[發明專利]一種基于FPGA的通道故障控制方法和系統

在審

• 申請號: 202211617556.6
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN116184878A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 張倩倩;屈盼讓;孫少華;范新明;朱天;劉逸涵
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 吳波

本發明涉及航空機載計算機領域，提供一種基于FPGA的通道故障控制方法和系統，通過獲得備份通道的通道故障信號、軟件交權信號和對主控通道的控制權切換信號，獲得所述備份通道的本通道控制有效信號，根據所述本通道控制有效信號確定是否對主控通道的控制權進行轉移。通過多通道間控制權的轉移，確保輸出接口處于可控狀態，簡化了硬件結構，解決了現有技術中處理器任務周期長、響應速度延遲的技術問題。

技術領域

本發明涉及航空機載計算機領域，特別涉及一種基于FPGA的通道故障控制方法和系統。

背景技術

機電系統綜合了剎車、前輪轉彎、武器艙門等子系統，為確保安全性能，機載計算機多采用雙通道或多通道余度設計。當單通道發生CPU故障或電源故障等故障時，若未及時切換通道，一些重要接口則處于失控狀態，嚴重危及系統安全。因此，通道故障控制對機載計算機的安全性和可靠性十分重要。通道故障邏輯即仲裁邏輯，是系統可靠性的核心成分，解決了發生故障時，系統輸出的連續性問題，使工作進程不受系統故障的影響，保證了各個輸出接口處于持續受控的狀態。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種基于FPGA的通道故障控制方法，以解決現有技術中處理器任務周期長、響應速度延遲的技術問題，該方法包括：

獲得備份通道的通道故障信號和軟件交權信號；

所述備份通道通過獲取主控通道的控制信號，獲得控制權切換信號；

根據所述通道故障信號、所述軟件交權信號和所述控制權切換信號做“邏輯與”運算，獲得所述備份通道的本通道控制有效信號；

如果所述本通道控制有效信號為高電平，將所述主控通道的控制權轉移至所述備份通道。

進一步的，所述獲得備份通道的通道故障信號，包括：

獲得所述備份通道的CPU有效信號；

獲得看門狗有效信號，所述看門狗有效信號為根據所述備份通道的CPU喂狗狀態得到；

根據所述CPU有效信號和所述看門狗有效信號做“邏輯與”運算，獲得所述通道故障信號。

進一步的，所述備份通道通過獲取主控通道的控制信號，獲得控制權切換信號，包括：

獲得由GPIO輸入的所述主控通道的第一對方通道有效信號和第一對方通道控制有效信號；

獲得由SPI輸入的所述主控通道的第二對方通道有效信號和第二對方通道控制有效信號；

根據所述第一對方通道有效信號、所述第一對方通道控制有效信號、所述第二對方通道有效信號和所述第二對方通道控制有效信號做“邏輯與”運算后取反，獲得所述控制權切換信號。

進一步的，所述主控通道和所述備份通道之間具有通道識別功能。

進一步的，所述通道故障信號從“有效”狀態變為“故障”狀態時，鎖存“故障”狀態直到下一次系統復位。

進一步的，所述將所述主控通道的控制權轉移至所述備份通道之后，所述主通道的本通道控制有效信號狀態鎖存，直到下一次系統復位。

進一步的，所述主控通道和所述備份通道之間的信號傳輸信號采用GPIO輸入和SPI總線輸入兩種方式，由GPIO輸入的信號要經過延時防抖處理。

本發明實施例還提供了一種基于FPGA的通道故障控制系統，以解決現有技術中處理器任務周期長、響應速度延遲的技術問題。該系統包括：

第一信號獲取模塊，用于獲得備份通道的通道故障信號和軟件交權信號；

控制權切換信號獲取模塊，用于所述備份通道通過獲取主控通道的控制信號，獲得控制權切換信號；