[发明专利]一种分布式多模冗余容错系统软件表决方法

权利要求书

1.一种分布式多模冗余容错系统软件表决方法，其特征在于包括如下步骤：

1)在N模冗余程序中插入若干个同步点和表决点；

2)表决器程序独立运行，通过特定格式的网络报文通信为N模冗余任务提供同步和表决服务；

3)表决器对每个冗余任务分别维护1个“超时错误”标记和1个“数据错误”标记，且初始时这些标记均为无故障；

4)在N模冗余任务同步操作中，表决器根据其所维护的“超时错误”标记以及当前接收同步请求报文的超时情况，向冗余任务反馈同步完成报文；

5)在N模冗余任务表决操作中，表决器根据其所维护的“超时错误”标记、“数据错误”标记以及当前接收表决请求报文的超时情况，按照“少数服从多数的原则”进行结果表决，并向冗余任务反馈表决完成报文或表决失败报文。

2.如权利要求1所述的一种分布式多模冗余容错系统软件表决方法，其特征在于：步骤2)中，一个表决器对应N个冗余任务，这N个冗余任务执行相同的程序。

3.如权利要求1所述的一种分布式多模冗余容错系统软件表决方法，其特征在于：步骤2)中，表决器通过任务的ID区分不同冗余任务。

4.如权利要求1所述的一种分布式多模冗余容错系统软件表决方法，其特征在于：步骤2)中，网络报文包含报文类型、任务标识、数据长度、待表决数据四个字段。

5.如权利要求4所述的一种分布式多模冗余容错系统软件表决方法，其特征在于：报文类型的取值包括同步请求、表决请求、操作完成和操作失败四类；

同步请求和表决请求分别用于冗余任务向表决器请求同步和表决服务；

操作完成和操作失败分别用于表决器向冗余任务回复该同步/表决操作的结果为成功和失败。

6.如权利要求4所述的一种分布式多模冗余容错系统软件表决方法，其特征在于：任务标识用于区分不同的冗余任务；对于TMR容错，任务标示的取指范围为{0,1,2}；对于TMR+1容错，任务标示的取指范围为{0,1,2,3}。

7.如权利要求4所述的一种分布式多模冗余容错系统软件表决方法，其特征在于：数据长度表明了该报文中所包含的待表决数据的字节长度；报文类型为同步请求的报文，数据长度为0。

8.如权利要求4所述的一种分布式多模冗余容错系统软件表决方法，其特征在于：待表决数据包含了由各个冗余任务产生的待表决的数据，其数据长度由Length字段指定；报文类型为同步请求的报文，不包含待表决数据。

9.如权利要求1所述的一种分布式多模冗余容错系统软件表决方法，其特征在于：步骤4)中N模冗余任务同步的步骤包括：

S1、表决器进行初始化操作，将所有任务的“超时错误”标记设置为未标记状态；

S2、表决器等待接收冗余任务端发送的同步请求报文；

S3、表决器接收到第1个请求报文后，设置接收时间门限并启动内部计时器；

S4、表决器继续等待接收冗余任务端发送的同步请求报文；

S5、若在接收时间门限内，表决器接收到所有未标记为“超时错误”的冗余任务发送的请求报文，则进入步骤S7；若计时器发生超时则进入步骤S6；否则进入步骤S4继续等待接收同步请求报文；

S6、表决器将未接收到其同步请求的冗余任务标记为“超时错误”，在后续同步和表决操作中将不再接收其请求报文，然后进入步骤S7；

S7、表决器对已接收到其同步请求报文的冗余任务回复同步完成报文，完成此次同步操作，然后进入步骤S2等待下一次同步操作。

10.如权利要求1所述的一种分布式多模冗余容错系统软件表决方法，其特征在于：步骤5)中N模冗余任务表决的步骤包括

S1、表决器进行初始化操作，将所有任务的“超时错误”标记和“数据错误”标记设置为未标记状态；

S2、表决器等待接收冗余任务端发送的表决请求报文；

S3、表决器接收到第1个请求报文后，设置接收时间门限并启动内部计时器；

S4、表决器继续等待接收冗余任务端发送的表决请求报文；

S5、若在接收时间门限内，表决器接收到所有未标记为“超时错误”的冗余任务发送的请求报文，则进入步骤S7；若计时器发生超时则进入步骤S6；否则进入步骤S4继续等待接收表决请求报文；

S6、表决器将未接收到其表决请求的冗余任务标记为“超时错误”，在后续同步和表决操作中将不再接收其请求报文，然后进入步骤S7；

S7、表决器根据“数据错误”标记对已接收到的待表决数据进行筛选，仅未被标记为“数据错误”的冗余任务所发送的待表决数据为有效数据；

S8、表决器按照“少数服从多数”原则对有效数据进行表决，生成和输出表决结果；

S9、表决器将此次表决结果与接收到的各冗余任务的待表决数据进行对比；若某一冗余任务的待表决数据与表决结果一致，则清除其“数据错误”标记，并向其反馈表决完成报文；若某一冗余任务的待表决数据与表决结果不一致，则设置其“数据错误”标记，并向其反馈表决失败报文；然后进入步骤S2等待下一次表决操作。