[發明專利]一種1553B總線數據故障注入裝置

有效

• 申請號: 201510336643.8
• 申請日: 2015-06-17
• 公開（公告）號: CN105162529B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 畢少筠;鄭晉軍;郝文宇;楊聰偉;劉家興;張弓;司端國;康成斌;劉安邦;胡偉
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

技術領域

本發明涉及一種1553B總線數據故障注入裝置，屬于通信總線仿真以及航天器系統級故障注入技術領域。

背景技術

1553B總線指遵從美國軍用標準MIL-STD-1553B的數字時分制指令/響應型多路傳輸總線，與之對應的我國軍用標準為GJB289A-97(兩標準規定內容一致)。1553B總線的通信過程由總線控制器(BC，BusController)發起并采用指令-響應的應答控制機制，提供了傳輸可靠性保障，被廣泛應用于軍事、工業及科研領域特別是軍用機載電子設備和航空航天電子設備的中低速率數據傳輸。

隨著航天器系統可靠性和可測試性要求的不斷提高，在航天器系統級測試過程中采用故障注入的加速失效方法模擬未來系統應用過程中可能潛在的各種風險和驗證系統對故障的防護能力己經成為檢驗系統可測試性設計有效性和完備性的必要措施。1553B接口的協議復雜以及實時性要求高導致針對1553B接口的數據故障注入難以通過簡單的轉發設備實現。目前的1553B總線故障注入主要關注于1553B總線的電氣故障和協議故障，隨著1553B總線控制芯片的逐漸成熟，在系統級進行1553B總線數據故障注入的通用、便捷方法成為亟待解決的技術問題

目前常見的數據故障注入方法包括：1、通過仿真軟件以修改HDL代碼或處理器軟件代碼的方式在1553B總線控制IP核或芯片的輸入端注入數據故障；2、通過故障注入平臺的方式，用FPGA實現1553B協議以及數據故障模擬，即用FGPA代替1553B芯片實現故障模擬；3、采用HDL代碼在FPGA上實現1553B部分協議及數據故障模擬，FGPA的輸入端與1553B總線控制IP核或芯片連接，不干預1553B總線控制IP核或芯片的通信功能。前兩種方法需要改變單機設備的內部軟硬件結構，無法在單機封蓋的情況下進行系統級故障注入，也無法全面的模擬1553B芯片的性能；第三種方法采用處理轉發的方式，處理延時增加了1553B總線的指令響應時延，存在超時風險，故僅適用于部分響應時間余量充足的系統。此外，上述方法均采用人工編寫代碼的方式實現1553B協議，方案復雜度高，無法進行通用化設計，難以得到廣泛應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在航天器系統級測試中進行1553B接口數據故障注入的通用裝置，該裝置可以模擬不同單機設備的1553B總線接口數據故障，裝置不使用FPGA芯片，故障模擬不增加處理時延，滿足各種系統總線的實時性要求，可用于驗證航天器的系統級故障防護能力。

本發明的是通過以下技術方案實現的。

本發明的一種1553B總線數據故障注入裝置，包括兩塊1553B控制芯片、數據處理緩存模塊、故障注入控制模塊和故障用例庫；

所述的1553B控制芯片為通用芯片(例如BU-61580芯片)；

通過兩塊1553B控制芯片搭建兩級總線，并通過數據處理緩存模塊實現兩級總線之間的通信；兩級總線分為內部總線和外部總線；

進行故障注入時，兩級總線串入待測航天器系統與故障注入目標單機連接的1553B總線接口中，與故障注入目標單機連接的總線被稱為內部總線，與航天器系統連接的總線稱為外部總線。

數據處理緩存模塊對內部總線發送指令，緩存內部總線的指令響應數據；同時接收來自外部總線的指令，并將對應的緩存數據寫入外部總線1553B控制芯片；

進行故障注入時，數據處理緩存模塊根據故障注入控制模塊發送的故障數據和故障注入條件，在滿足故障注入條件時刻將故障數據寫入緩存數據中，實現1553B總線的數據故障注入。故障注入條件包括時間、幀號、字段為特定內容等，可實現在指定時間、指定幀、幀內某字段為指定內容時進行故障注入。

所述的故障注入控制模塊用于控制兩級總線的指令時序、故障注入條件和故障注入內容。對于外部總線上發送給故障注入目標單機的周期性指令，故障注入控制模塊采用參數設置的方式獲得指令字和指令周期，從而得到特定指令的到達時刻。故障注入控制模塊控制數據處理緩存模塊在外部總線特定指令到達之前對內部總線發起相同的指令，獲得故障注入目標單機的指令響應數據并進行緩存，隨后根據故障用例庫的注入條件判斷是否對緩存的數據進行故障注入，并控制數據處理緩存模塊將緩存數據寫入外部總線1553B控制芯片，等待外部總線指令到達時進行相應緩存數據的響應；上述流程實現了1553B總線數據故障注入的零處理時延。

對于外部總線上發送給故障注入目標單機的非周期性指令，通過參數設置或定時發送該指令刷新緩存數據的方式提前緩存好響應數據，并根據故障注入條件對緩存數據進行故障注入處理。