[发明专利]一种提高电子控制器任务可靠性的方法

说明书

本发明提出了一种提高电子控制器任务可靠性的方法，利用内总线的快速传输能力，将电子控制器的内部资源碎片化，通过总线的形式进行重组，实现参数级余度重构功能，当出现非相似故障时，通过隔离、内部资源的重构，确保任务的正常执行，在相同的硬件资源下使任务可靠性成倍提高。

技术领域

本发明属于计算机自动化控制技术领域，具体地说，涉及一种提高电子控制器任务可靠性的方法。

背景技术

典型的电子控制器根据终端用户的指令，采集控制系统的各种参数(例如温度、压力、电机转速、传感器位置信号)，控制执行机构的输出(例如电机转动、阀门打开)，最终驱动执行机构从而实现预期的操作。目前，电子控制器已广泛应用于工业自动化、航空航天、核能等领域。在工业领域，普遍未采用余度设计，电子控制器内部或外围任何故障均可能造成系统瘫痪。工业领域对任务可靠性要求低，但在航空航天、核能等领域，系统运行时间久，可靠性要求高，系统不受控会造成重大经济损失或人员伤亡，对电子控制器容错能力、任务可靠性要求高。

传统的提高电子控制器任务可靠性的方法通常是采用余度设计：电子控制器内部采用独立的两余度或多余度架构，当第一个余度内部出现问题时，切换到第二个余度，当第二个余度内部出现问题时，切换到第三个余度，多个余度均出现问题时，会导致控制功能功能丧失，任务失败。采用余度设计的方法可以使得任务可靠性成倍提高，但余度设计会造成电子控制器体积、重量、成本的成倍增加，余度不能够无限制增加，且当各控制余度出现非相似故障时，无法利用其它余度的资源完成预定任务。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺陷，提出了一种提高电子控制器任务可靠性的方法，利用内总线的快速传输能力，将电子控制器的内部资源碎片化，通过总线的形式进行重组，实现参数级余度重构功能，当出现非相似故障时，通过隔离、内部资源的重构，确保任务的正常执行，在相同的硬件资源下使任务可靠性成倍提高。

本发明具体实现内容如下：

本发明提出了一种提高电子控制器任务可靠性的方法，包括以下步骤：

步骤1：将电子控制器根据运行功能，进行功能分解，得到多个功能类型的功能模块；每个功能类型的所述功能模块对应自身分解后实现的功能以及自检和总线通信功能；一个所述功能类型的功能模块包括一个以上的完整实现对应功能类型的功能子模块；

步骤2：将电子控制器中包含的嵌入式软件和硬件与各个类型的功能模块进行对应，并生成元器件清单；具体原则为：将实现某个类型的功能的嵌入式软件和硬件用来和功能模块进行对应；

步骤3：设定目标失效率；然后计算每个功能类型的功能模块对应的失效率，并结合每个功能类型的功能模块的功能子模块的具体的数量，计算得到每个功能类型的功能子模块的具体选取数量；选取出的功能子模块对应电子控制器实现的所有功能类型，且选取出的功能子模块结合构成的电子控制器的预期失效率低于目标失效率；

步骤4：采用双向通信总线将所有的功能子模块连接起来；

步骤5：设置控制系统，采集各个功能子模块的状态信息，根据步骤3中计算得到的各个类型的功能模块中的功能子模块的选取数量，选择对应数量的工作状态无故障的功能子模块连接构建得到所需的电子控制器。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤3中，对于单个功能类型的功能模块，计算失效率的操作为：

计算单个功能模块中的一个功能子模块的失效率，然后将单个功能模块的单个功能子模块的失效率做m次幂计算得到单个功能模块的的失效率；所述m为单个功能模块中的功能子模块具体选取的个数。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述预期失效率的计算方法为：计算出构建电子控制器所选取的所有单个功能模块的失效率，然后将所有功能模块的失效率相加得到预期失效率。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述步骤5中包括以下步骤：