一种面向分布式航电系统的资源管理架构技术方案

本发明专利技术属于属于综合模块化航电系统设计领域，涉及一种面向分布式航电系统的资源管理架构；本发明专利技术的架构将分布式航电系统分为五种不同的域：系统域、集群域、节点域、虚拟化层域和分区域来执行资源管理；在系统域中配置全局资源管理器，在其他四种域分别配置本地资源管理器；全局资源管理器控制着系统域中的资源，并对应于资源管理组件层级的最高层；所述的本地资源管理器块用于监管和控制与对应域中的资源；并负责与其同层或低一层的其他域中的本地资源管理器进行通信；本发明专利技术通过对分布式航电系统架构的多域划分并采用层级化的资源监控和管理组织架构，实现对整个航电系统的运行时资源管理，有效提升系统全局化资源管控和容错控制能力。

【技术实现步骤摘要】
一种面向分布式航电系统的资源管理架构
本专利技术属于综合模块化航电系统设计领域，具体涉及一种面向分布式航电系统的资源管理架构。
技术介绍
综合模块化航电系统(IntegratedModuleAvionics，IMA)完成了软硬件的高度集成化，并通过高速总线网络实现整机的集中控制，有效地减轻了飞机重量，目前正广泛应用于各军民用飞机中。作为机载安全关键系统，在IMA设计中普遍采用了ARINC653标准中定义的时间和空间隔离机制实现分区，并通过两级调度方式运行各个应用。这种时间和空间隔离机制有效避免了各个不同安全等级应用的互相影响，从而提升IMA的整体可靠性和安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提出了一种面向分布式航电系统的资源管理架构，用以实现在分布式和类云航电系统架构下对系统资源的层级化监控和管理。为解决此技术问题，本专利技术的技术方案是：一种面向分布式航电系统的资源管理架构，所述的资源管理架构将分布式航电系统分为五种不同的域：系统域、集群域、节点域、虚拟化层域和分区域来执行资源管理；所述的系统域是包含了整个分布式综合模块化航电系统的资源管理域；所述的集群域是包含了由多个相同或不同类型的通用处理模块以及相关网络所聚合而成的节点集群所涉及的资源域；所述的节点域是包含了单个通用模块及其运行其上的软件所涉及的资源域；所述的虚拟化层域是包含了支持运行于单个节点域上的各个分区操作系统所必须的资源域；所述的分区域是包含了运行于虚拟化层之上，即各个分区操作系统的应用软件所涉及的资源域；在系统域中配置全局资源管理器，在其他四种域分别配置本地资源管理器；全局资源管理器控制着系统域中的资源，对应于资源管理组件层级的最高层；所述的本地资源管理器块用于监管和控制对应域中的资源，并负责与其同层或低一层的其他域中的本地资源管理器进行通信。所述的全局资源管理器用于提供全局资源管理服务，监控和控制各个域的本地资源管理器，并给出全局化资源管理决策。所述的集群域中的本地资源管理器用于监管和控制节点域中的本地资源管理器、芯片外网关的本地资源，以及芯片外交换机的本地资源。所述的节点域中的本地资源管理器用于监管和控制计算节点中虚拟化层以及其他非虚拟化资源的本地资源管理器，包括网络接口、存储网关或者片上内存、输入输出组件，以及芯片外/片上网关的本地资源。所述的虚拟化层域中的本地资源管理器用于监管和控制虚拟化层域中的本地资源，包括分区、网络接口，以及应用组件的本地资源。所述的分区域的本地资源管理器用于负责监管和控制本分区内应用软件的本地运行资源。本专利技术的有益效果是：本专利技术结合分布式航电系统架构的特点，通过对系统架构的多域划分并采用层级化的资源监控和管理组织架构，实现对整个航电系统的运行时资源管理，为系统管理和容错控制提供资源感知和调度服务，特别是为航电系统动态重构提供支持。本专利技术将有效提升系统全局化资源管控和容错控制能力。附图说明图1是本专利技术的资源管理域层级示意图；图2是本专利技术的资源管理架构示意图；图3是本专利技术的资源管理服务示意图；其中，LRM-本地域资源管理、GRM-全局资源管理。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明：本专利技术提出了一种面向分布式航电系统的资源管理架构，通过“全局—本地”的分布式管理组织形式，实现对整体航电架构的资源感知和多级管理，主要包括面向分布式航电系统资源管理的多域划分与层级化管理架构、以及资源管理服务组设计。1.资源管理域划分根据在分布式综合模块化航电系统平台上建立资源管理架构的层级性，本专利技术采用了资源管理域的概念，如图1所示，结合分布式航电系统平台特点，考虑5个不同的域，用以执行资源管理：系统域、集群域、节点域、虚拟化层域、分区域，域代表了从资源管理视角出发的系统组成。系统域包含了整个分布式综合模块化航电系统的资源管理域。集群域包含了由多个相同或不同类型的通用处理模块以及相关网络所聚合而成的节点集群所涉及的资源域。节点域表示单个通用模块及其运行其上的软件所涉及的资源域。虚拟化层域是支持运行于单个节点域上的各个分区操作系统所必须的资源域。分区域是运行于虚拟化层之上，即各个分区操作系统的应用软件所涉及的资源域，为应用软件执行提供资源支持。2.资源管理架构本专利技术在定义了5类资源管理域划分的基础上，描述了一种通用的层级化资源管理架构，使之足够灵活以适应分布式航电系统平台的异构资源，即通过在系统域中配置全局资源管理器；在其他四种域分别配置本地资源管理器，以实现对分布式综合模块化航电系统的层级化资源管理。此外在各个本地资源管理域中配置本地资源监控器和本地资源管理器，分别实现对各域中资源实体的监控和控制。本专利技术所述的4类管理器功能如下描述：全局资源管理器提供全局资源管理服务。接收自各个本地资源管理器的信息，给出全局化资源管理决策。本地资源管理器提供本地域资源管理服务，包括发送资源的抽象状态信息到全局资源管理器、接受来自全局资源管理器的重配置命令、将全局资源管理命令适配成本地资源调度参数以及初始化本地重配置等。本地资源监控器提供监控服务(即监控可用性、能源并检测错误等)。本地资源调度器提供调度服务和配置服务。调度服务如时间触发消息的分发，依据离线/在线调度参数进行任务调度等。配置服务即接受上层级对当前域运行配置请求、更新配置等。系统资源管理架构和各层级资源管理能力如图2所示。全局资源管理器控制着整个系统域中的资源，对应于资源管理层级的最高层。对于其它每一个域都对应一个本地资源管理器，用于监管和控制对应域中的资源。高层级的资源管理器与一个更低层级的本地资源管理器进行通信交互，或者直接与独立资源本身的监控器和本地资源调度器通信交互。集群域中的本地资源管理器负责监管和控制节点域中的本地资源管理器、芯片外网关的本地资源，以及芯片外交换机的本地资源。节点域中的本地资源管理器负责监管和控制计算节点中虚拟化层以及其他非虚拟化资源的本地资源管理器，包括网络接口、存储网关或者片上内存、输入输出组件，以及芯片外/片上网关的本地资源。虚拟化层域的本地资源管理器负责监管和控制虚拟化层域中的本地资源，包括分区、网络接口，以及应用组件的本地资源。分区域的本地资源管理器负责监管和控制本分区内应用软件的本地运行资源。3.资源管理服务设计如图3所示，本专利技术在前述的资源管理架构以及各域资源管理器功能基础上，为各层级(全局资源管理器和本地资源管理器)的功能配置不同的服务，并针对不同的资源管理域给出了典型的通用服务列表，详细描述如下：1)全局资源管理服务组(1)从本地资源管理器收集状态信息全局资源管理器收集所有与它交联的本地资源管理器所监控的信息，主要参数包括资源的物理名称和监控变量。(2)获取配置全局资源管理器负责所有离线配置数据库，或者在运行时计算一个新的配置(新的调度表或者调度参数)。(3)全局重配置全局资源管理器将在系统级信息分析监控基础上，考虑系统级约束做出重配置决策，使系统适配到不同的模式或者状态。(4)发送命令到本地资源管理器一旦采取重配置决策，全局资源管理器将通过网络和中间件与所有重配置相关的资源本地资源管理器进行通信。(5)管理外部输入外部输入包括了各个本地资源管理器上传给全局管理器的实时资源状态，可构成系统的一个新约束，而全局资源管理器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向分布式航电系统的资源管理架构，其特征在于：所述的资源管理架构将分布式航电系统分为五种不同的域：系统域、集群域、节点域、虚拟化层域和分区域来执行资源管理；所述的系统域是包含了整个分布式综合模块化航电系统的资源管理域；所述的集群域是包含了由多个相同或不同类型的通用处理模块以及相关网络所聚合而成的节点集群所涉及的资源域；所述的节点域是包含了单个通用模块及其运行其上的软件所涉及的资源域；所述的虚拟化层域是包含了支持运行于单个节点域上的各个分区操作系统所必须的资源域；所述的分区域是包含了运行于虚拟化层之上，即各个分区操作系统的应用软件所涉及的资源域；在系统域中配置全局资源管理器，在其他四种域分别配置本地资源管理器；全局资源管理器控制着系统域中的资源，对应于资源管理组件层级的最高层；所述的本地资源管理器块用于监管和控制对应域中的资源，并负责与其同层或低一层的其他域中的本地资源管理器进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种面向分布式航电系统的资源管理架构，其特征在于：所述的资源管理架构将分布式航电系统分为五种不同的域：系统域、集群域、节点域、虚拟化层域和分区域来执行资源管理；所述的系统域是包含了整个分布式综合模块化航电系统的资源管理域；所述的集群域是包含了由多个相同或不同类型的通用处理模块以及相关网络所聚合而成的节点集群所涉及的资源域；所述的节点域是包含了单个通用模块及其运行其上的软件所涉及的资源域；所述的虚拟化层域是包含了支持运行于单个节点域上的各个分区操作系统所必须的资源域；所述的分区域是包含了运行于虚拟化层之上，即各个分区操作系统的应用软件所涉及的资源域；在系统域中配置全局资源管理器，在其他四种域分别配置本地资源管理器；全局资源管理器控制着系统域中的资源，对应于资源管理组件层级的最高层；所述的本地资源管理器块用于监管和控制对应域中的资源，并负责与其同层或低一层的其他域中的本地资源管理器进行通信。2.根据权利要求1所述的面向分布式航电系统的资源管理架构，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铁颖，池程芝，邬子婴，
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