CN117873749A - 一种机载计算机智能平台管理总线系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机载计算机软件技术领域，提供一种机载计算机智能平台管理总线系统，所述系统包括：智能平台管理总线接口，所述智能平台管理总线接口包括初始化接口、消息发送接口、消息接收接口、状态查询接口；智能平台管理总线管理程序，智能平台管理总线管理程序独立于所述智能平台管理总线的物理总线设置；物理总线，所述智能平台管理总线管理程序通过所述智能平台管理总线接口实现与所述物理总线的数据通信。本发明通过将不同物理总线封装为相同的面向IPMB管理程序的接口，通过统一的IPMB管理程序实现IPMB协议规定的功能，防止IPMB因为IIC总线故障而瘫痪，提高了IPMI系统的稳定性。

Description

一种机载计算机智能平台管理总线系统

技术领域

本发明涉及机载计算机软件技术领域，特别涉及一种机载计算机智能平台管理总线系统。

背景技术

飞机故障诊断与健康管理(Prognostics and Health Management，PHM)技术是机载计算机维护的主要组成部分。随着PHM技术不断发展，规范化、标准化的重要性愈发凸显，智能平台管理接口(Intelligent Platform Management Interface,IPMI)标准开始被越来越多地应用于PHM。

智能平台管理总线(Intelligent Platform Management Bus,IPMB)是IPMI的重要组成部分，是IPMI标准中各个模块间通信的主要方式。传统的IPMB总线是两条并行的基于内部集成电路(Inter-Integrated Circuit,IIC)的总线，两条总线互为备份，一条总线故障或忙碌时设备可以通过另一条总线收发数据。然而现有技术中，对于机载计算机而来说，这种实现方式存在三个问题。

第一，虽然存在两条互为备份的总线，但两条总线都是基于IIC的。一旦IIC发生了故障，或处于极端工作环境导致IIC总线无法工作，两条IPMB总线都会瘫痪，这将导致整个IPMI系统的瘫痪；

第二，并非所有的硬件都具备良好的IIC硬件支持，部分硬件的IIC功能并不稳定，难以用于机载计算机这种高可靠性要求的场景；

第三，IPMI标准并非为机载计算机设计的标准，因此许多设计并未考虑到机载计算机的场景特点。就IPMB总线而言，传统的IPMB总线只有两条互为备份的总线，这种配置的可靠性对于大部分应用场景已经足够，但对于有着极高的可靠性要求的机载计算机场景可能无法满足需求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种机载计算机智能平台管理总线系统，以解决现有技术中智能平台管理总线无法满足机载计算机的可靠性要求的技术问题。

本发明提供的一种机载计算机智能平台管理总线系统，具体包括：

智能平台管理总线接口，所述智能平台管理总线接口包括初始化接口、消息发送接口、消息接收接口、状态查询接口；

智能平台管理总线管理程序，智能平台管理总线管理程序独立于所述智能平台管理总线的物理总线设置；

物理总线，所述智能平台管理总线管理程序通过所述智能平台管理总线接口实现与所述物理总线的数据通信。

进一步的，所述智能平台管理总线管理程序通过所述智能平台管理总线接口实现与所述物理总线的数据通信过程中，所述智能平台管理总线管理程序实现的功能包括消息发送功能、消息接收功能、总线重启功能。

进一步的，所述系统的架构方法包括：

定义所述智能平台管理总线接口；

编写所述智能平台管理总线管理程序，使得所述智能平台管理总线管理程序实现所述消息发送功能、所述消息接收功能、所述总线重启功能；

将I2C总线接口、CAN总线接口封装为所述智能平台管理总线接口；

将封装好的所述智能平台管理总线接口关联到智能平台管理总线管理程序中。

进一步的，所述将CAN总线接口封装为所述智能平台管理总线接口，包括：

基于数据发送函数接口，发送一包消息通知包，并打开CAN发送中断，所述CAN发送中断功能进行发送中断服务函数的调用；

将数据发送逻辑写入所述发送中断服务函数中，基于所述发送中断服务函数完成消息的分包发送；

将所述数据接收逻辑写入接收中断回调函数，基于所述接收中断回调函数将接受到的消息合包后写入所述智能平台管理总线管理程序提供的接收缓冲中；

提供所述状态查询接口，通过读取标准库提供的句柄判断CAN总线当前状态；

提供所述初始化接口，调用所述标准库提供的CAN初始化函数对CAN总线进行初始化；

存储地址转换表，所述地址转换表用于所述智能平台管理总线地址与CAN物理地址之间的转换，当CAN总线接收到所述智能平台管理总线消息时，在所述地址转换表中寻找所述智能平台管理总线消息的地址是否已经存在，如果不存在则将所述智能平台管理总线消息的地址与所述CAN物理地址的对应关系写入所述地址转换表。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本发明提供了一种机载计算机智能平台管理总线系统，将不同物理总线封装为相同的面向IPMB管理程序的接口，通过统一的IPMB管理程序实现IPMB协议规定的消息发送、消息接收等功能，防止IPMB因为IIC总线故障而瘫痪，提高了IPMI系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的机载计算机智能平台管理总线系统架构图；

图2是本发明实施例提供的IPMB管理程序消息发送功能流程图；

图3是本发明实施例提供的IPMB管理程序消息接收功能流程图；

图4是本发明实施例提供的IPMB管理程序总线重启功能流程图；

图5是本发明实施例提供的基于CAN总线的IPMB消息发送接口流程图；

图6是本发明实施例提供的CAN总线的发送中断服务函数流程图；

图7是本发明实施例提供的基于CAN总线的IPMB消息接收接口流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，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申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请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，在没有背离本申请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。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本发明提供了一种机载计算机智能平台管理总线系统，将不同物理总线封装为相同的面向IPMB管理程序的接口，通过统一的IPMB管理程序实现IPMB协议规定的消息发送、消息接收等功能，防止IPMB因为IIC总线故障而瘫痪，提高了IPMI系统的稳定性。

根据图1所示，本实施例提供的一种机载计算机智能平台管理总线系统，具体包括：智能平台管理总线接口，所述智能平台管理总线接口包括初始化接口、消息发送接口、消息接收接口、状态查询接口；智能平台管理总线管理程序，智能平台管理总线管理程序独立于所述智能平台管理总线的物理总线设置；物理总线，所述智能平台管理总线管理程序通过所述智能平台管理总线接口实现与所述物理总线的数据通信。

具体而言，本实施例提供的智能平台管理总线Intelligent PlatformManagement Bus,IPMB)系统的接口包括四个部分：消息发送接口，其输入为待发送数据指针、数据长度、目的地址，该接口能够完成数据发送，并在发送结束之后将发送是否成功的结果写入被发送的消息的状态中；消息接收接口，能够在收到消息时触发中断，并将收到的消息填入IPMB接收缓冲；状态读取接口，可以读取当前物理线路状态，包括当前是否空闲、是否故障等等；总线初始化接口。智能平台管理总线管理程序基于架构中规定的IPMB接口进行编写，所述物理总线包括I2C总线和CAN总线，通过分别将I2C总线封装为架构中规定的IPMB接口、将CAN总线封装为架构中规定的IPMB接口，使得智能平台管理总线管理程序通过所述智能平台管理总线接口实现与所述物理总线的数据通信。

进一步的，所述智能平台管理总线管理程序通过所述智能平台管理总线接口实现与所述物理总线的数据通信过程中，所述智能平台管理总线管理程序实现的功能包括消息发送功能、消息接收功能、总线重启功能。

进一步的，所述系统的架构方法包括：

步骤S100：定义所述智能平台管理总线接口；

步骤S200：编写所述智能平台管理总线管理程序，使得所述智能平台管理总线管理程序实现所述消息发送功能、所述消息接收功能、所述总线重启功能；

步骤S300：将I2C总线接口、CAN总线接口封装为所述智能平台管理总线接口；

步骤S400：将封装好的所述智能平台管理总线接口关联到智能平台管理总线管理程序中。

具体而言，步骤S200中，基于规定的IPMB接口，实现IPMB管理程序的消息发送功能，如图2所示。消息发送功能函数会遍历整个发送缓冲，依次处理每一条发送缓冲中的消息。对于每一条消息，首先判断其消息收发定时器是否已经启动并且到时，如果已经启动并且到时则将该消息的状态标志为“发送失败”。然后根据该消息的状态进行不同处理，如果消息状态为“待发送”则判断当前有无空闲的IPMB线路，如果有选择一个空闲线路通过其消息发送接口发送该消息并启动消息收发定时器，如果没有则将该消息的状态标志为“发送失败”；如果消息状态为“发送中”则不作处理；如果消息状态为“发送失败”则进行消息重发，如果重发一定次数后仍然失败则放弃重发并通知应用程序该消息发送失败。

基于规定的IPMB接口，实现IPMB管理程序的消息接收功能，如图3所示。消息接收功能函数会遍历整个接收缓冲，依次处理每一条接收缓冲中的消息。对于每一条消息，首先判断其当前状态是否为“接收完毕”，若不是则跳过该消息，否则计算并判断其校验和是否正确，若不正确则删除该消息，否则对该消息进行解析。首先判断该消息是请求消息还是应答消息，若为请求消息则将该消息传递给对应的应用程序，根据应用程序返回的结果组装应答消息并回发；若为应答消息则在发送缓冲中寻找对应的请求消息，将应答消息的内容传递给发送请求消息的应用。

基于规定的IPMB接口，实现IPMB管理程序的总线重启功能，如图4所示。总线重启功能函数会遍历所有的IPMB总线，通过状态查询判断当前总线是否存在故障，如果存在则启动故障修复定时器，如果在故障修复定时器到时前故障消息则关闭定时器，否则通过总线初始化接口重新初始化该总线。

进一步而言，步骤S300中，将I2C总线接口封装为架构中规定的IPMB接口。第一，提供一个数据发送函数接口，该函数直接调用标准库提供的I2C发送函数完成发送，并根据发送结果设置消息发送状态；第二，将数据接收逻辑写入I2C的接收中断回调函数，触发中断时将收到的数据直接写入IPMB接收缓冲；第三，提供设置与读取当前物理线路状态的接口，通过读取标准库提供的句柄判断I2C总线当前状态。第四，提供一个总线初始化接口，直接调用标准库提供的I2C初始化函数即可。

进一步的，所述将CAN总线接口封装为所述智能平台管理总线接口，包括如下步骤：

1、基于数据发送函数接口，发送一包消息通知包，并打开CAN发送中断，所述CAN发送中断功能进行发送中断服务函数的调用；

2、将数据发送逻辑写入所述发送中断服务函数中，基于所述发送中断服务函数完成消息的分包发送；

3、将所述数据接收逻辑写入接收中断回调函数，基于所述接收中断回调函数将接受到的消息合包后写入所述智能平台管理总线管理程序提供的接收缓冲中；

4、提供所述状态查询接口，通过读取标准库提供的句柄判断CAN总线当前状态；

5、提供所述初始化接口，调用所述标准库提供的CAN初始化函数对CAN总线进行初始化；

6、存储地址转换表，所述地址转换表用于所述智能平台管理总线地址与CAN物理地址之间的转换，当CAN总线接收到所述智能平台管理总线消息时，在所述地址转换表中寻找所述智能平台管理总线消息的地址是否已经存在，如果不存在则将所述智能平台管理总线消息的地址与所述CAN物理地址的对应关系写入所述地址转换表。

进一步而言，基于CAN总线实现IPMB数据发送接口，其输入为待发送消息指针，消息长度和IPMB目的地址，其功能为通过CAN总线完成消息的发送。由于CAN总线一次只能发送至多8个字节，往往无法一次性发完一条IPMB消息，故采用中断的方式分包发送，并且在发送消息之前先发送一包消息通知包，用于通知对方即将发送新消息并告知消息长度与源地址。为CAN总线提供一个地址转换表，用于存储IPMB总线地址与CAN物理地址之间的对应关系。根据图5所示，IPMB数据发送函数首先判断当前CAN总线是否无故障且空闲，如果存在故障或总线正忙则将待发送消息的状态标志为“发送失败”并结束，否则判断待发送消息的目的地址是否存在于地址转换表中，如果不存在则将待发送消息的状态标志为“发送失败”并结束，否则开始进行消息发送。首先将待发送消息的指针存入CAN发送指针，并将已发送长度设置为0，将IPMB目的地址转换为CAN地址，然后将待发送消息的长度与源IPMB地址写入消息通知包并通过CAN总线发送到目标机，最后打开CAN总线发送中断，通过中断服务函数完成消息的发送。

实现CAN总线的发送中断服务函数，如图6所示。当CAN总线发送中断触发时，CAN总线的发送中断服务函数会被调用。CAN总线的发送中断服务函数首先判断发送指针是否为空，如果为空则关闭发送中断并结束，否则判断当前总线是否无故障且空闲，如果存在故障或总线正忙则结束，否则开始进行消息发送。从待发送消息中取至多8个字节组成1包并发送，然后将本次发送的数据长度累加到已发送长度变量上，然后根据已发送长度是否等于消息总长度判断是否发送完毕，如果发送未完毕则结束，如果发送完毕则将待发送消息的状态标志为“发送完成”并关闭CAN总线发送中断。

基于CAN总线实现IPMB消息接收接口，如图7所示。当CAN总线收到新的数据时，会触发CAN总线接收中断并调用IPMB消息接收接口函数。IPMB消息接收接口函数首先判断收到的消息是否为消息通知包，如果是消息通知包则将接收中标志置为1并将消息通知包中的源地址和消息长度信息记录下来，并清空CAN接收缓冲区，然后判断该消息的IPMB源地址是否存在与地址转换表中，如果不存在则将该消息的IPMB源地址和CAN地址写入地址转换表。如果收到的不是消息通知包，则收到的是数据包，首先判断接收中标志是否为1，如果不是则丢弃该数据包并结束，否则将收到的数据写入CAN接收缓冲，然后根据已经收到的数据长度是否等于总长度判断是否接收完成，如果接收未完成则结束，否则将收到的数据组成一个完成的IPMB消息并写入IPMB接收缓冲，然后将接收中标志置为0并结束。

基于CAN总线实现初始化接口与状态查询接口。状态查询接口通过读取标准库提供的句柄来实现，初始化接口通过调用标准库提供的CAN初始化函数来实现。

最后，将封装好的基于I2C、CAN的IPMB接口关联到IPMB管理程序下，完成智能平台管理总线系统的实现。

本发明实施例实现了如下技术效果：

本发明提出了一种机载计算机智能平台管理总线系统，将不同物理总线封装为相同的面向IPMB管理程序的接口，通过统一的IPMB管理程序实现IPMB协议规定的消息发送、消息接收等功能，使得IPMB可以基于不同的物理线路实现，防止IPMB因为IIC总线故障而瘫痪，提高了IPMI系统的稳定性，并且可以提高备用的物理线路数量，进一步满足了机载计算机PHM的可靠性要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种机载计算机智能平台管理总线系统，其特征在于，所述系统包括：

智能平台管理总线接口，所述智能平台管理总线接口包括初始化接口、消息发送接口、消息接收接口、状态查询接口；

智能平台管理总线管理程序，智能平台管理总线管理程序独立于所述智能平台管理总线的物理总线设置；

物理总线，所述智能平台管理总线管理程序通过所述智能平台管理总线接口实现与所述物理总线的数据通信。

2.权利要求1所述的一种机载计算机智能平台管理总线系统，其特征在于，所述系统还包括：

所述智能平台管理总线管理程序通过所述智能平台管理总线接口实现与所述物理总线的数据通信过程中，所述智能平台管理总线管理程序实现的功能包括消息发送功能、消息接收功能、总线重启功能。

3.根据权利要求2所述的一种机载计算机智能平台管理总线系统，其特征在于，所述系统的架构方法包括：

定义所述智能平台管理总线接口；

编写所述智能平台管理总线管理程序，使得所述智能平台管理总线管理程序实现所述消息发送功能、所述消息接收功能、所述总线重启功能；

将I2C总线接口、CAN总线接口封装为所述智能平台管理总线接口；

将封装好的所述智能平台管理总线接口关联到智能平台管理总线管理程序中。

4.根据权利要求3所述的一种机载计算机智能平台管理总线系统，其特征在于，所述将CAN总线接口封装为所述智能平台管理总线接口，包括：

基于数据发送函数接口，发送一包消息通知包，并打开CAN发送中断，所述CAN发送中断功能进行发送中断服务函数的调用；

将数据发送逻辑写入所述发送中断服务函数中，基于所述发送中断服务函数完成消息的分包发送；

将所述数据接收逻辑写入接收中断回调函数，基于所述接收中断回调函数将接受到的消息合包后写入所述智能平台管理总线管理程序提供的接收缓冲中；

提供所述状态查询接口，通过读取标准库提供的句柄判断CAN总线当前状态；

提供所述初始化接口，调用所述标准库提供的CAN初始化函数对CAN总线进行初始化；

存储地址转换表，所述地址转换表用于所述智能平台管理总线地址与CAN物理地址之间的转换，当CAN总线接收到所述智能平台管理总线消息时，在所述地址转换表中寻找所述智能平台管理总线消息的地址是否已经存在，如果不存在则将所述智能平台管理总线消息的地址与所述CAN物理地址的对应关系写入所述地址转换表。