[發明專利]面向任務死限監控的多余度軟件調試裝置及調試方法

有效

• 申請號: 201810819780.0
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN109144851B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 顏紀迅;叢日朝;杜林;蘇春宇;謝至聰
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安飛行自動控制研究所
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明涉及面向任務死限監控的多余度軟件調試裝置及調試方法。本發明的裝置，包括多余度同步周期中斷信號源，多余度全局時鐘，處理器，時間觸發調試代理，余度間交叉通訊總線，調試通訊總線，多余度同步調試器。在面向任務死限監控的任務調度過程中，本方法通過在調試進入斷點時記錄全局定時值，并得到斷點時刻相對于多余度同步周期中斷信號源的時間偏移；當系統恢復執行時，通過余度間交叉通訊總線交叉比較周期節拍數，在各余度周期節拍一致的情況下，等待到達合適的時間偏移后，恢復系統執行。本發明的調試方法及裝置，對于面向任務死限監控的多余度系統，能夠保證任務執行死限不受調試行為的影響，且余度間能夠保持同步。

技術領域

本發明屬于嵌入式計算機的軟件調試技術領域，具體涉及面向任務死限監控的多余度軟件調試裝置及調試方法。

背景技術

在航空、航天、航海、高鐵等安全關鍵領域，要求關鍵控制設備必須在一定的時間內，給出有效的輸出值。為此，一般都會將安全關鍵系統的軟件任務按照周期進行調度，并在任務調度的過程中，監控任務執行的死限。一旦任務超出定義的死限，操作系統會立即引發任務的死限超時故障處理，以提示系統進入故障安全態或者余度綜合處理。

但是，安全關鍵系統的這種安全處理策略，會給系統的軟件調試帶來一定困難。軟件調試的實現，一般是通過處理器的調試異常，打斷當前的正常任務運行，以便觀察任務當前的運行狀態，并希望退出調試異常后，任務能夠恢復正常的運行。但是，安全關鍵系統的任務調度時鐘，往往是基于某個外部激勵的確定性時鐘，無法在調試過程中關閉，因此調試結束恢復任務運行時，往往已經超出了任務相對調度時鐘允許的監控范圍，導致恢復運行的任務立刻進入死限超時故障處理，無法保持正常的運行。此外，對于多余度的安全關鍵系統而言，進入調試斷點后，再恢復運行的過程，往往同時會破壞系統的余度間同步關系，導致系統進入余度間失步的故障處理。

發明內容

本發明的目的是：設計面向任務死限監控的多余度軟件調試裝置及調試方法，以解決在保持任務死限監控處理功能的前提下，無法正常使用軟件的調試功能的技術問題。

為解決此技術問題，本發明的技術方案是：面向任務死限監控的多余度軟件調試裝置及調試方法為：面向任務死限監控的多余度軟件的調試裝置，所述的調試裝置包括：多余度全局時鐘、被調試系統、時間觸發調試代理、余度間交叉通訊總線、調試通訊總線、多余度同步調試器；多余度同步調試器發出調試命令并通過調試通訊總線傳輸；時間觸發調試代理根據調試命令設置斷點信息，啟動被調試系統程序進入斷點或退出斷點；余度間交叉通訊總線為多個余度處理器之間進行信息交叉傳輸的總線通道。

所述的多余度全局時鐘為多余度同步系統各處理器收到的統一時鐘，用于每隔時間周期通過多余度同步周期中斷信號源觸發系統各節點同步進行任務調度；并用于記錄斷點進入時刻和斷點退出時刻。

所述的時間觸發調試代理分布于每一個余度節點上，是被調試系統內部運行的一段調試用代理程序，能夠打斷被調試程序的運行，并在打斷后監控被調試程序的上下文狀態，但無法停止多余度同步周期中斷信號源及多余度全局時鐘。

所述的多余度同步調試器為用戶用來監控、調試多余度處理器上運行的被調試程序的裝置，用戶可以通過多余度同步調試器完成斷點，單步運行被調試程序，查看變量功能。

基于面向任務死限監控的多余度軟件的調試裝置的調試方法步驟如下：

1、記錄每個余度節點的斷點進入時刻的時鐘T2與多余度全局時鐘斷點進入時刻T2所在周期的周期開始時刻T0的時間偏移T_OFFSET；

2、將多余度全局時鐘斷點退出時刻所在的周期節拍數進行余度節點間的交叉比較實現余度節點間周期節拍數的同步；

3、記錄每個余度節點同步后的斷點退出時刻T3與多余度全局時鐘同步后的斷點退出時刻T3所在周期的周期開始時刻T1的時間偏移T_OFFSET1；