SIFT:飞机控制用的容错计算机的设计和分析

SIFT(软件实现容)是飞机关链性的控制应用的一种可(亻告)性计祘机,这种计祘机是通过处理件中间的任务重复而实现容。主处理件是一发现有的小型计祘机,和一些对1/0系统起接口作用的标准微型计祘机。采用专门设计的冗余总线系统互连各处理件实现故障隔离。错误检测和分析以及系统重新组合都用软件来实现,重复任务冗余地执行。对每个重复结果使用之前都要实行表决。因此,用三任务可容许在处理件或总线中有任何单个故障,且容许在重新组合之后接着发生的故障。由各分隔处理独立执行的任务处理机只要求松驰同步。文中叙述了一种新的容同步法。SIFT软件结构非常大,且在形式上规定使用SRI所提出的SPECIAL语言。     

多微处理机系统的可靠性评价

本文分析了多微(MUMI)处理机系统的可性。在多微处理机中,分配给一些模块固定不变的任务,有的起计算处理机的作用,有的起 l/I 处理机的作用。每台处理机都有局部存贮器,能够对任何期的任务保存指令和块。此外,它们共享一个公用存贮器。所有模块都由受处理机控制的冗余多路总线互连;另一个处理机作整个系统的主处理机之用。     

基于C8051的冗余CAN总线智能节点设计

为了提高CAN通信系统的可靠性,研究了基于C8051的冗余CAN总线系统.给出了系统结构图、硬件原理框图和软件流程图,详述了不同故障的检测方法和切换策略,开发了基于该冗余设计原理的CAN总线智能节点.实验系统的测试结果表明;当一条总线上出现故障致使通信不能正常进行时,系统可自动切换到另一路备份总线上继续工作,提高了总线通信的可靠性.     

串件拼修对策下K/N(G)结构系统可用度评估建模

针对作战编队自主保障期间,作战单元对装备故障仅具备换件修理、保障单元对备件修复概率小于1的保障特点,扩展备件管理多级(METRIC)模型,建立了装备冗余和外场更换件(Line Replaceable Unit,LRU)冗余结构下非串件策略和串件策略两级单层备件库存保障模型。以备件贮存空间为约束,可用度为目标,对非串件策略系统建立有限解空间下的分层边际优化模型。依据备件保障流程,基于蒙特卡罗仿真方法建立了两级维修保障仿真模型。实例分析结果表明:当系统可用度较低,采用串件策略能极大提高系统可用度;仿真结果与解析结果一致,本文建模方法正确。模型可为保障决策者制定编队随行备件方案提供参考。     

一种带PI总线母板通信的SEM—E模块式航空电子计算机

本文着重叙述以MIL-STD-1750A为基础的任务处理机系统结构。它最早由得克萨斯仪表公司(TI)于1989年3月生产;采用模块间通信用的双重VHSIC第2阶段TM总线和双重VHSIC第2阶段PI总线。任务处理机包括在空气冷却机箱内的18个表面安装SEM-E模块和带18层G10母板的5个高密度电源。系统级接口包括一个模块间通信用的双重PI总线;一个模块间操作测试和维修用的双重TM总线;一个连接外部软件开发平台的IEEE-488接口;两个差分式小型计算机系统接口(SCSI)总线;三个双余度MIL-STD-1553B串行通信总线,和若干离散的数字与模拟I/O接口。 本文介绍了每个基本PI总线消息的所定义的周期序列与系统中这些消息类型的观测周期结构的对比。考察了链接PI总线消息序列的影响。最后介绍了在各种条件下PI总线数据传输量对模块性能的影响。     

关于容错流水线多重微处理机系统的可靠性评价

本文专门讨论具有“装配线”(Assembly—Line)式结构的流水线多微处理机系统的可靠性评价。该系统于1977年由米兰(MiLan)理工学院研制成功的,这一系统为一处理模块链,该模块链保证了模块之间由于额外的旁路连接的故障弱化运行。我们提出该系统可靠性评价的方法,该方法以使用“系统效率”的概念为基础,并当某些系统模块失效时,允许估价系统效率的降级;为了估价这种降级,我们使用系统可靠性测量,这种测量是基于计算那些系统能够执行而在某种状态的流程。把一组各模块的状态定义为系统状态,而每一模块可能具有两种状态:一为“运行状态”,一为“失效状态”。使用的测量为系统的“标准功能”与“微一可靠性”。当虑到“装配线”式结构的特点时,把由每个模块执行的流程集合分割为子集合来执行,这种分割,允许建立在任何状态下由系统执行的若干流程。     

面向机载机电管理系统的CAN应用层协议设计

针对飞机机电综合管理系统的通信需求和控制策略,提出一种基于双通道和总线冗余的控制器局域网(CAN)的通信方法,以CAN2.0B协议为基础,制定CAN应用层通信协议。该协议完成报文结构设计,对每个功能段的含义和用法进行详细说明;系统各节点采用双滤波器模式,实现点对点和广播通信功能。基于本协议成功搭建面向机电管理系统的CAN总线通信仿真验证环境,实际通信测试结果表明:该冗余CAN总线系统工作稳定、可靠,应用层协议具有总线负载抖动较小、通讯实时性和可靠性较高的特点。     

VXI总线自动测试台的BIT设计

介绍了VXI总线自动测试台内嵌测试(BIT)的设计与实现,采用升级法策略,给出了系统BIT的流程图。通过对BIT结果的分析,可以有效的排除测试台自身故障,从而保障被测件测试的可靠性和真实性。     

实时测控分布式系统的容错调度算法研究

根据目标系统的体系结构和功能分布特性以及实时性要求,文章提出了一种混合式实时容错调度算法,该算法对系统中服务器机组和工作站机组的任务分别实施对称式调度和以处理机负载平衡为目标的调度。当系统执行过程中检测到处理机故障,通过双机切换和冗余任务动态唤醒的办法进行系统重构,实现了目标系统硬实时和软实时共存的容错需求。     

MIL-STD-1553数据总线网络检测仪

MIL-STD-1553是一种具有可诊断性的、传输可靠的数据总线。特别适合使用关键的计算模块与实时传感器和控制器之间互连的应用。20多年来,它广泛地应用于不同的军事平台(航空系统、地面车辆系统、舰艇系统)系统,得到了军方的大力支持,得以普遍推广。因为该总线具有多数据流的模式并与各使用器件相连,所以经常会产生直接或间接的线路故障,由于线路的连接复杂性造成故障的查找十分不便,因此急需一种可以测试和查找故障的设备来对其进行检测,BCF公司的S2476N便是针对这一需求而开发的。S2476N是专为MIL-STD-1553数据总线测试和故障查找而…     

一种冗余系统诊断策略优化设计算法

在冗余系统中,一个测试往往可以检测多个故障的故障单元组合,即故障与测试之间呈现多对一的关系。针对冗余系统故障和测试之间的特殊关系,在前期工作的基础上,提出了一种适用于冗余系统诊断策略优化设计的算法,形成了一个完整的多故障诊断策略的生成方法框架。将此方法应用于某飞机供电系统,可以有效地完成冗余系统故障诊断。     

基于虚拟仪器的机载模块性能测试系统

针对传统机载设备侧重于功能测试的技术缺陷,提出了一种机载模块性能测试系统。阐述了测试系统的架构设计和基于LabVIEW的算法实现,使用虚拟仪器技术,实现了航空电子总线ARINC429模块中信号性能的自动测试和故障报告。实验结果表明,该系统能有效完成模块信号性能的自动测试与故障报告,提高了航空电子自动测试设备的通用性与可靠性,对未来两级维修体制下的航空电子设备ATE的发展具有一定的现实意义。     

线性处理器阵列的联机错误诊断计划

数据驱动控制错误诊断容错处理机阵列可测量性故障探测本文讨论了在处理机阵列中进行故障探测和错误诊断的数据驱动方法。该方法有一前提，那就是数据流只能在边界处理机中被插入和观测。该方法包含了数据流的归属特征，因此允许数据项装载它们自身的控制和故障信息。我们的目的是探测特定的处理机在特定的时间段里的不正常工作。最初包含控制信息以触发测试处理的特征，通过检查处理机探测矛盾之处而被改变，用以指示故障的出现。为确认出错处理机，前端计算机必须进行识别处理机的反向处理，以探测和报告矛盾之处。使用两束数据流，我们能…     

基于FPGA的数字电路故障诊断系统设计实现

针对航空电子设备数字电路备件板在维护检测中存在效率低、风险高等问题,在分析故障诊断原理的基础上,提出了一种基于FPGA(现场可编程门阵列)技术的数字电路故障检测和诊断系统。该系统能将测试矢量同时加载于标准电路板和被测电路板,实时判断、计算被测电路板和标准电路板对应输出信号的时序关系,在线检测被测电路板是否达到性能指标。结果表明:系统集成于单片FPGA芯片,实现了SOC(片上系统)设计,为航空电子设备的数字电路板提供了高效、可靠、便捷的测试及维修平台。     

低空突防实时航迹规划计算机方案设计研究

地形跟踪/地形回避、威胁回避(TF/TA2)实时航迹规划计算机是综合TF/TA2低空突防系统的控制核心.系统按照由它产生的最优航迹产生制导指令,并控制飞行器按此最优航迹完成突防任务.本文提出了一种实时航迹规划计算机的设计方案.该方案采用由共享存储器耦合的三个智能模块(即智能总线接口、航迹规划处理机和数据处理机)并行运行的结构,以提高系统的运行速度,满足低空突防对航迹规划计算机的实时性要求.其中,航迹规划处理机和数据处理机的双机互备份降级运行方式提高了系统的可靠性.此外,以闪存为存储介质的内存数据库使系统检索和读取机载数据的速度大大提高,且闪存的非易失性保证了机载数据的可靠性.     

高性能通用处理部件在航空电子系统中的应用

现代作战飞机对数据处理能力提出了大量的要求。为了满足这种要求,机载系统结构日益需要有多种用途的高可靠、高性能的分布处理节点。这些处理节点采用超高速集成电路/超大规模集成电路(VHSIC/VLSI)器件和表面安装工艺进行高度集成化和模块化设计。本文所述的Unisys/AT&T通用处理部件(GPPE)模块就是这种处理节点的具体实现,它可广泛应用于航空电子系统。 GPPE采用下一代简化指令系统计算机(RISC)微处理机技术,MIPS计算机系统公司的32位指令系统结构(ISA),工作频率为33MHz。该模块采用商用ISA和开放型系统结构,单宽度SEM-E军用模块的功能齐全极为经济有效。它还能让用户买到所需的开发工具。 GPPE还有多层数据安全机制和保护分类数据的多种特点。GPPE所用的6MB SRAM和512KB的EEPROM符合大型RISC寻址空间和实时操作系统的要求。网络总线(N总线)底板接口为分布处理环境中的模块间通信提供低开销的报文传送协议和宽带的通路。GPPE能够支持联合综合航空电子系统工作组(JIAWG)二级维护概念。模块上的维护控制器通过双测试与维护总线(TM总)端口支持模块状态信息的操作报告。单个联合测试功能组(JIAG)接口支持基地测试和若干机内自测试方法都综合在模块上,有很高的故障复盖率和测试可信度。 GPPE适用于要求性能     

模块树形结构的故障诊断

简介——本文探讨了模块树形结构中固定故障(s-a-f)的诊断。从而导出模块中每个可以区别的 s-a-f 的检测条件。单个 s-a-f 而言,进行少量的附加测试,就可以很容易地区分这些检测条件,达到故障定位。用附加测试(其测试次随树形深度而增加),就可对能产生与单个 s-a-f 有相同测试结果的多个 s-a-f 进行定位。有其它的多个 s-a-f 也都可检测,但不能定位。本文详细介绍了组合模块树形结构的定位法。然后更改它们,对可实现任忌限定机构的模块树形结构中的故障进行定位。由于可将这些树形结构中的一对连接起来,实现任忌的时序机构,这里所导出的结果在诊断时序机构时,大有用处。诊断故障的能力结合树形函易于改变这一事实,结构在重构应用中引人注忌。尤其是在阵列处理机中的应用。     

GJB289A总线电缆故障分析与研究

针对内外场GJB289A(1553B)数据总线电缆故障率高、查找困难问题,分析了该数据总线常见的故障及其故障原因,并提出利用总线检测仪对总线网络进行信号衰减测试这一实用便捷的检测技术和方法,可快速、准确地查找出数据线路存在的故障和缺陷。     

冗余计算机结构的比较

就长寿命应用来说,计算系统功能模块采用交叉连接和部件备份的冗余概念预示。它比采用相同硬件的其它形式冗余概念有较高的可靠性.但多故障的容错限度仍不能达到百分之百.由模块式电源、处理机、输入/输出部件和小存貯块组成的功能模块以级备份,装入一共用的箱体内.这种使用现有模块的动态冗余技术会产生一种重量轻、体积小而可靠性高的计算系统.采用简单的模形把这种内部冗余概率预示与外部形式和门级形式的冗余结构相比较.     

自动飞行控制计算机通用自动测试平台设计

自动飞行控制计算机故障时飞机自带系统级自检测模块只能将故障定位在自动飞控计算机,地勤人 员需要将整个自动飞行控制计算机返回给供应商进行检测维修,这一过程耗时较长会降低飞机的完好出勤率, 为解决该问题设计通用自动测试平台。通过分析自动飞行控制计算机的外部交联关系确定通用自动测试平台 需要进行仿真的接口及功能模块;通用自动测试技术平台的硬件平台基于通用标准仪器总线架构,软件平台基 于标准自动测试标记语言描述,实现硬件仪器资源的自由扩展和各软件模块的相互独立以及不依赖于硬件和 操作系统的可移植性;根据自动飞行控制计算机的接口、功能及组成架构设计检测自动飞行控制计算机各个功 能模块的测试方法和测试流程,使用自动测试标记语言将其编译成计算机可运行的测试程序集。该平台在试 用中测试效果较好,可以实现故障模块的快速定位,缩短维修时间。