多板卡维护方法技术

本发明专利技术公开了多板卡维护方法，包括：配置一台上位机以及用于板卡维护的局域网物理网络，上位机中配置有板卡维护程序，m个运行于功能安全系统的待维护板卡，m为大于1的正整数；待维护的下位机板卡通过物理硬件维护按钮使板卡复位并进入维护态，板卡主动从上位机程序机以网络加载方式获取维护态操作系统，并主动向上位机程序机发送维护请求；上位机通过鉴权与认证录入待维护下位机板卡，通过人为触发或自动启动方式开始对待维护的下位机板卡启动维护流程。本发明专利技术优点是提高多块板卡维护的效率、减少了维护设备资源的浪费、缩短板卡维护的操作时间，并减少了因人为因素而导致的错误影响,提高了系统整体的安全性与可靠性。影响,提高了系统整体的安全性与可靠性。影响,提高了系统整体的安全性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
多板卡维护方法


[0001]本专利技术涉及计算机工业控制安全计算
，特别涉及多板卡维护方法。

技术介绍

[0002]工业控制安全计算领域的嵌入式板卡需要结合不同的业务特性工作在不同的模式下，同时需要将系统的运行时数据上送到上位机便于用户展示与分析，这就需要针对相同的软硬件版本进行系统的参数化配置和系统数据的拉取来达到不同的目的；又因为安全计算领域的嵌入式板卡属于安全封闭系统，其本身不具备与系统外界对象进行直接通信的能力。所以，针对该系统参数配置和系统数据拉取的过程需通过上位机对板卡的操作、管理与维护来实现的。
[0003]传统的上位机针对功能安全的嵌入式板卡的操作、管理与维护需要通过串口和网线分别物理连接到板卡，然后通过串口登录到板卡，以输入命令执行的方式触发处于维护态下的板卡执行相应的动作，再通过网络传输数据的方式将板卡的数据传输到上位机或者将配置数据下载到板卡，整个维护过程环境错综、操作复杂。
[0004]其次，当所维护的板卡数目较少时，此维护过程是可控的，当所维护的板卡数目较多，或者针对板卡的操作、管理与维护的活动较为频繁时，如何提高板卡维护的效率是各功能安全系统的产品用户亟待解决的首要任务之一。
[0005]再次，当每个板卡都需要独立与上位机连接，通过串口命令进行交互操作，这就会浪费因连接而产生的物理设备的资源，如串口线、网线等；也会浪费用于通信的上位机串口和网口资源；最后，用户对板卡的操作、管理与维护过程中交互式的命令操作会因人为意外错误的操作而导致系统配置信息出错或者关键性数据被擦除，从而产生无法恢复的局面。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种多板卡维护方法，其优点是提高多块板卡维护的效率、减少了维护设备资源的浪费、缩短板卡维护的操作时间，并减少了因人为因素而导致的错误影响, 提高了系统整体的安全性与可靠性。
[0007]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案实现的，多板卡维护方法，其特征在于，包括：配置一台上位机以及用于板卡维护的局域网物理网络，上位机中配置有板卡维护程序，m个运行于功能安全系统的待维护板卡，m为大于1的正整数，作为下位机分别通过各自的网线接入到用于板卡维护的局域网物理网络；待维护的下位机板卡通过物理硬件维护按钮使板卡复位并进入维护态，板卡主动从上位机程序机以网络加载方式获取维护态操作系统，并主动向上位机程序机发送维护请求；上位机通过鉴权与认证录入待维护下位机板卡，通过人为触发或自动启动方式开
始对待维护的下位机板卡启动维护流程。
[0008]进一步的，上位机与下位机板卡间通信报文支持CRC校验。
[0009]进一步的，上位机采用固定IP，可被局域网中的任一板卡进行网络访问；位于机箱中待维护板卡通过设备物理编号生成同局域网网段内IP，设备物理编号采用机箱号、槽位号实现IP唯一化；若机箱号或槽位号无效，则由上位机通过DHCP动态分配板卡IP，通过维护态系统程序对板卡网口IP地址进行单次配置，系统重启后，该板卡网口的IP地址恢复。
[0010]进一步的，板卡通过安全硬件维护机制使板卡复位并进入系统维护态，其中用于安全硬件维护机制的操作单次生效，板卡重启后，原功能不再生效，板卡系统进入工作态。
[0011]进一步的，运行于维护态的板卡支持网络协议栈功能。
[0012]进一步的，下位机板卡进入系统维护态后，启动tftpboot服务并通过网络加载携带网络协议栈的操作系统镜像，启动操作系统。
[0013]进一步的，下位机板卡升级与维护完成后，自动重启，并进入到系统正常工作状态，如需再次发送维护请求，需再次通过按需触发物理硬件维护按钮使板卡复位并进入维护态，开启再次维护流程。
[0014]进一步的，上位机生成维护清单，维护清单内包括待维护下位机板卡的维护信息，包括操作人员、维护时间、系统版本、维护状态、错误信息、拉取的下位机数据。
[0015]进一步的，对多板卡同时远程维护的方法时序为：第一步，系统维护人员启动上位机程序中的维护程序，维护程序在整个维护过程中以Server的角色运行，响应各个下位机板卡的维护请求；第二步，下位机板卡安全硬件维护机制使板卡复位后进入系统维护态；第三步，下位机板卡网络加载维护态操作系统；第四步，下位机板卡设置维护态临时IP；第五步，下位机板卡发起鉴权与认证请求；第六步，上位机板卡对合法的下位机发起维护流程；第七步，上位机与下位机板卡进行数据校验；第八步，下位机板卡在维护流程结束后自动重启，使系统进入正常工作态。
[0016]综上所述，本专利技术的有益效果有：1．目前现有技术中上位机程序机对板卡的维护一般采用1对1的方式，即上位机程序机同一时刻只能对一块板卡进行操作、管理与维护。在板卡需升级、维护，且待维护的板卡数量较多时，用户又亟需在很短的时间内完成在系统中所有板卡的升级、维护，这就对系统中多个板卡的维护性性能提出了较高的效率要求。本专利技术提出的一种功能安全系统的多板卡同时远程维护的方法，可以从根本上解决这个问题，上位机程序机在性能许可的情况下，可以支持m个板卡同时执行板卡的操作、管理与维护工作，使短期内完成系统中批量板卡成为可能，节约了系统板卡OAM时间，降低了产品维护代价，提高了产品自动化能力。
[0017]2．现有技术中上位机程序机对板卡进行维护，一般需外接串口线与上位机进行命令配置，再通过网线进行镜像、配置文件下发或运行数据拉取，这就导致物理上需要2套通道完成完整过程。本专利技术提出的一种功能安全系统的多板卡同时远程维护的方法中只需要利用板卡自带的网口通过网线链接到维护的局域网即可实现，在维护环境上，节省了串口线和上位机串口数目的资源，在外场的维护也无需担心所携带的串口线故障而影响了系统
板卡的升级与维护。
[0018]3．现有技术中上位机程序对板卡进行维护，用户需要通过串口登录到设备，输入维护的系列命令从而完成对指定板卡的升级与维护，人为的命令输入难免会产生错误操作，这就致系统配置信息出错或者关键性数据被擦除，从而产生无法恢复的局面，针对关键性数据的提取产生深远的影响。本专利技术的方法中对板卡操作流程支持人为开启和自动化开启，执行流程完全自动化，数据传输采用CRC进行校验，从而保证了对各个板卡的维护达到工业级安全性要求，让用户不畏惧、不抗拒对系统板卡的升级与维护，也在另一方面对系统产品的功能迭代工作铺扫清了障碍。
[0019]4．现有技术中上位机程序对板卡进行维护，往往采取点对点直连方式，两者需通过网线和串口线物理直连才能进行工作，这就对上位机程序机和下位机板卡间的物理通讯线路有了较大的限制。本专利技术的方法是仅基于网络进行板卡的升级与维护，常规方式是上位机程序机和板卡处在同一个局域网网络，网络报文可达即可完成整个升级与维护工作，如果涉及到跨Internet网，也可由VPN技术实现跨网络的板卡远程升级与维护，对系统设备实现远程升级与维护提供了可能性与实践性。通过以太网直连或无线网OTA介质对远端设备进行升级和维护也是嵌入式技术发展的趋势所向。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多板卡维护方法，其特征在于，包括：配置一台上位机以及用于板卡维护的局域网物理网络，上位机中配置有板卡维护程序，m个运行于功能安全系统的待维护板卡，m为大于1的正整数，作为下位机分别通过各自的网线接入到用于板卡维护的局域网物理网络；待维护的下位机板卡通过物理硬件维护按钮使板卡复位并进入维护态，板卡主动从上位机程序机以网络加载方式获取维护态操作系统，并主动向上位机程序机发送维护请求；上位机通过鉴权与认证录入待维护下位机板卡，通过人为触发或自动启动方式开始对待维护的下位机板卡启动维护流程。2.根据权利要求1所述的多板卡维护方法，其特征在于，上位机与下位机板卡间通信报文支持CRC校验。3.根据权利要求1所述的多板卡维护方法，其特征在于，上位机采用固定IP，可被局域网中的任一板卡进行网络访问；位于机箱中待维护板卡通过设备物理编号生成同局域网网段内IP，设备物理编号采用机箱号、槽位号实现IP唯一化；若机箱号或槽位号无效，则由上位机通过DHCP动态分配板卡IP，通过维护态系统程序对板卡网口IP地址进行单次配置，系统重启后，该板卡网口的IP地址恢复。4.根据权利要求1所述的多板卡维护方法，其特征在于，板卡通过安全硬件维护机制使板卡复位并进入系统维护态，其中用于安全硬件维护机制的操作单次生效，板卡重启后，原功能不再生效，板卡系统进入工作态。5.根据权利要求4所述的多板卡维护...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宇，齐永，
申请(专利权)人：江苏华创微系统有限公司，
类型：发明
国别省市：