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制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。通过本发明专利技术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。性。性。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术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。本专利技术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。而本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]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。本专利技术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。本专利技术利用物理介质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。
[0005]为解决这一技术问题，本专利技术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，本专利技术在各个被测试站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。
[0006]通过本专利技术中的测试机制，可以快速有效地检测出任一工作站在合并选择过程中是否发生了差错。从而解决了在线性令牌总线中无法检测工作站合并选择过程可靠性的问题。
[0007]本专利技术的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，服务于航电系统的LTPB总线上连接有多个工作站；每个工作站中的计数器是用来记录接收测试信息对应的比特数；其特征在于：合并选择完整性检测装置CSID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；
[0008]将任意一个工作站station
a
作为合并选择完整性检测装置CSID使用；其余工作站称为被测试站；
[0009]投票比较逻辑单元CSU完成的事项为：
[0010]步骤(A)，服务于航空电子系统的LTPB总线，且经LTPB总线实现通信的有多个工作站；
[0011]步骤(B)，LTPB总线上的各个工作站分别经物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ同时接收消息帧；
[0012]步骤(C)，在现场进行被测试站异常检测时，指定工作站station
a
为CSID装置，工作站station
a
向被测试站集发出测试消息帧所述对应的比特数，记为
[0013]步骤(D)，被测试站集合中的各个被测试站依据测试消息帧向工作站station
a
输出物理介质Ⅰ上的比特数和物理介质Ⅱ上的比特数；
[0014]步骤(E)，工作站station
a
的投票比较逻辑单元CSU发出同一物理介质需求指令CSU
out
后，各个被测试站将上传依据步骤(D)得到的比特数；
[0015]工作站station
a
的合并选择计数器向投票比较逻辑单元CSU发出同一物理介质执行指令CSU
in
的同时，上传合并选择基准比数数BT
高频次
；
[0016]在工作站station
a
的合并选择计数器中采用多数投票和阈值比较方法实现合并选择；先分别计算出各个被测试站的比特数出现的频次，然后在所有频次中选择出有出现频次最多的比特数作为合并选择基准比数数BT
高频次
。
[0017]多数投票和阈值比较方法
[0018]在本专利技术中，物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ同时传输测试信息则任意一个被测试站station
i
中计数器记录的、接收到的消息帧对应的比特数为且
[0019]在本专利技术中，被测试站station
i
的比特数标准差，记为且
[0020]BT
高频次
表示出现频次最多的比特数，简称为基准比数数。
[0021]在本专利技术中，比特数阈值，记为BT
阈值
。
[0022]比较合并选择过程未出现异常。
[0023]比较合并选择过程出现异常。
[0024]本专利技术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的优点在于：
[0025]①
通过在合并选择单元应用指令/监视装置，除了在测试状态中提高合并选择的可靠性，同样可以在运行状态时避免合并选择过程中错误信息的继续转发。
[0026]②
本专利技术自测试的主要过程是在测试状态中完成的，并不会在运行状态下影响总线上的正常通信。
[0027]③
本专利技术指令监视站是从任意一个工作站中选取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一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，服务于航电系统的LTPB总线上连接有多个工作站；每个工作站中的计数器是用来记录接收测试信息对应的比特数；其特征在于：合并选择完整性检测装置CSID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；将任意一个工作站station
a
作为合并选择完整性检测装置CSID使用；其余工作站称为被测试站；投票比较逻辑单元CSU完成的事项为：步骤(A)，服务于航空电子系统的LTPB总线，且经LTPB总线实现通信的有多个工作站；步骤(B)，LTPB总线上的各个工作站分别经物理介质Ⅰ和物理介质Ⅱ同时接收消息帧；步骤(C)，在现场进行被测试站异常检测时，指定工作站station
a
为CSID装置，工作站station
a
向被测试站集发出测试消息帧所述对应的比特数，记为步骤(D)，被测试站集合中的各个被测试站依据测试消息帧向工作站station
a
输出物理介质Ⅰ上的比特数和物理介质Ⅱ上的比特数；步骤(E)，工作站station
a
的投票比较逻辑单元CSU发出同一物理介质需求指令CSU
out
后，各个被测试站将上传依据步骤(D)得到的比特数；工作站stati...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峭，戚佳艺，李佳，刘才艺，冯靓婕，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：