[發明專利]一種星載計算機的故障診斷方法

有效

• 申請號: 201410301310.7
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104050051B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 花秋琴
• 申請（專利權）人: 上海航天電子通訊設備研究所
• 主分類號: G06F11/07
• 分類號: G06F11/07;G06F11/22
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及故障診斷技術領域，特別涉及一種星載計算機的故障診斷方法。

背景技術

受空間環境中高能粒子的輻射、太陽耀斑以及高低溫差等不利因素，使得計算機中的邏輯資源、存儲介質易出現各類瞬時或者永久故障。空間飛行器高度的自主控制要求，對復雜空間環境適應能力的要求，在關鍵事件中持續不間斷工作的要求，需要具備星載電子設備特別是核心控制計算部件的自主故障診斷和容錯能力。

故障診斷和容錯技術主要是通過增加冗余信息，以備份、編碼、模式識別等方式達到對設備故障的診斷和恢復。現有的星載電子設備受規模、元器件選型等多種因素制約，目前主要采用的方法包括多機自主切換、冷熱冗余，存儲資源的漢明編碼、三取二等方式。上述方式有效保障了單機產品在故障后的最大運行能力，對存儲資源的瞬時故障具有較好的實時糾檢錯能力。而在現代的星載電子設備的研制中，由于產品性能的提升、集成度和設計規模的增加，大量大規模集成電路的使用，使得現有的診斷和容錯方式已不能滿足星載電子設備特別是星載計算機的應用要求。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供了一種星載計算機的故障診斷方法，本發明通過以下技術方案實現：

一種星載計算機的故障診斷方法，通過軟硬件協同工作的方式完成星載計算機的故障診斷，包括：基于斷言的故障檢測，以及硬件故障事件驅動；

基于斷言的故障檢測包括：

星載計算機的硬件系統提供硬件驅動參數的操作接口和數值范圍，由軟件回讀并判斷；軟件對函數接口進行輸入參數和狀態返回的檢測；通過斷言輸入參數的工作范圍，當判定輸入參數超出閾值時，以軟中斷或回調函數的方式拋擲異常，并在處理器的異常處理流程中完成故障診斷和恢復；

硬件故障事件驅動包括：

采用控制流、數據流的同步狀態反饋方式，以總線訪問的等待信號、錯誤信號以及中斷信號三種觸發方式中斷處理器當前運行流程，并根據事件驅動源、反饋信息進行故障識別和恢復。

較佳的，采用控制流、數據流的同步狀態反饋方式包括：

對星載計算機的數據流按功能域或時鐘域進行分割，分割得到若干功能單元，對所分割的每個功能單元建立狀態機，狀態機包括空閑態、工作態以及確認態三種狀態，對分割點進行控制流同步握手，同步握手包括狀態機的狀態確認以及兩個功能單元之間的數據通訊校驗，當功能單元出錯造成兩個功能單元之間的同步失敗或者通訊校驗不正確時，兩個控制流同步握手失敗導致數據流無法鏈接，直至處理器總線訪問超時，進入總線訪問操作異常流程。

較佳的，分割得到若干功能單元包括：處理器譯碼相應邏輯、主設備通訊控制邏輯、從設備通訊控制邏輯、存儲控制邏輯以及接口訪問邏輯。

較佳的，狀態機包括空閑態、工作態以及確認態三種狀態，三種狀態間的轉換條件包括：當前邏輯在空閑態下，檢測上級邏輯的啟動流程標識是否有效，以及下級邏輯是否處于空閑態，若判斷結果都為是則進入工作態，反之則不轉換；當前邏輯在工作態下，檢測當前邏輯的工作流程是否結束，若判斷結果為是則進入確認態，反之不轉換；當前邏輯在確認態下，檢測上級邏輯的啟動流程標識是否無效，以及下級邏輯是否處于工作態，若判斷結果都為是則進入空閑態，反之則不轉換。

較佳的，對于沒有總線等待標識的處理器，在空閑態增加超時計數器，并在計數器超過閾值時以中斷或總線錯誤方式通知處理器。

附圖說明

圖1所示的是本發明基于控制流的同步狀態反饋方式的流程圖；

圖2所示的是本發明的狀態機示意圖；

圖3所示的是本發明基于斷言的故障檢測的算法流程圖；

圖4所示的是本發明事務級斷言的多數據源采集系統故障檢測示意圖。

具體實施方式

以下將結合本發明的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述和討論，顯然，這里所描述的僅僅是本發明的一部分實例，并不是全部的實例，基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。

為了便于對本發明實施例的理解，下面將結合附圖以具體實施例為例作進一步的解釋說明，且各個實施例不構成對本發明實施例的限定。

一種星載計算機的故障診斷方法，通過軟硬件協同工作的方式完成星載計算機的故障診斷，包括：基于斷言的故障檢測，以及硬件故障事件驅動。