭载计算机在复位时检测感应信号，如果检测不到有效感应信号，箭载计算机开始执行数据恢复，如检测到有效感应信号，箭载计算机进入正常初始化流程；

所述感应信号来自感应装置。

可选的，所述感应装置包括霍尔感应装置、光电开关感应装置或馈线感应装置。

可选的，所述霍尔感应装置，包括磁铁和霍尔器件，所述磁铁嵌入发射架上，所述霍尔器件设置在弹箭上，当弹箭处于发射架上时，霍尔器件处于闭合状态，此时禁止数据恢复，弹箭离架时，霍尔器件处于开启状态，此时能执行数据恢复操作。

通过霍尔器件来生成用于恢复数据决策的外部信号。当由磁铁靠近霍尔器件时，霍尔器件处于闭合状态，电信号可通过霍尔器件形成回路，记为有效信号。当没有磁体靠近霍尔器件时，霍尔器件处于开启状态，电信号无法通过霍尔器件形成回路，记为无效信号。

在具体的应用场景中，如图1所示，在发射架合适的位置嵌入磁铁，当弹箭处于发射架上时，霍尔器件处于闭合状态，此时禁止数据恢复。弹箭离架时，霍尔器件处于开启状态，此时可执行数据恢复操作。

箭载计算机仅在复位时判断此信号是否有效，如果检测不到有效信号，则开始执行数据恢复，否则进入正常的初始化流程。

可选的，所述箭载计算机周期性的将状态数据写入外部非易失存储器，当箭载计算机执行数据恢复时，从外部非易失存储器中读取状态数据。

可选的，外部非易失存储器中的数据存储结构，包括：

0x55AA55AA、记录号、状态数据、校验和0xAA55AA55，0x55AA55AA和0xAA55AA55分别位于起始端和结束端，所述记录号为32Bit无符号数。

可选的，外部非易失存储器中数据存储规则包括：

每次正常初始化时，清空外部非易失存储器数据，记录号重置为0，由存储区域0开始写入状态数据，每一周期记录号加1，且将最新的状态信息存储到记录编号低5位所指示的位置。

可选的，当箭载计算机执行数据恢复时，包括：

当检测到数据需要恢复时，读取外部非易失存储器数据记录，寻找记录号最大的存储记录，并判断数据是否完整，校验是否正确；

如果数据完整且校验正确就采用此数据恢复，否则将该数据置为无效数据，继续寻找除无效数据外记录号最大的存储记录进行数据恢复。

可选的，所述判断数据是否完整，包括判断存储区域最后写入的0xAA55AA55是否存在，如存在则证明数据存储完整。

可选的，数据恢复时不预测最大有效记录号，每次均从非无效数据中搜索最大有效记录号。

可选的，所述光电开关感应装置，包括：红外光源和红外传感器，所述红外光源安装在发射架上，所述红外传感器安装在弹箭上。

使用光电开关需要注意避光，在发射架上安装红外光源，使用红外传感器代替霍尔器件。使用馈线则依赖发动机的力量，将馈线从易断处扯断。从而可以按照预期反馈给箭载计算机不同的信号。

循环存储：

状态数据内容

弹箭程序在执行过程中，周期性的将状态数据写入外部非易失存储器MB85RS256BPNF-G-JNERE1（只要是非易失存储器都可以实现此功能，此处仅为示例，不做具体限制）。状态数据包括但不限于导航数据如俯仰角、偏航角、滚转角、射程、高度、侧向偏差等，计算中间量如过渡矩阵、积分值等。

存储空间划分：

状态数据的存储采用循环存储的方式，如图2所示，MB85RS256BPNF-G-JNERE1为256K Bit的FRAM存储器，本方案适应性的根据需要将FRAM存储器分割为32份，每一份为8KBit大小。此大小可根据实际情况适应性的调整。

如果所存储数据大小超过8K Bit，则可以适应性的将FRAM存储器分割为16份，大小超过16K Bit则分割为8份，以此类推。存储数据超过128K Bit可选用更高容量的非易失存储器。

数据存储结构如图3所示：

存储结构大小固定为图 2中划分存储区域的大小，存储结构两端分别为0x55AA55AA和0xAA55AA55，记录号为32Bit无符号数，中间（8K-32×4）Bit为用户状态数据存储位置，未使用的部分默认为0，校验为32位无符号数，校验区域为中间（8K-32×4）Bit的区域，校验方法可以选用和校验也可以选用任何校验方法，其目的仅是保证所存储的数据是正确的。存储数据时，首先将整个区域擦除，再由上至下将数据写入。

数据存储规则

每次正常初始化时，程序清空外部非易失存储器数据，记录编号重置为0，由存储区域0开始写入状态数据，每一周期记录编号加1，且将最新的状态信息存储到记录编号低5位所指示的位置。例如记录编号为17，其二进制表示为00010001B，低5位10001B表示17，则存储到存储区域17，写入数据结构的记录号为17。又如记录编号为998，其二进制表示为001111100110B，低5位00110B表示6，则存储到存储区域6,写入数据结构的记录号为998。

32位记录编号可用范围为0~2³²-1，按照5ms周期进行存储，其可连续运行时间为5965.232小时，满足大部分弹箭的飞行需求。对于飞行时间超过8个月的飞行器，可选用64位记录编号，几乎满足所有飞行器生命周期内的飞行需求。

数据恢复：

数据存储时，每一个存储区域都是先擦除后从上至下而写，故，如果存储区域最后写入的0xAA55AA55存在，则证明数据存储完整，如果校验正确则证明数据存储正确。

当检测到数据需要恢复时，程序读取外部非易失存储器数据记录，寻找记录号最大的存储记录，并判断数据是否完整，校验是否正确。如果数据完整且校验正确就采用此数据恢复，否则将该数据置为无效数据，继续寻找除无效数据外记录号最大的存储记录进行数据恢复。

极端情况下，可能存在因低压导致连续写失败的情况，所以此处不对最大有效记录号进行预测，每次都是从非无效数据中搜索。

数据恢复后，箭载计算机按照恢复后的状态继续运行。至于箭载计算机重启时产生的导航数据偏差可以依赖于加计与卫星导航数据进行修正，重启时产生的姿态偏差依赖于姿控系统的鲁棒性。

以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。

在本公开中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

另外，如在此使用的，在以“至少一个”开始的项的列举中使用的“或”指示分离的列举，以便例如“A、B或C的至少一个”的列举意味着A或B或C，或AB或AC或BC，或ABC（即A和B和C）。此外，措辞“示例的”不意味着描述的例子是优选的或者比其他例子更好。

还需要指出的是，在本公开的系统和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。

可以不脱离由所附权利要求定义的教导的技术而进行对在此所述的技术的各种改变、替换和更改。此外，本公开的权利要求的范围不限于以上所述的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法和动作的具体方面。可以利用与在此所述的相应方面进行基本相同的功能或者实现基本相同的结果的当前存在的或者稍后要开发的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。因而，所附权利要求包括在其范围内的这样的处理、机器、制造、事件的组成、手段、方法或动作。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种箭载计算机故障后的恢复方法，其特征在于，包括：

箭载计算机在复位时检测感应信号，如果检测不到有效感应信号，箭载计算机开始执行数据恢复，如检测到有效感应信号，箭载计算机进入正常初始化流程；

所述感应信号来自感应装置。

2.根据权利要求1所述箭载计算机故障后的恢复方法，其特征在于，所述感应装置包括霍尔感应装置、光电开关感应装置或馈线感应装置。

3.根据权利要求2所述箭载计算机故障后的恢复方法，其特征在于，所述霍尔感应装置，包括磁铁和霍尔器件，所述磁铁嵌入发射架上，所述霍尔器件设置在弹箭上，当弹箭处于发射架上时，霍尔器件处于闭合状态，此时禁止数据恢复，弹箭离架时，霍尔器件处于开启状态，此时能执行数据恢复操作。

4.根据权利要求1所述箭载计算机故障后的恢复方法，其特征在于，所述箭载计算机周期性的将状态数据写入外部非易失存储器，当箭载计算机执行数据恢复时，从外部非易失存储器中读取状态数据。

5.根据权利要求4所述箭载计算机故障后的恢复方法，其特征在于，外部非易失存储器中的数据存储结构，包括：

0x55AA55AA、记录号、状态数据、校验和0xAA55AA55，0x55AA55AA和0xAA55AA55分别位于起始端和结束端，所述记录号为32Bit无符号数。

6.根据权利要求5所述箭载计算机故障后的恢复方法，其特征在于，外部非易失存储器中数据存储规则包括：

每次正常初始化时，清空外部非易失存储器数据，记录号重置为0，由存储区域0开始写入状态数据，每一周期记录号加1，且将最新的状态信息存储到记录编号低5位所指示的位置。

7.根据权利要求6所述箭载计算机故障后的恢复方法，其特征在于，当箭载计算机执行数据恢复时，包括：

当检测到数据需要恢复时，读取外部非易失存储器数据记录，寻找记录号最大的存储记录，并判断数据是否完整，校验是否正确；

如果数据完整且校验正确就采用此数据恢复，否则将该数据置为无效数据，继续寻找除无效数据外记录号最大的存储记录进行数据恢复。

8.根据权利要求7所述箭载计算机故障后的恢复方法，其特征在于，所述判断数据是否完整，包括判断存储区域最后写入的0xAA55AA55是否存在，如存在则证明数据存储完整。

9.根据权利要求7所述箭载计算机故障后的恢复方法，其特征在于，数据恢复时不预测最大有效记录号，每次均从非无效数据中搜索最大有效记录号。

10.根据权利要求2所述箭载计算机故障后的恢复方法，其特征在于，所述光电开关感应装置，包括：红外光源和红外传感器，所述红外光源安装在发射架上，所述红外传感器安装在弹箭上。