【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种双余度导航计算机底层软硬件实现方法，应用于双余度惯性系统领域，实现系统的同步及余度管理。
技术介绍
1、余度技术是当前系统提升可靠性与安全性的一项重要手段，其中双余度系统在提高系统的可靠性、消除单点故障的同时也兼备体积、功耗、成本低的特点，广泛应用于无人机等产品中。双余度惯性系统因其对惯性器件采样时刻的强实时性要求，对同步精度和时序存在特殊的需求，需确保硬件选通信号具有热备份及自适应同步能力，且保证同步选通信号及硬件中断信号的时序稳定，否则会导致系统采集惯性信息出现错拍现象，导致精度损失或者功能失效。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术目的在于花费最小硬件开销的情况下，基于fpga内部高精度守时同步算法实现双余度惯性系统的余度切换及同步功能，实现双余度系统间惯性信息高精度同步及数据采集解算。
2、为实现本专利技术目的，本专利技术提出的适用于双余度惯性系统的导航计算机自适应余度管理方法采取技术方案如下：
3、主设备通过设备id的大小关系确定当班机，提前启动并发出同步信号作为系统的选通信号，同时对从机选通信号进行采集、跟踪；从机设备延迟固定时间启动，并对当班机发出的选通信号进行跟随、同步，同时通过fpga内自适应守时结果发出选通信号与当班机发出的选通信号实现线与功能；若当班机的选通信号因硬件故障或软件错误消失或者时序超过设置阈值时，将从机同步信号切换为系统选通信号，实现热冗余备份功能。
4、进一步地，从机设备采用ttl
5、进一步地，通过采用回采到的系统同步信号与本地守时同步信号相位差比较的方式实现主从计算机故障判定与隔离。
6、进一步地，当班机判断回采到的系统同步信号与本地守时同步信号相位差是否在阈值范围内，若不在阈值范围内，切换当班机状态为从机，并清除当班机状态，从机检测到状态变更后切换为主机状态，并发出惯性同步信号；若在阈值范围内，当班机发出系统惯性信息同步信号，从机采集系统同步信号并发出守时后同步信号与当班机信号进行线与。
7、进一步地，从机对线上同步信号进行采集，并判断回采到的系统同步信号与自守时信号之间相位差值是否在阈值范围内，若不在阈值范围内，置从机异常故障，从机不再发出惯性选通信号，若在阈值范围内，从机发出惯性同步信号，从机采集系统同步信号并发出守时后同步信号与当班机信号进行线与。
8、与现有技术对比，本专利技术有益效果如下：
9、本专利技术实现方法通过最低的硬件额外开销实现双余度惯性系统同步及惯性选通的热冗余备份，结合fpga内部高精度守时授时算法实现同步信号的跟踪、切换功能，可保证双机之间惯性信息采集异步度优于5us，有效保证了惯性系统高精度应用需求。本方案利用已经有的硬件电路资源，电气上利用了ttl信号的线与计算特性，不必增加复杂器件，不影响其他功能，具备很好的通用性。经实际产品验证，此方法适用性强、安全可靠，实用性很强，可以实现双余度及多余度平台同步及冗余管理功能通用化设计。
10、本专利技术主要特点如下：
11、a)采用id参数定制的方式决定系统内当班机及从机配置，并设置系统启动加载时间。
12、b)采用ttl信号逻辑线与的方式实现系统选通信号热冗余备份，极大降低硬件开销；
13、c)采用逻辑内部自适应同步守时授时的方式时间系统选通信号与惯性信息高精度同步；
14、d)通过输出信号与输入信号相位差比较的方式实现计算机故障判定与隔离。
15、e)通过状态信号采集与判断的方式，实时实现主从机切换。
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1.一种适用于双余度惯性系统的导航计算机自适应余度管理方法，其特征在于，FPGA通过设备ID的大小关系确定当班机，提前启动并发出同步信号作为系统的选通信号，同时对从机选通信号进行采集、跟踪；从机设备延迟固定时间启动，并对当班机发出的选通信号进行跟随、同步，同时通过FPGA内自适应守时结果发出选通信号与当班机发出的选通信号实现线与功能；若当班机的选通信号因硬件故障或软件错误消失或者时序超过设置阈值时，将从机同步信号切换为系统选通信号，实现热冗余备份功能。
2.根据权利要求1所述的一种适用于双余度惯性系统的导航计算机自适应余度管理方法，其特征在于，从机设备采用TTL集电极开路门实现与主机设备信号的线与功能。
3.根据权利要求1所述的一种适用于双余度惯性系统的导航计算机自适应余度管理方法，其特征在于，通过采用回采到的系统同步信号与本地守时同步信号相位差比较的方式实现主从计算机故障判定与隔离。
4.根据权利要求3所述的一种适用于双余度惯性系统的导航计算机自适应余度管理方法，其特征在于，当班机判断回采到的系统同步信号与本地守时同步信号相位差是否在阈值范围
5.根据权利要求4所述的一种适用于双余度惯性系统的导航计算机自适应余度管理方法，其特征在于，从机对线上同步信号进行采集，并判断回采到的系统同步信号与自守时信号之间相位差值是否在阈值范围内，若不在阈值范围内，置从机异常故障，从机不再发出惯性选通信号，若在阈值范围内，从机发出惯性同步信号，从机采集系统同步信号并发出守时后同步信号与当班机信号进行线与。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于双余度惯性系统的导航计算机自适应余度管理方法，其特征在于，fpga通过设备id的大小关系确定当班机，提前启动并发出同步信号作为系统的选通信号，同时对从机选通信号进行采集、跟踪；从机设备延迟固定时间启动，并对当班机发出的选通信号进行跟随、同步，同时通过fpga内自适应守时结果发出选通信号与当班机发出的选通信号实现线与功能；若当班机的选通信号因硬件故障或软件错误消失或者时序超过设置阈值时，将从机同步信号切换为系统选通信号，实现热冗余备份功能。
2.根据权利要求1所述的一种适用于双余度惯性系统的导航计算机自适应余度管理方法，其特征在于，从机设备采用ttl集电极开路门实现与主机设备信号的线与功能。
3.根据权利要求1所述的一种适用于双余度惯性系统的导航计算机自适应余度管理方法，其特征在于，通过采用回采到的系统同步信号与本地守时同步信号相位差比较的方式实...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾明福，宋舒雯，张伟彬，徐步峰，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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