[發(fā)明專利]強弱實時任務(wù)協(xié)同工作的多余度飛控軟件時序設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211701318.3
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN115981138A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 稅小芳;嚴增銳;周彥;遲文明;饒曉;孫偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司成都飛機設(shè)計研究所
• 主分類號: G05B9/03
• 分類號: G05B9/03
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張明

1.一種強弱實時任務(wù)協(xié)同工作的多余度飛控軟件時序設(shè)計方法，其特征在于，包括：

對于飛行控制軟件新增的功能模塊X，首先分析其實時特征，如其滿足實時要求，則直接將其劃歸為實時任務(wù)；

判斷功能模塊X在運行過程中的所有中間計算結(jié)果當(dāng)中，是否存在需要在一個大幀周期之內(nèi)計算完成且不可被其他任務(wù)中斷的中間計算結(jié)果；如存在，則將功能模塊X中用于計算該中間計算結(jié)果的部分劃歸為強實時模塊，記為模塊A，功能模塊X中除了模塊A之外的其余部分均劃歸為弱實時模塊，記為模塊B；

將上一步劃分出的模塊A安排在原飛控軟件的實時任務(wù)組中，模塊B安排在后臺任務(wù)組中；當(dāng)總線中斷到來時，先按照優(yōu)先級排序運行實時任務(wù)組中的實時任務(wù)；如所有實時任務(wù)運行完成后，還未達到大幀周期T，則在剩余的時間內(nèi)運行后臺任務(wù)組中的非實時任務(wù)；若在大幀周期T的剩余時間內(nèi)，所述模塊B不能完成運行，則在大幀周期T到達后，模塊B的運行被中斷，保存中斷現(xiàn)場到堆棧中，并在下一個大幀周期的實時任務(wù)調(diào)度完成后，恢復(fù)中斷現(xiàn)場，繼續(xù)執(zhí)行模塊B；

設(shè)置一個模塊A和模塊B的公共內(nèi)存，用于存儲二者之間的接口變量；分析模塊A的任務(wù)流圖，查找模塊A和模塊B的交聯(lián)關(guān)系；如模塊A在實現(xiàn)其自身功能過程中需要模塊B的最終執(zhí)行結(jié)果，且模塊B在實現(xiàn)其自身功能的過程中需要模塊A的中間計算結(jié)果，則將所述中間計算結(jié)果作為接口變量存入公共內(nèi)存；

后臺任務(wù)組在每次調(diào)度過程中，將檢查公共內(nèi)存中是否存在觸發(fā)模塊B運行時所需要的接口變量，如存在，則模塊B開始執(zhí)行；在執(zhí)行過程中，模塊B將從公共內(nèi)存中獲取實現(xiàn)其自身功能所需的接口變量；模塊B的最終執(zhí)行結(jié)果也作為接口變量放入公共內(nèi)存中，該接口變量用于模塊A實現(xiàn)其自身功能。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強弱實時任務(wù)協(xié)同工作的多余度飛控軟件時序設(shè)計方法，其特征在于，判斷功能模塊是否滿足實時要求的方法為：

對于飛控軟件新增功能模塊X，首先將其安排為實時任務(wù)，設(shè)置該功能模塊的調(diào)度周期為大幀周期T，其中大幀周期是指飛控軟件原有的所有功能模塊中的最長的調(diào)度周期；

加入新的功能模塊X后，在實驗室進行仿真飛行，判斷飛行軟件運行過程中是否出現(xiàn)控制流故障；如不存在，則設(shè)計完成；否則，用飛行參數(shù)記錄功能模塊X實際的運行時間t1，如果功能模塊X的實際運行時間t1大于大幀周期T，則進行下一步。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強弱實時任務(wù)協(xié)同工作的多余度飛控軟件時序設(shè)計方法，其特征在于，所述實時任務(wù)組中為按照優(yōu)先級排序的飛控軟件的所有實時任務(wù)，后臺任務(wù)組中為所有非實時任務(wù)；其中，按照模塊A的數(shù)據(jù)流確定其優(yōu)先級順序，從而確定其在實時任務(wù)組中的排序。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強弱實時任務(wù)協(xié)同工作的多余度飛控軟件時序設(shè)計方法，其特征在于，在公共內(nèi)存中，如某接口變量為模塊A的中間計算結(jié)果，則接口變量只能由A進行改寫；而模塊B的執(zhí)行結(jié)果的接口變量也只能由B改寫，保證接口變量在兩個模塊中的讀寫狀態(tài)是互斥的。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強弱實時任務(wù)協(xié)同工作的多余度飛控軟件時序設(shè)計方法，其特征在于，對于多余度飛控計算機，在每個計算機中會同步運行飛控軟件，模塊A和模塊B需要保證在各個計算機中同步執(zhí)行，以保證各余度結(jié)果的一致性；通過設(shè)計不同計算機通道之間的同步機制，使得各通道中的模塊B能同步執(zhí)行完成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的強弱實時任務(wù)協(xié)同工作的多余度飛控軟件時序設(shè)計方法，其特征在于，所述不同計算機通道之間的同步機制，具體為：

在本通道的模塊B執(zhí)行完成后，給計算完成標志賦值1；

通過通道間的交叉?zhèn)鬏敼δ埽瑢⒈就ǖ赖挠嬎阃瓿蓸酥緜鬏斀o其他兩個通道；當(dāng)本通道得到其它兩個通道的計算完成標志后，各通道的A模塊進行表決值的計算，當(dāng)所有通道的計算完成標志均為1時，則給最終表決值賦值為1，表明各個通道中B模塊均已執(zhí)行完成；當(dāng)各個通道的A模塊收到下一個總線時鐘中斷時，將同步從各通道的公共內(nèi)存中獲取B模塊最終執(zhí)行結(jié)果對應(yīng)的接口變量。