[发明专利]一种基于三机通信有限状态机模型的三机表决方法

说明书

本发明公开了一种基于三机通信有限状态机模型的三机表决方法，提供了一种可靠的三机数据比对和切机策略，当某机出现故障或者软件运行异常时，能够通过另外两机的状态进行三取二识别，并有效地将故障机切除，避免其影响系另外两机正常工作；采用软硬件协同设计，将三机通信中各种复杂状态统一为三机通信有限状态机模型，并依据该模型进行表决和切机，解决了三机表决过程中的多种分支状态导致紊乱的难题，提高了三机系统的可靠性和确定性；统一了硬件异常、通信链路失效和软件运行异常的状态，将其统一为通信异常，并通过软件有效判别。

技术领域

本发明属于航天计算机技术领域，尤其涉及一种基于三机通信有限状态机模型的三机表决方法。

背景技术

在三机热备份冗余系统中，三台单机的软硬件状态相同，由于三台单机中只能有一台单机作为当班主机，负责总线通信数据等对外数据的输出，因此需要提供一种表决机制来选择出一台正常单机作为当班主机负责系统任务的运行和总线数据的输出。根据三机通信状态和数据交换状态，如何有效且可靠地进行三机通信与表决是三机热备份冗余系统需要解决的关键技术之一。

目前，在三机热备份冗余系统中，原有的方法将通信链路状态和三机软件运行状态混在一起，导致状态繁多且容易产生紊乱，缺乏对三机运行和通信的状态进行全面判断的机制，缺乏一套统一的表决方法实现确定的切机策略。

发明内容

针对航天器三机热备份冗余系统的特点(在硬件设计上，三机优先级A机B机C机)，本发明提出了一种基于三机通信有限状态机模型的三机表决方法，将三机的运行状态和通信状态聚化成一种有限状态机模型，解决了三机表决过程中的分支和通信状态过多导致状态紊乱的问题，能够容忍通信链路失效，可靠性高。

一种基于三机通信有限状态机模型的三机表决方法，包括如下步骤：

步骤一，将三机的优先级分别设为高、中和低三个优先级；

定义三机通信模式判别字，定义如下：其中一个字节表示本机标识，用于表示当前机为A机、B机或C机；其中三个字节分别表示A机、B机或C机状态，包含初始同步状态、完成同步状态和通信超时状态；初始化时为初始同步状态；

步骤二，除本机外，将其它两机分别定义为高优先级机和低优先级机；读空本机对应的高优先级机FIFO和低优先级机FIFO；高优先级通信超时计数和低优先级通信超时计数初始化为0；

步骤三，生成本机同步数据；

步骤四，本机向其他两机写入本机同步数据，再接收其他两机的同步数据，完成通信后根据通信结果进行判断：

如果本机与另外两机通信正常，高优先级通信超时计数置0，低优先级通信超时计数置0，在遥测信息中记录高、低优先级机通信累计次数，三机分别生成三机通信模式判别字，此时，三机状态均为完成同步状态，当前模式为三机正常模式，转至步骤八；

如果通信结果为本机与低优先级机通信正常、与高优先级机通信超时，转至步骤五；

如果通信结果为本机与高优先级机通信正常、与低优先级机通信超时，转至步骤六；

如果通信结果为本机与高优先级机、与低优先级机均通信超时，转至步骤七；

步骤五，将高优先级通信超时计数加1，在遥测信息中记录低优先级机通信次数；如果高优先级通信超时计数连续大于或等于3，生成三机通信模式判别字，此时本机和低优先级机状态为完成同步状态，高优先级机状态为通信超时状态，当前模式为两机模式，本机与低优先级机加电，转至步骤八；

步骤六，将低优先级通信超时计数加1，在遥测信息中记录高优先级机通信次数；如果低优先级通信计数连续大于或等于3，生成三机通信模式判别字，本机和高优先级机状态为完成同步状态，低优先级机状态为通信超时状态，当前模式为两机模式，本机与高优先级机加电，转至步骤八；