一種三余度計算機通道故障邏輯算法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于航空電子飛控系統領域，具體涉及一種三余度計算機通道故障邏輯算 法。
【背景技術】
[0002] 飛行控制計算機是數字電傳飛行控制系統的核心部件，然而單余度數字電傳飛行 控制系統的可靠性相比于機械操縱系統大大降低，為提高系統的安全性和任務可靠性，目 前飛行控制計算機多采用多余度技術（通常采用三余度或四余度配置）。對于無人作戰飛 機，從系統可靠性指標、重量、體積、功耗、費用和系統復雜性等多方面綜合考慮，目前多采 用三余度電傳飛行控制系統。余度技術的核心是余度管理，余度管理策略的設計與實現是 余度系統設計的重要組成部分，在一定程度上決定著系統設計的優劣。對于三余度飛行控 制計算機，輸入和輸出信號可以通過中央處理器（CPU)內余度管理軟件的監控表決算法實 現信號正常或故障的判斷，并對故障進行識別、隔離、申報及重構等，而對于CPU本身如果 由CPU自己來判斷正常或故障，判斷結果往往是不可靠的，因此對于CPU本身以及計算機本 通道的正常或故障的判斷，需要采用專門硬件實現通道故障邏輯算法來判斷。
【發明內容】
[0003] 為克服相關技術中存在的問題，本發明提供了一種三余度計算機的通道故障邏輯 算法，算法由專門的硬件電路實現，通過特定的算法分別對計算機內的電源、看門狗定時 器、計算機輸出指令、同步、CPU自監控結果等進行判斷，再將判斷結果按照預先指定的故障 邏輯關系算法進行綜合，來監控計算機。
[0004] 本發明三余度計算機通道故障邏輯算法，通過對以下A、B、C、D四個故障進行邏輯 與運算來判斷某一計算機通道故障進行邏輯判斷：
[0005]A、判斷電源監控故障；
[0006]B、判斷看門狗監控故障；
[0007]C、判斷自身CPU故障；
[0008]D、獲取其余兩個通道對本通道CPU故障的邏輯判斷，
[0009] 其中，其余兩個通道對本通道CPU故障的判斷均為故障時，則置D為故障，否則置D為正常；當A、B、C、D均為正常時，才置該通道為正常，否則該通道為故障。
[0010] 優選的是，所述自身CPU故障包括同步監控故障、計算機輸出指令監控故障和CPU自監控故障中的至少一種故障。
[0011] 在上述任一方案中優選的是，通過硬件檢測二次電源電壓是否在設備安全有效的 范圍內進行所述電源監控故障的判斷。
[0012] 在上述任一方案中優選的是，所述計算機輸出指令監控故障包括計算機對三個通 道解算的控制律舵面指令進行監控，所述指令通過AINC659總線獲得。
[0013] 在上述任一方案中優選的是，所述計算機輸出指令監控故障時，當三余度信號均 有效但輸出結果不同時，采用如下方式進行故障邏輯判斷：
[0014]a)計算三余度有效信號最大值與最小值之間的差值；
[0015]b)若最大與最小信號之差小于故障門限，則將各通道奇異和非奇異故障計數器清 零；
[0016] c)若最大與最小信號之差大于故障門限，則需計算相鄰兩兩信號的差值；
[0017] d)通過相鄰兩兩信號的差值判斷全部信號狀態。
[0018] 在上述任一方案中優選的是，所述同步監控故障采用"雙握手"算法來保證通道間 任務同步，兩次握手判斷失步的邏輯關系為"或"關系。
[0019] 在上述任一方案中優選的是，所述CPU自監控故障中，判斷CPU自檢測正常的方法 為CPU故障寄存器標志正常、ARINC659總線標志正常、運算結果正常以及任務流正常的邏 輯關系為"與"關系。
[0020] 本發明提供的技術方案包括以下有益效果：本發明提供的三余度計算機通道故障 邏輯算法由專門的硬件電路實現，克服了由其本身檢測帶來的結果不準確的缺點。
【附圖說明】
[0021] 圖1是按照本發明三余度計算機通道故障邏輯算法的一優選實施例的監控邏輯 關系不意圖。
[0022] 圖2是圖1所示實施例的本通道CPUV監控邏輯示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及 附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。
[0024] 本發明三余度計算機通道故障邏輯算法，通過對以下A、B、C、D四個故障進行邏輯 與運算來判斷某一計算機通道故障進行邏輯判斷：
[0025] A、判斷電源監控故障；
[0026] B、判斷看門狗監控故障；
[0027] C、判斷自身CPU故障；
[0028] D、獲取其余兩個通道對本通道CPU故障的邏輯判斷，
[0029] 其中，其余兩個通道對本通道CPU故障的判斷均為故障時，則置D為故障，否則置 D為正常；當A、B、C、D均為正常時，才置該通道為正常，否則該通道為故障。
[0030] 需要說明的是，本實施例以及圖1和圖2中，DPV_F_X:X通道對本通道的正常/故 障判斷結果；DPV_F_Y:Y通道對本通道的正常/故障判斷結果；FR:故障恢復指令；RESET: 硬件復位；CPUV_TX:本通道狀態發送給X通道；CPUV_TY:本通道狀態發送給Y通道；LDPV: 本通道數字機狀態。
[0031] 在本實施例中，具體的包括以下幾個方法：
[0032] 1?電源監控（PSV)
[0033] 電源模塊的故障監控和管理是指對系統所使用的二次電源電壓（包括5V，±15V) 進行監控，通過硬件檢測二次電源電壓是否均在有效范圍內，如果全都在有效范圍內則置 電源監控有效（PSV有效），否則置PSV無效（即二次電源監控故障）。
[0034] 2.看門狗監控（WDV)
[0035] 正常情況下，主處理器CPU在軟件控制下按一定的周期清除看門狗線路，如果在 規定的時間內（如50ms)未正常清除看門狗，則認為看門狗輸出失效（WDV失效）。
[0036] 3.計算機輸出指令監控
[0037] 各通道計算機對其他兩個通道計算機解算的控制律舵面指令（通過AINC659總線 獲得），以及本通道解算的控制律舵面指令進行監控，如果監控出本通道指令故障，則置本 通道CPU監控故障（CPUV故障），如果監控出其他通道故障，則置其他通道故障，并通知其 他通道本通道對其他通道數字機監控的結果（DPV_TX，DPV_TY)。僅當三余度信號均有效時 才對指令進行監控，兩余度或者單余度有效時不監控，直接置本通道指令正常，監控策略如 下：
[0038] a)計算三余度有效信號最大值與最小值之間的差值；
[0039] b)若最大與最小信號之差小于故障門限，則將各通道奇異和非奇異故障計數器清 零；
[0040] C)若最大與最小信號之差大于故障門限，則需計算相鄰兩兩信號的差值；
[0041] d)通過相鄰兩兩信號的差值判斷全部信號狀態。可能狀態見表1。
[0042] 表1兩兩信號差值的可能狀態
【主權項】
1. 一種S余度計算機通道故障邏輯算法，其特征在于；通過對W下A、B、C、D四種情況 進行故障監控與運算來對=余度計算機的某一通道故障進行邏輯判斷： A、 判斷電源是否故障； B、 判斷看口狗是否故障； C、 判斷自身CPU是否故障； D、 獲取其余兩個通道對本通道CPU故障的邏輯判斷結果， 其中，其余兩個通道對本通道CPU故障的邏輯判斷結果均為本通道CPU故障時，則置D 為故障，否則置D為正常；當A、B、C、D均為正常時，才置所述S余度計算機的該通道為正常， 否則該通道為故障。
2. 根據權利要求1所述的=余度計算機通道故障邏輯算法，其特征在于：所述自身CPU 故障包括同步監控故障、計算機輸出指令監控故障和CPU自監控故障中的至少一種故障。
3. 根據權利要求2所述的=余度計算機通道故障邏輯算法，其特征在于：通過硬件檢 測二次電源電壓是否在設備安全有效的范圍內進行所述電源監控故障的判斷。
4. 根據權利要求3所述的=余度計算機通道故障邏輯算法，其特征在于：所述計算 機輸出指令監控包括計算機對=個通道解算的控制律駝面指令進行監控，所述指令通過 AINC659總線獲得。
5. 根據權利要求4所述的=余度計算機通道故障邏輯算法，其特征在于：所述計算機 輸出指令監控故障時，當=余度信號均有效但輸出結果不同時，采用如下方式進行故障邏 輯判斷： a) 計算=余度有效信號最大值與最小值之間的差值； b) 若最大與最小信號之差小于故障口限，則將各通道奇異和非奇異故障計數器清零； C)若最大與最小信號之差大于故障口限，則需計算相鄰兩兩信號的差值； d)通過相鄰兩兩信號的差值判斷全部信號狀態。
6. 根據權利要求5所述的=余度計算機通道故障邏輯算法，其特征在于：所述同步監 控故障采用"雙握手"算法來保證通道間任務同步，兩次握手判斷失步的邏輯關系為"或"關 系。
7. 根據權利要求6所述的=余度計算機通道故障邏輯算法，其特征在于：所述CPU自 監控故障中，判斷CPU自檢測正常的方法為CPU故障寄存器標志正常、ARINC659總線標志 正常、運算結果正常W及任務流正常的邏輯關系為"與"關系。
【專利摘要】本發明提供了一種三余度計算機通道故障邏輯算法，通過對電源監控；看門狗監控；自身CPU監控以及獲取其余兩個通道對本通道CPU監控的邏輯判斷四個故障進行邏輯與運算來判斷某一計算機通道故障進行邏輯判斷，其中，其余兩個通道對本通道CPU故障的判斷均為故障時，則置其為故障，否則置其為正常；當四個監控均為正常時，才置該通道為正常，否則該通道為故障。該邏輯算法由專門的硬件電路實現，克服了由其本身檢測帶來的結果不準確的缺點。
【IPC分類】G05D1-08
【公開號】CN104679007
【申請號】CN201510103385
【發明人】呂嘉凱, 張冬, 韓淑梅
【申請人】中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月9日