一种实时动态重构管理方法技术

本发明专利技术公开了一种实时动态重构管理方法，应用于二级管控的IMA系统上，包含以下步骤：当系统级重构管理应用软件监控不到某一模块级重构管理应用软件的心跳时，系统级重构管理应用软件根据当前模块资源以及应用负载运行情况进行决策，如有备份模块，则向交换机发送重构命令并向备份模块的模块级重构管理应用软件发送模块关键参数，完成重构；如没有备用模块和备用分区时，则查询各模块的分区应用软件的优先级，将优先级低的分区应用软件删除后向交换机发送重构命令并向被删除分区应用软件的模块级重构管理应用软件发送模块关键参数，完成重构。本发明专利技术实现了系统级动态资源分配，提高资源使用效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于ARINC653的分布式综合模块化航空电子系统(简称IMA系统)实时动态重构的管理。技术背景DIMA动态重构本质上是管理问题，涉及到触发事件(上电、掉电、模式改变、故障)、资源分配、动作序列等方面，主要由应用模式管理、健康监控、故障管理、系统初始化与关闭、动态重构管理以及动态重构策略数据库组成。动态重构应能对所有可能发生的事件进行分析，并做出正确的处理或响应，希望系统应永远不发生非期望事件，在任何时候均能对系统尽在掌握。动态重构管理基于当前系统状态以及系统资源状况，使用重构算法或直接从重构策略库中选择最合适的系统配置，然后按照预定的流程执行重构动作，最后使系统进入下一个稳定状态。当某个通用功能模块故障时，按照动态重构算法在系统中选择合适的备用模块，然后在网络交换机的支持下，根据重构策略数据库中的预定义过程，替代已发生故障功能模块，从而完成一个配置到另一个配置的转换，实现动态重构。如图1所示，根据实施重构的对象，重构可以进一步分为人为主动重构和系统被动重构。其中，人为主动重构是飞行员为了实现某种意图而根据战场环境和需求人为主动进行的，这需要人机交互，是一种半自动重构，涉及上述功能重构。而系统被动重构则是系统在发生故障状态下为了维持功能的完备性和可持续性而被迫进行的，重构自动进行，对飞行员透明，涉及容错重构。而性能重构既可以设计成人为主动重构或系统被动重构。一般情况下，人为主动重构要求系统中的多个功能可共享计算资源，而系统被动重构需要借助硬件、软件冗余来实现。
技术实现思路
为实时监控系统中所有通用处理模块的运行状态，对系统资源进行统一管理，本专利技术的专利技术目的在于提供了，实现系统级冗余管理和动态资源分配，提高资源使用效率。—种实时动态重构管理方法，应用于二级管控的IMA系统上，包含以下步骤:I) IMA重构系统上电，完成模块初始化及分区应用软件加载操作；2)系统级重构管理应用软件周期性监控各模块级重构管理应用软件的心跳，并接收各模块级重构管理应用软件上报的模块关键参数信息并保存；3)当系统级重构管理应用软件监控不到某一模块级重构管理应用软件的心跳时，系统级重构管理应用软件根据IMA重构系统当前的剩余模块资源以及分区应用软件负载运行情况进行决策，如有备份模块，则向交换机发送重构命令并向备份模块的模块级重构管理应用软件发送模块关键参数，完成模块级重构；如没有备用模块，也没有备用分区，则查询各模块的分区应用软件的优先级，将优先级低的分区应用软件删除，留出空闲分区，并向交换机发送重构命令以及向空闲分区的模块级重构管理应用软件发送应用关键参数，将故障的分区应用软件驻留在该空闲分区完成重构。依据上述特征，所述模块关键参数为影响分区应用软件随时重启所必需的用户配置数据和运行参数。本专利技术的有益效果为:基于ARINC653的分布式管理软件根据系统当前所处的状态，查找配置库，为当前系统状态选择最优动态配置方案，保证系统功能在故障时迅速恢复。【附图说明】图1为动态管理的概念；图2是系统级重构管理应用软件的接口示意图；图3是系统级重构管理应用软件的状态图；图4是本实施例中场景图一；图5是本实施例中场景图二；图6是本实施例中场景图三；图7是本实施例中场景图四。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。如图4所示，本实施例应用于二级管控的IMA重构系统，硬件主要包括2个基本的模块(M1、M2)，I个备份模块(M3)和I个海量存储器模块(MMM)，以及一个支持动态重构的交换机。Ml、M2或M3任意一个模块上设有系统级重构管理应用软件(SYSRC)，Ml、M2和M3上分别设有模块级重构管理应用软件(CPURC)。如图2和图3所示，本专利技术一种实时动态管理方法包含以下步骤；I) IMA系统上电前，SYSRC处于空闲状态，IMA上电后，SYSRC进入初始化状态，并完成初始化操作。初始化过程如下=SYSRC按一定规则向交换机和各CPURC发出部署指令，在Ml和M2中加载分区应用软件。由于IMA系统需要连接多种外部设备，比如一些外围的传感器和仿真器如果想与重构系统有数据交互，就必须通过交换机(switch)来与系统进行通信，而要与交换机进行通信，就必须将数据转换成交换机可以识别和能够转发的数据类型，数据转换就是外围设备和交换机之间的桥梁，它可以让交换机能够读懂外设发送的数据，也让交换机发送出来的数据经数据转换的解析后能够被外围设备所明白。初始化结束后，SYSRC进入正常状态。由Ml、M2的CPURC实时管理本模块上分区应用软件的执行情况和状态信息，SYSRC与CPURC周期性握手，保证对各模块上各个分区应用软件的心跳查询，通过故障检测、周期性心跳查询、模块关键参数获取及存储等功能保证重构活动的顺利完成。M3上的CPURC由于未驻留具体分区应用软件，所以不需要向SysRC发送模块关键参数信息。2) 一旦SYSRC监控不到某个模块的心跳，即宣布该模块出现故障，SYSRC进入模块重构状态，启动模块重配置策略，见图5至图7所示。图5所示的场景是指模块I失效后系统的决策，即启用模块3。即模块2和模块3的CPURC需要周期性地向SysRC发送本模块的健康状态信息、心跳信息和关键参数信息。系统中再也不存在模块I。但为了达到这个状态，需要做一系列的事情。比如，SysRC要在Ml失效后向M3发送模块重构指令，告诉M3准备上场，因此需要向交换机和M3的CPURC发送重构指令。同时，为了让Ml中失效的应用程序能够在执行错误的地方重新恢复起来，需要SysRC将之前收集好的Ml的模块关键参数在Ml失效后及时发送给M3模块，用来恢复应用的状态。图6所当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时动态重构管理方法，应用于二级管控的IMA重构系统，包含以下步骤：1)IMA重构系统上电，完成模块初始化及分区应用软件加载操作；2)系统级重构管理应用软件周期性监控各模块级重构管理应用软件的心跳，并接收各模块级重构管理应用软件上报的模块关键参数信息并保存；3)当系统级重构管理应用软件监控不到某一模块级重构管理应用软件的心跳时，系统级重构管理应用软件判定该模块出现模块级故障，根据IMA重构系统当前的剩余模块资源以及分区应用软件负载运行情况进行决策，如有备份模块，则向交换机发送重构命令并向备份模块的模块级重构管理应用软件发送故障模块的模块关键参数，完成模块级重构；如没有备用模块，也没有备用分区，则查询各模块的分区应用软件的优先级，将优先级低的分区应用软件删除，留出空闲分区，并向交换机发送重构命令以及向空闲分区的模块级重构管理应用软件发送应用关键参数，将故障的分区应用软件驻留在该空闲分区，从而完成重构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪蓉，詹志娟，周庆，
申请(专利权)人：中国航空无线电电子研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31