[发明专利]一种基于指令监视投票的令牌总线合并选择完整性自测试装置

说明书

本发明公开了一种基于指令监视投票的线性令牌传递总线合并选择完整性自测试装置，通过比较不同的被测试站对于相同冗余消息进行合并选择的过程中其比特计数器的值，判定出异常被测试站。本发明CSID装置是在原有的令牌传递接口单元TPIU中设置了投票比较逻辑单元CSU。首先，指令控制站向被测试站发送指令响应，并且能够实时监视被测试站的状态响应；其次，各个被测试站之间建立了多数投票选择机制；当测试消息帧在LTPB总线中传递时，除了指令控制站外，LTPB总线上的被测试站可以同时监听并接收总线中的消息帧。这些被测试站在收到测试消息后同样能够进行合并选择过程。通过本发明CSID装置可以实时监视航空电子系统并保证LTPB总线上各被测试站合并选择功能的可靠性。

技术领域

本发明涉及服务于航空电子系统的线性令牌总线通信领域的自测试装置。本发明测试的目标是线性令牌总线上工作站中的合并选择单元。合并选择单元是一个冗余管理装置，它负责对两条总线(即物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ)上传来的冗余信息进行整合。而本发明是为了测试合并选择单元本身的完整性，其中应用了指令监视机制和多数投票的选择手段。

背景技术

近年来随着电子、通信、材料、计算机等领域的发展，新型航空武器装备对于信息获取的即时性、可靠性以及数据处理能力等有了更高的要求，而航电系统(Avionics)由于其本身较高的复杂性，且长时间工作于高空、高温、高速以及强电磁干扰等恶劣环境中，势必需要一种较为可靠的通信方式。总线常被用作航空武器装备的数据传输中枢，但传统的总线已逐渐无法满足新时代航电系统(Avionics)的需求。线性令牌传递多路数据总线(Linear Token Passing Bus，LTPB)以其传输速度高、抗电磁干扰强、重量轻、安全保密性好等优点逐渐成为当今以及未来航空武器装备通信方式的首选。

在GJB 5034－2001《线性令牌传递多路数据总线》标准中，介绍了“线性令牌传递多路数据总线”的结构，如图1所示。通过在两条总线(即物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ)中传递相同的消息帧(Message Frame)来实现线性令牌总线的同步冗余。由于这种双冗余机制的应用，每个工作站(station)就需要从物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ上同时接收相同的消息帧(Message Frame)，然而冗余的相同消息帧(Message Frame)会在令牌传递单元(TPIU)中进行合并选择。对于服务于航电系统(Avionics)的LTPB协议中未制定出对合并选择可靠性的保障机制，一旦发生随机错误将导致接收消息帧(Message Frame)产生差错，降低了航电系统(Avionics)的通信质量。

发明内容

为了实现线性令牌传递总线(LTPB)中各工作站(station)对于物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ，在合并选择计数器(CST)中对双冗余消息进行合并选择的完整性。本发明设计了一种基于指令监视投票的线性令牌传递总线合并选择完整性自测试装置。本发明利用物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ上传输的相同消息，该相同消息在每个工作站中存在冗余，需要对冗余消息进行合并选择，然而每个站中并没有相关机制来监视并保证合并选择过程的准确性。

为解决这一技术问题，本发明通过应用指令监视机制以及工作站之间的多数投票手段来提高合并选择单元的可靠性。首先将任意一个工作站station_a作为指令控制站(即CSID装置)，所述station_a向被测试站集合发送指令响应，并且能够实时监视被测试站的状态响应。这也就是测试时的指令监视机制。其次，本发明在各个被测试站BMS之间建立了多数投票选择机制。当测试消息帧在LTPB总线中传递时，除了station_a外，LTPB总线上的被测试站BMS可以同时监听并接收总线中的消息。所述被测试站BMS在收到测试消息后同样能够进行合并选择过程。在合并选择完成后，每个站分别将其比特计数器的值发送给指令控制站，然后指令控制站将所有收到的计数器值进行多数投票并选择出占多数的值作为正确值。最后通过比较被测站的计数器值与正确值是否一致来判别被测站在合并选择过程中是否发生了错误。