一种时间触发总线集群启动和重启方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种时间触发总线集群启动和重启方法。本发明专利技术表述了一种时间触发总线集群启动和重启方法，通过总线控制器初始化、监听和监听超时控制、冷启动和冷启动超时控制以及成员关系的全局整合统一过程，建立有效的同步全局时钟和一致的成员关系，从而快速完成容错的时间触发总线集群启动或重启过程。

A Time Triggered Bus Cluster Start-up and Restart Method and Device

【技术实现步骤摘要】
一种时间触发总线集群启动和重启方法及装置
本专利技术属于计算机应用
，一种时间触发总线集群启动和重启方法。
技术介绍
时间触发构架(TTA)是由欧洲委员会资助开发的分布式实时容错系统构架，为下一代汽车、铁路、航空等高可靠性应用领域提供了通用的底层解决方案，提供一个分布式实时高可靠性计算平台，从而降低应用业务的复杂度。时间触发总线(TTP/C)在TTA构架的基础上达到了SAE(汽车工程师学会)C类标准的要求。TTP采用总线型架构，基于时分复用(TDMA)的通信调度策略，总线上各个节点按照预先定义的消息描述表(MEDL)，基于全局时间基的时间槽进行数据传输的调度。由于控制系统高安全性的需求，TTP总线提出了一种分布式的高精度时钟同步算法。通过多个授时节点同时发出授时帧对网络进行同步，避免了传统的集中式时钟同步技术中的授时端单节点故障问题；通过达到十纳秒级的高精度同步过程，提高传输过程中帧到达的“准点率”，使得由于同步偏差导致的时间预留尽可能的减小，从而提高了系统通信的效率。时间槽的组成，由预发送阶段(PSP)起始点开始，到下一个时间槽的PSP起始点结束。传输阶段(TP)的开始时刻表示数据帧预计被发送或者接收的时刻。这个时刻被称作发送的时间点(AT)，AT应该被集群上所有的节点在同一个精度范围内的时间点知晓，两个传输阶段中间的部分是内部帧间隔(IFG)，IFG由PSP、空闲阶段(EDLE)和接收阶段(PRP)三部分组成。TTP总线的数据帧包含I、N、ColdStart以及X帧共四种类型，其中能够用于集群启动和重启的帧有I、ColdStart和X帧，他们的格式如下：(1)I帧a.帧类型设置为1，意指包含显式的C－State；b.模式更该请求使用主机接口中的模式更改请求值；c.控制器状态C－State包含全局时间、集群位置(其中Roundslot代表当前所处的时间槽)、64位的成员关系向量；d.CRC校验基于帧头和C－State进行。ColdStart帧格式与I帧相同，但模式更改请求域只能处于关闭状态。(2)X帧a.帧类型设置为1，意指包含显式的C－State；b.模式更改请求设置为0(“norequest”)；c.C－State中的全局时间域设置为主机接口的启动时间域中的内容，环槽位置域设置为节点发送环槽的环槽号，集群模式域设置为冷启动ID；成员关系向量中除了冷启动节点，其它所有节点的成员关系向量标志位都置0；d.CRC1校验基于帧头和C－State计算，CRC2校验基于所有域进行计算。时间触发总线启动过程是集群内部各个节点之间由异步到同步状态的过渡过程。启动过程中各个节点的时间差异可能会发生总线访问冲突，这可能导致启动失败；此外，当系统发生瞬态多故障后需要快速重启总线通信系统。本专利技术通过在启动过程建立时间同步和全局一致的成员关系来实现时间触发总线容错、快速的集群启动和重启过程。
技术实现思路
本专利技术的目的：本专利技术提供一种时间触发总线集群启动和重启方法，用于实现时间触发总线快速、可靠的集群启动和重启。第一方面，本申请提供一种时间触发总线集群启动和重启方法，所述方法包括：初始化总线控制器；对所述总线控制器进行监听和监听超时控制；若所述总线控制器满足冷启动触发条件，则对所述总线控制器进行冷启动和冷启动超时控制。可选的，所述初始化总线控制器，具体包括：在总线控制器上电使能后，检测本地MEDL(MessageDescriptorList：消息描述列表)表配置的可用性，并通过CRC校验验证MEDL表中配置数据的完整性。可选的，所述对总线控制器进行监听和监听超时控制，具体包括：总线控制器在预设的监听超时时间内检查是否接收到带有显式控制器状态的有效帧。可选的，所述冷启动触发条件，具体包括：总线控制器被配置为允许发送冷启动帧；总线控制器的当前冷启动计数低于预设的最大允许冷启动次数；主机生命标记正确更新。可选的，所述对总线控制器进行冷启动和冷启动超时控制，具体包括：总线控制器发送冷启动帧，并对总线控制器进行冷启动的次数进行统计。可选的，在所述对所述总线控制器进行冷启动和冷启动超时控制之后，所述方法还包括：当在一个TDMA环槽时间耗尽且到自身的发送时间槽时，执行派系检测：若总线控制器在大多数派系中，则报告有效c－state(controler－state：控制器状态)信息到主机；若总线控制器在少数派系中，则从冷启动状态转换到监听状态；若总线控制器在一个TDMA环槽时间内没有收到其他节点的有效帧，则等待一个启动超时时间后重新发送冷启动帧。第二方面，本申请提供一种时间触发总线集群启动和重启装置，所述装置包括初始化单元、监听单元和冷启动单元，其中：所述初始化单元，用于初始化总线控制器；所述监听单元，用于对所述总线控制器进行监听和监听超时控制；所述冷启动单元，用于在所述总线控制器满足冷启动触发条件时，对所述总线控制器进行冷启动和冷启动超时控制。可选的，所述初始化单元，具体用于：在总线控制器上电使能后，检测本地MEDL(MessageDescriptorList：消息描述列表)表配置的可用性，并通过CRC校验验证MEDL表中配置数据的完整性。综上所述，本专利技术表述了一种时间触发总线集群启动和重启方法，通过总线控制器初始化、监听和监听超时控制、冷启动和冷启动超时控制以及成员关系的全局整合统一过程，建立有效的同步全局时钟和一致的成员关系，从而快速完成容错的时间触发总线集群启动或重启过程。附图说明图1是本申请实施例提供的冷启动操作示意图；图2是本申请实施例提供的时间触发总线配置场景示意图；图3是本申请实施例提供的启动帧传播时延大于传输时延示意图；图4是本申请实施例提供的派系检测和确认操作的协同示意图。具体实施方式实施例一本专利技术的目的：本专利技术提供一种时间触发总线集群启动和重启方法，用于实现时间触发总线快速、可靠的集群启动和重启。本专利技术的技术方案：一种时间触发总线集群启动和重启方法。时间触发总线集群启动或重启方法通过总线控制器初始化、监听和监听超时控制、冷启动和冷启动超时控制以及成员关系全局整合统一过程，建立有效的同步全局时钟和一致的成员关系，从而快速完成容错的时间触发总线集群启动或重启过程。本专利技术所述的时间触发总线集群启动和重启方法的步骤如下：(1)总线控制器初始化总线控制器上电使能后首先检测本地MEDL表配置的可用性，并通过CRC校验验证MEDL表中配置数据的完整性。当MEDL表通过CRC校验时，控制器初始化冷启动计数器为0，并在所有初始化任务成功执行后向主机报告初始化完成，并将控制器转化为监听状态。当检测到有CRC错误时总线控制器向主机报告初始化错误，并关闭控制器使其处于FREEZE状态。(2)监听和监听超时控制处于监听状态的总线控制器，在监听超时时间内等待带有显式控制器状态(C－State)的帧(X帧、I帧或冷启动帧)。当分别在两个通道上接收到符合上述条件的帧，总线控制器检查两个帧是否含有相同的控制器状态。如果控制器状态不一致，总线控制器丢弃掉这两个帧并重新转换到监听状态。当总线控制器收到包含正确控制器状态的帧时，根据帧类型进行如下操作：X帧和I帧：核对帧头中的模式请求域是否被设置以及是否与MEDL表中的设置相符，如不符则丢弃此帧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种时间触发总线集群启动和重启方法，其特征在于，所述方法包括：初始化总线控制器；对所述总线控制器进行监听和监听超时控制；若所述总线控制器满足冷启动触发条件，则对所述总线控制器进行冷启动和冷启动超时控制。

【技术特征摘要】
1.一种时间触发总线集群启动和重启方法，其特征在于，所述方法包括：初始化总线控制器；对所述总线控制器进行监听和监听超时控制；若所述总线控制器满足冷启动触发条件，则对所述总线控制器进行冷启动和冷启动超时控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始化总线控制器，具体包括：在总线控制器上电使能后，检测本地消息描述列表MEDL配置的可用性，并通过CRC校验验证MEDL表中配置数据的完整性。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对总线控制器进行监听和监听超时控制，具体包括：总线控制器在预设的监听超时时间内检查是否接收到带有显式控制器状态的有效帧。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷启动触发条件，具体包括：总线控制器被配置为允许发送冷启动帧；总线控制器的当前冷启动计数低于预设的最大允许冷启动次数；主机生命标记正确更新。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对总线控制器进行冷启动和冷启动超时控制，具体包括：总线控制器发送冷启动帧，并对总线控制器进行冷启动的次...

【专利技术属性】
技术研发人员：于峰，刘智武，陈长胜，张旭，何向栋，周耿，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61