[发明专利]一种余度重构的容错计算机

说明书

本发明提供了一种余度重构的容错计算机，背板总线为ARINC659,通过改变总线的命令表来实现容错计算机余度架构的静态重构。每个通道的硬件节点分为处理模块和接口模块，处理模块完成系统任务调度、控制计算和执行余度管理等功能。接口模块完成外部交联信号采集并传输给处理模块，接收处理模块经过计算后的输出；同时提供通道间数据交叉传输(CCDL)及通道故障逻辑等余度相关的功能。余度重构容错计算机每个通道的硬件组成通过总线命令表灵活配置，命令表通道相关的窗口定义通道内的硬件节点及节点间的数据流；命令表窗口周期环中通道间节点数据流的隔离，构成容错计算机通道间的隔离。

技术领域

本发明属于机载计算机设计领域，涉及一种余度重构的容错计算机。

背景技术

ARINC659是一种机箱内背板数据通信协议，用于机箱内在线可更换模块(LRM)之间数据发送和接收，具有高度的可靠性和故障容错性。它是基于时间触发架构的双双余度配置的容错串行总线，支持鲁棒的时间分区和空间分区，是综合化、模块化航空电子系统的关键技术，满足新一代先进综合式航空电子对底板总线技术的需求，其特有的总线通信机制为LRM之间的数据传输提供高可靠性保障。

容错计算机利用余度技术提高系统任务可靠性，在航空领域被广泛应用于飞行控制、作动器和发动机的控制。在容错计算机中，每一余度称为一个通道，每个通道均具有根据外部输入进行计算同时根据本通道的自身状态信息和其他通道信息来决定本通道是否进行输出控制。目前，容错计算机通过硬件及软件冗余来提高系统的可靠性，硬件开发周期长，一次性投入大。

发明内容

本发明的目的是：提供一种余度重构的容错计算机，在不增加硬件设计的基础上，实现容错计算机产品的货架化，减少研发周期，降低研发成本。

本发明的技术方案：

一种余度重构的容错计算机，其背板总线为ARINC659，总线上的LRM节点分为处理模块和接口模块两种类型；背板总线上接有多个通道，每个通道包括一个处理模块和至少一个接口模块；

所述处理模块用于完成系统任务调度、控制计算和执行余度管理功能；所述接口模块用于完成外部交联信号采集并传输给处理模块，接收处理模块经过计算后的输出，同时提供通道间数据交叉传输(CCDL)及通道故障逻辑功能；

总线上的多节点串行通信(多个LRM节点的数据在总线上串行通信)由总线命令表驱动，总线时间被划分为一系列的窗口，总线的数据传输在由一系列窗口组成的恒定长度的周期环中，通过总线命令表实现容错计算机的通道划分及隔离；所述总线命令表中为每个通道分配对应的多个窗口，在每个窗口中定义了数据传输的发送节点、接收节点、数据传输地址及大小；总线命令表的窗口周期环中通道间LRM节点的数据流的隔离，构成容错计算机通道间的隔离。

进一步地，所述总线命令表存储在外部非易失存储器上，支持在线多次编程；系统上电时，每个LRM节点的ARINC659接口控制器通过访问外部非易失存储器加载总线命令表，译码命令，并且按总线命令表执行具体命令。

进一步地，所述处理模块为CPU模块，所述接口模块分为IOC模块和IOM模块；其中IOM模块完成接口输入输出功能，IOC模块完成通道间的CCDL及通道故障逻辑功能。

进一步地，所述总线命令表对总线上的各个LRM节点分配有唯一标识的模块号。

本发明有以下优点：

该余度重构的容错计算机，背板总线为ARINC659，通道内节点通过ARINC659总线进行通信，满足通信的高可靠性和故障容错性，通过总线命令表，可以在不增加硬件设计的基础上实现余度架构的变更，为特定的应用需求提供与之相匹配的余度架构，实现容错计算机的货架化，减少研发周期，降低研发成本。

附图说明

图1是本发明的系统架构示意图；