無人機(jī)機(jī)載管理軟件開發(fā)技術(shù)研究

Title:TheResearchofRedundancyManagementSoftwareDevelopmentTechnologyonUAVAirborneWangZheUndertheSupervisionofProfessorChenHuaiminADissertationSubmittedtoNorthwesternPolytechnicalUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofSoftwareXi’anP.R.ChinaMarch2015本文緊跟國內(nèi)外余度管理技術(shù)的研究方向，基于無人機(jī)飛控系統(tǒng)可靠性應(yīng)用需求，發(fā)了余度管理軟件并且在飛控計(jì)算機(jī)仿真機(jī)下實(shí)現(xiàn)了余度管理算法的運(yùn)行和軟件測(cè)試工作。本文主要工作如下：3、結(jié)合嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks的特點(diǎn)，在飛控計(jì)算機(jī)仿真機(jī)硬件的基WindRiverBSPBSP進(jìn)行開發(fā)。總結(jié)了余度管理軟件開4在基于PowerPC相似硬件環(huán)境和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks的三余度飛控計(jì)控、故障與處理等模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)和代碼實(shí)現(xiàn)。5、利用靜態(tài)測(cè)試對(duì)余度管理軟件進(jìn)行程序結(jié)構(gòu)分析和程序語則檢查。利用單比對(duì)分析并最終得出。最后分別進(jìn)行無故障和有故障的半物理閉環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)，利用靜態(tài)測(cè)試發(fā)現(xiàn)程序中多處語則，通過及時(shí)改正和反復(fù)的代碼走查，確Thispaperfollowedbydomesticandforeignresearchdirectionofredundancymanagementtechnology,andbasedonreliabilityrequirementofUAVflightcontrolsystem,airbornesoftwarearchitecturewasdesignedfromthesystemlevel,thedesignofairborneredundancymanagementsoftwareandimplementationprocessofeachpartmodulewasdescribed.OnthebasisofkeyresearchonUAVairborneredundancymanagementsoftwaredevelopmenttechnology,redundancymanagementsoftwarehasbeendesigned.Runofredundancymanagementalgorithmandsoftwaretestingisrealizedintheflightcontrolcomputersimulationmachine.Themainlyworkasfollows:Basedontheinternalandexternalpreviousexperimentalresults,UAVairborneredundancymanagementtechnologywasreviewed.Inthisissue,goalofdesignandrequirementwerepresented.Keyfunctionalmodulesofredundancymanagementtechnologyaresummarized.developmentwasdevelopmentwassummarized.Characterdevicedriverwasdesignedandhardwareofflightcontrolcomputersimulationmachine.Debuggingtechnology,exceptionhandingprocessanddevicedriverdevelopmentprocessofredundancymanagementcharacteristicofVxWorks,BSPwasdevelopedbasedonAccording5.Usingstatictesting,redundancymanagementsoftwareprogramstructureisolationandreconstructionmodulearedesigned,achievedbymanualFunctionalmodulesofredundancymanagementsoftwaresuchas5.Usingstatictesting,redundancymanagementsoftwareprogramstructureisolationandreconstructionmodulearedesigned,achievedbymanualyzedandfinallygetthetestresult.Finally,fault-freesemi-physicalsimulationandyzedandfinallygetthetestresult.Finally,fault-freesemi-physicalsimulationandexperimentalresultphysicalsimulationwithfaultimmitisoperated.Thesimulationcurveswasrecordedandmanagementsoftwarewastested.TheactualoutputanddesiredoutputwascomparedUsingstatictesting,theprogramthatviolatesmanyrulesofgrammarwasfound.thetimelycorrectionandrepeatedcodereview,toensurethatthestructureandgrammaticalrulesthetimelycorrectionandrepeatedcodereview,toensurethatthestructureandgrammaticalrulesofprocedureiscorrect.ThetestingresultsshowthatthedesignofkeyfunctionalmodulesignificancesignificancetothedevelopmentofUAVairborneofredundancymanagementsoftwareisreasonable,thelogiciscorrect,safelyandreliabilityofredundancymanagementsoftwarehavemetedtherequirement.Ithascertain:redundancymanagementtechnology,airborneredundancymanagementsoftware,triplexhot-redundancyflightcontrolcomputersimulationmachine,Vxworks,software摘 目 緒 1.1選題背景及意 余度管理技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn) 1.3主要內(nèi)容與章節(jié)安 余度管理技術(shù)研 余度管理技術(shù)綜 余度管理的設(shè)計(jì)目的與要 余度管理設(shè)計(jì)的主要內(nèi) 余度形式的選 余度管理技術(shù)關(guān)鍵功能模塊概 同 交叉?zhèn)?信號(hào)的與表 機(jī)內(nèi)自檢 .............................................................................................................10無人機(jī)機(jī)載軟件架構(gòu)設(shè) 解析軟件架 軟件架構(gòu)發(fā)展歷 架構(gòu)設(shè)計(jì)中的5種視 無人機(jī)機(jī)載軟件的架 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè) 余度管理軟件架構(gòu)設(shè) 基于VXWORKS的機(jī)載軟件開發(fā)技 VXWORKS系統(tǒng)的BSP開 BSP基本概 BSP的開發(fā)方法和過 基于VXWORKS的軟件調(diào)試技術(shù)研 利用調(diào)試器進(jìn)行調(diào) 軟件交付后的現(xiàn)場(chǎng)調(diào) 異常處 基于VXWORKS的驅(qū)動(dòng)程序開 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序基本概 硬件驅(qū)動(dòng)程序與BSP的關(guān) 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序工作流 字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開 三余度飛行管理與控制軟件開 軟件需求分 三余度飛控軟件的功能需 操作系統(tǒng)軟件的功能需 同 同步設(shè)計(jì)依 同步設(shè) 信號(hào)的與表決設(shè) 故障安全 信號(hào)信號(hào)表 交叉?zhèn)鬏斣O(shè) 飛行中自檢 設(shè) 同步CCDL回繞電源總線通信通道故障與處 同步故障分析與處 CCDL交叉?zhèn)鬏敼收咸?總線通信故障與處 通道故障與處 軟件測(cè)試與運(yùn)行結(jié)果分 軟件測(cè)試方 靜態(tài)測(cè) 單元測(cè) 同步方法測(cè) 信號(hào)的表決測(cè) CCDL傳輸測(cè) 通道測(cè) 通道故障切換測(cè) 無故障閉環(huán)仿真測(cè) 實(shí)驗(yàn)方 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分 有故障閉環(huán)仿 實(shí)驗(yàn)方 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分 軟件測(cè)試結(jié) 總結(jié)與展 7.1工作總 7.2后續(xù)工作展 參考文 期間致 選題背景及意到20世紀(jì)50年代才得到了真正的發(fā)展。無人機(jī)用途非常廣泛，成本較低，且無人員傷亡的風(fēng)險(xiǎn)，在現(xiàn)代中具有極其重要的作用，在民用領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。1、由于飛控系統(tǒng)是整個(gè)飛機(jī)的，飛控系統(tǒng)的水平高低對(duì)飛機(jī)的性能和安全的現(xiàn)實(shí)意義。2驗(yàn)結(jié)果的可信性。3、開展無人機(jī)機(jī)載余度管理軟件的研究工作，對(duì)提高我國的綜合國力，世和平將起到至關(guān)重要的作用。余度管理技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)性遠(yuǎn)于機(jī)械系統(tǒng)[4]。根據(jù)軍方標(biāo)準(zhǔn)MIL-F-9490D要求，在電傳飛行控制系統(tǒng)應(yīng)用主動(dòng)控制技術(shù)的情況下因?yàn)橄到y(tǒng)故障而導(dǎo)致的飛機(jī)的失效率應(yīng)該1.0107/飛行小時(shí)，而目前單余度的電氣系統(tǒng)的可靠性只能達(dá)到1.010-3/飛行小時(shí)，所以根據(jù)國內(nèi)外的發(fā)展目前電傳飛行控制系統(tǒng)絕大多采用具有雙故障\工作能力的余度系統(tǒng)[4]的F-16A/B水平所以采用的是模擬四余度飛控計(jì)算機(jī)隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展在后的F-16/D度數(shù)字電傳控制系統(tǒng)具有較高的可靠性和能力而且結(jié)構(gòu)簡單成本體小和重量輕等特點(diǎn)所以在新一代的中得到了廣泛的應(yīng)用如F/A-18幻影2000，蘇-27蘇-25瑞典的S-39等在機(jī)方面波音公司的-17安東諾夫設(shè)計(jì)局研制的安-70和空客的M新型機(jī)都采用的是四余度電傳飛控系統(tǒng)[5][6]。電源組ARINC三余度配平作動(dòng)10-10/飛行小時(shí)相似余度技術(shù)，Boeing777更是第一次將電傳飛行控制系統(tǒng)應(yīng)用到客機(jī)中的機(jī)型，它的電傳飛控系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)是在B7J7設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其具有很高的可靠性[7]。2060年代，并開始組建科研隊(duì)伍對(duì)我國自主研制的余度飛控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行基礎(chǔ)技術(shù)研究，開展電傳飛控系統(tǒng)的相關(guān)研究。70年代初，在李仲榮教授、曾教授、陳教授等人的下，對(duì)容錯(cuò)技術(shù)理論進(jìn)行了深入研究，及切換法、可靠性理論以及各種冗余方案的比較等[10]。80631所研制的ACT容錯(cuò)計(jì)算機(jī)和飛控計(jì)算機(jī)全部采用四余度技術(shù)，能夠滿足嚴(yán)格的可靠性要求，其飛行控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須具備三次故障后仍可操作能力，即通過硬件冗余實(shí)現(xiàn)FO/FO/FS502所與國內(nèi)各性的研究是很有必要的。飛控計(jì)算機(jī)是飛行控制系統(tǒng)的 主要內(nèi)容與章節(jié)安31Vxworks實(shí)本文一共為六章，結(jié)構(gòu)安排如下第一章緒論。本章首先闡述了本的選題背景及意義，深入探究了余度管第二章余度管理技術(shù)研究。本章首先對(duì)余度管理技術(shù)進(jìn)行簡明扼要的概述，并對(duì)第三章無人機(jī)機(jī)載軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)。本章首先對(duì)軟件架構(gòu)理論進(jìn)行詳細(xì)解析，然后Vxworks的機(jī)載軟件開發(fā)技術(shù)。本章詳細(xì)介紹了在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Vxworks下基于硬件進(jìn)行BSP開發(fā)，開發(fā)環(huán)境Workbench的調(diào)試技術(shù)的研究和基于Vxworks的反射內(nèi)存卡、卡等設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)。第五章三余度飛行管理與控制軟件開發(fā)。本章對(duì)該軟件進(jìn)行了詳細(xì)的需求分析和第六章軟件測(cè)試與運(yùn)行結(jié)構(gòu)的分析。為了三余度飛控計(jì)算機(jī)仿真機(jī)系統(tǒng)軟件的正第七章總結(jié)與展望。本章對(duì)該主要工作進(jìn)行總結(jié)，對(duì)中的不完善的地方余度管理技術(shù)的設(shè)計(jì)方法根據(jù)標(biāo)MIL-F-9490D對(duì)余度有如下定義余度是需要出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)之間如何協(xié)調(diào)，如何對(duì)運(yùn)行中的部件進(jìn)行故障，出了故障怎么樣，余下完好通的可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障模塊；這些都是余度管理技術(shù)的。與，交叉?zhèn)鬏?，故障技術(shù)，故障重構(gòu)技術(shù)。12表決原則進(jìn)行；[13][14][15]它的優(yōu)點(diǎn)是在各冗余資源上每個(gè)基本的硬件活動(dòng)都能得到一致的瞬間效應(yīng)冗余系統(tǒng)才能快速發(fā)現(xiàn)并遏制故障在通道之間的，及時(shí)地做出補(bǔ)救措施，才能夠保證在容錯(cuò)機(jī)制中故障對(duì)系統(tǒng)的損害得到。由于同步及容錯(cuò)等環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)對(duì)[12]。這就需要開發(fā)人員查閱相關(guān)資料深入習(xí)系統(tǒng)容錯(cuò)理論知識(shí)和深入了解計(jì)算機(jī)內(nèi)orks相關(guān)通信協(xié)議來解決此問題。開發(fā)過程中，我們需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，及時(shí)的故障、比較結(jié)果、切除故在每個(gè)周期內(nèi)要進(jìn)行兩次交叉?zhèn)鬏敚旱谝淮问窃谟?jì)算機(jī)到數(shù)據(jù)之后的交叉?zhèn)鲬B(tài)的判斷數(shù)據(jù)及回繞隨機(jī)數(shù)據(jù)等存入自己的CCDL（CrossChannelDataLink）數(shù)據(jù)CCDL數(shù)據(jù)包，系統(tǒng)將對(duì)這CCDLCCDL數(shù)據(jù)包并通過總線接收另外兩個(gè)計(jì)算機(jī)的CCDL數(shù)據(jù)包，獲取了這三個(gè)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)，就可以對(duì)控制律的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行表信號(hào)的與表傳感器傳感器傳感器支路支路支路傳感器傳感器傳感器支路支路支路決，一個(gè)是控制律計(jì)算后發(fā)送給舵機(jī)指令的表決。對(duì)應(yīng)的多余度信號(hào)的面也設(shè)置機(jī)內(nèi)自檢測(cè)（Built-intest簡稱BIT），是指系統(tǒng)設(shè)備通過自身硬件和附加在系統(tǒng)內(nèi)飛控系統(tǒng)的BIT的基本結(jié)構(gòu)分為兩級(jí)：第一級(jí)是對(duì)飛控計(jì)算機(jī)的檢測(cè)，因?yàn)轱w控計(jì)控計(jì)算機(jī)BIT的主要任務(wù)為CPU模塊工作是否正常、在控制計(jì)算的過程中是否對(duì)通過對(duì)國內(nèi)外不同類型飛機(jī)的飛控系統(tǒng)的BIT工作模式的大量研究發(fā)現(xiàn)，BIT所處行中機(jī)內(nèi)自檢測(cè)（IFBIT）、機(jī)內(nèi)自檢測(cè)（MBIT）。如圖2-2所示。RAM、ROM、NVM測(cè)加電定時(shí)中斷控制數(shù)字計(jì)算機(jī)測(cè)飛行前傳感器系統(tǒng)測(cè)伺服作動(dòng)系統(tǒng)測(cè)電源監(jiān)測(cè)測(cè)飛行中CPU、ROM測(cè)關(guān)鍵傳感器測(cè)2-2BIT；的部件進(jìn)試，并將存入NVRAM（非易失性隨機(jī)器）中；飛行前BIT運(yùn)行在飛機(jī)起飛前主要對(duì)飛控系統(tǒng)的硬件完整性進(jìn)試飛行中BIT運(yùn)行在飛機(jī)飛行的整個(gè)過程中，對(duì)飛控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)BIT運(yùn)行BITNVRAM中記錄的故障信息對(duì)飛；解析軟件架上個(gè)世紀(jì)60年代以前，計(jì)算機(jī)剛剛興起并投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，軟件設(shè)計(jì)只是為2060年代中期，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，高速度大容量計(jì)算機(jī)的出展的要求需要迫切改變軟件的開發(fā)方式以提高軟件的生產(chǎn)率[35]軟件開始爆發(fā)了自1990年代以來，由于在RationalSoftwareCorporation和等知名軟件公51233-15邏輯架數(shù)邏輯架數(shù)據(jù)架開發(fā)架物理架運(yùn)行架1

3-15234物理架構(gòu)關(guān)注“目標(biāo)程序及其依賴的運(yùn)行庫和系統(tǒng)軟件”構(gòu)還要考慮軟件系統(tǒng)和包括硬件在內(nèi)的整個(gè)IT系統(tǒng)之間是如何相互影響的。553-2層次結(jié)構(gòu)視圖在功能和邏輯上描述的很清楚而且能夠有效地指導(dǎo)開發(fā)人員進(jìn)行軟件編orksorks支持的硬件驅(qū)動(dòng)程序和板級(jí)[18]。VXWORKS地面支持模中VXWORKS地面支持模中斷處理模飛行控制模BIT模數(shù)據(jù)處理模系統(tǒng)管理模特定硬件環(huán)VXWORKS內(nèi)特定硬件環(huán)VXWORKS內(nèi)驅(qū)動(dòng)模在大型程序中需要考慮將程序劃分成可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的單元及這些模塊如何進(jìn)行交互[20]是一個(gè)子模塊或與之進(jìn)行交互系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)有如下優(yōu)點(diǎn)：1、由于將一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)劃分成若干個(gè)單能且相對(duì)獨(dú)立的模塊，從而把原來3誤。4、特殊情況可對(duì)關(guān)鍵模塊立即進(jìn)行優(yōu)化處理，以確保整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行563-4地面支持地面支持軟Vxworks操作系系統(tǒng)管理軟中斷處理程設(shè)備驅(qū)動(dòng)程驅(qū)動(dòng)與數(shù)據(jù)處理軟BIT軟BIT軟飛行控制軟起程程程飛控制程序系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)

3-4任務(wù)調(diào) （宿主機(jī)網(wǎng)交換網(wǎng)交換遙信遙信指3-5機(jī)載飛控軟機(jī)載飛控軟件驗(yàn)證目標(biāo)系飛控主處理器機(jī)智能I/O機(jī)智能I/O機(jī)機(jī)載飛控軟件發(fā)飛控主處理器板 飛接擴(kuò)擴(kuò)口網(wǎng) 插...處ADD絡(luò)理//I接器DAO板串口1553B擴(kuò) 1553BDA3-6三余度飛控計(jì)算機(jī)仿真機(jī)快速原型開發(fā)平臺(tái)架構(gòu)圖（31架構(gòu)目標(biāo)機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的由三余度飛控計(jì)算機(jī)仿真機(jī)組成采用orks嵌入式PCI、、I、串口、IC反射內(nèi)存卡等數(shù)據(jù)通訊接口。具體的硬件型號(hào)和技3-1所示。表3- 三余度飛控計(jì)算機(jī) 2GBDDR36E,PCI-X/PCIcard(PMC)PMCPMC,2GIGARMw/FOOptions,128MbyteMemory,4KFIFOs,CPCI139C箱體，80mm后3，250WCPCI三余度飛控計(jì)算機(jī)ADAD6416（6U擋板AD卡配套線纜和端100針SCSIDADA1616出（6U擋板DA卡配套線纜和端100針SCSIDIODIO32通道DI；32通道DO（更換6U擋板）DIO卡配套線纜和DB37MOXA-5650智能串口服16RS232、422485PMC,2GIGARMw/FOOptions,128MbyteMemory,4KFIFOs,MultimodeMPC85721.3GHz2GBDDR36E,nnTwoPCI-X/PCImezzaninecard(PMC)1553BSingle1553Channel,double-funcitonCPCI1553BT1553B雙絞3m1553BCPCI1，39C80mm后I/O2，8slotsCPCIBP，2.03，250WCPCI3-73-7余度管理軟件架構(gòu)設(shè)3-8飛控軟實(shí)飛控軟實(shí)︶系操故 通數(shù)任關(guān)閉啟動(dòng)同步 任輸入 輸控故 離 3-9余度特性模擬（同步、CCDL 、輸出等原始驅(qū)動(dòng)Workbench3-10所示，每飛控計(jì)算機(jī)飛控計(jì)算機(jī)飛控計(jì)算機(jī)飛控計(jì)算機(jī)10ms10ms10ms10ms數(shù)據(jù)比較數(shù)據(jù)比較數(shù)據(jù)比較AACACCB數(shù)據(jù)表決電數(shù)據(jù)表決電舵控?cái)?shù)據(jù)到仿真3-11硬件硬件初始掛接時(shí)鐘中關(guān)關(guān)閉輔助時(shí)內(nèi)內(nèi)存分配與初始發(fā)發(fā)起任創(chuàng)建創(chuàng)建20ms任創(chuàng)建40ms任N同N同步成Y交叉?zhèn)鬏敊z測(cè)校驗(yàn)N交叉?zhèn)鬏敵蒠初始同開中掛結(jié)記錄故結(jié)記錄故20ms40ms任務(wù)，20ms電源、數(shù)據(jù)記錄等。飛控系統(tǒng)內(nèi)部軟件結(jié)構(gòu)如圖3-12所示。開開應(yīng)用程序初始離散應(yīng)用程序初始任務(wù)初始各種總線初始任務(wù)初始余度管理軟20ms任務(wù)控制律計(jì)算軟20ms任務(wù)結(jié)執(zhí)行周期任結(jié)執(zhí)行周期任檢測(cè)數(shù)據(jù)記錄軟40ms任務(wù)40ms任務(wù)自定義任20ms3-13進(jìn)入進(jìn)入20ms20ms關(guān)閉中N關(guān)閉中N同步處理Y使能中關(guān)閉中小幀計(jì)數(shù)器遞關(guān)閉20ms任務(wù)定時(shí)允許20ms允許20ms關(guān)閉20msY通通道切首次進(jìn)20ms的任NYN首次進(jìn)20ms的任NYN初始同步 Y同步恢復(fù)N喂喂使能中小幀計(jì)數(shù)器遞通道切20ms后續(xù)任務(wù)處喂同步恢復(fù)N喂同步恢復(fù)N

3-1320ms續(xù)續(xù)20ms輸輸入信號(hào)表預(yù)預(yù)輸出指令表結(jié)結(jié)置20ms任務(wù)完成標(biāo)第二次交叉第二次交叉?zhèn)鬏斎腚x散量比40ms3-15

3-1420ms3-1540msBSPBSP即BoardSupportPackage，板級(jí)支持包。它的設(shè)計(jì)使得嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與硬件平臺(tái)上。對(duì)于具體的嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)，只要與硬件相關(guān)的代碼一律被封裝在BSPBSP提供，BSP與操作系統(tǒng)的交互是通過定義好的接口進(jìn)行的[37]。BSP包含了所有與硬件相關(guān)的代碼，它們主要包括：12、目標(biāo)系統(tǒng)上設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，為VxWorks硬件提供支持3、為應(yīng)用程序提供相關(guān)程序接口，可以使其底層硬件與硬件無關(guān)的軟與硬件無關(guān)的軟硬件相關(guān)的軟硬LAN控制定時(shí)串行控制SCSI控制I/O系工具—應(yīng)用程LAN驅(qū)BSP板級(jí)支持SCSI驅(qū)復(fù)用文件系VxWorks除了用戶的應(yīng)用程序以外，BSPVxWorks映像的另一個(gè)源程序空間，需要用戶BSPWINDKERNEL和tUsrRootBSP的初始化[21]。InitInitInitI/O寄存器，將操作系統(tǒng)與具體硬件連接起來。SystemInit主要是準(zhǔn)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化。BSP4-2所示。BoardInitCPU驅(qū)動(dòng)程序與component的接驅(qū)動(dòng)程序與I/O系統(tǒng)的接驅(qū)動(dòng)程序的常規(guī)操與I/O系統(tǒng)的接口驅(qū)動(dòng)程序與component的接驅(qū)動(dòng)程序與I/O系統(tǒng)的接驅(qū)動(dòng)程序的常規(guī)操控制寄存地址寄存狀態(tài)寄存控制寄存地址寄存狀態(tài)寄存其它接光接機(jī)械接控制電I/O處數(shù)字信數(shù)字電4-5VxWorksBSP在系統(tǒng)中的位置。從圖中可以看出，BSP向上層提供的接口有：1WIND3BSPindiverrndoorksorndoorksSP4-6BSP4-7核前初始化代調(diào)試系統(tǒng)時(shí)測(cè)試及編寫文BSP3

4-7BSP1、源文件和頭文件，如bspname.h、config.h、sysLib.c、romInit.s、sysALib.s、configNet.h等。23、二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)程序模塊[53]BSP的開發(fā)要根據(jù)具體目標(biāo)板的硬件進(jìn)行，可以根據(jù)目標(biāo)系統(tǒng)的硬件環(huán)境對(duì)tornado\target\configorks系統(tǒng)需要用到\torndo\tagt\onfig下包含的文件來進(jìn)行，該包括了公共執(zhí)行模塊（ll）和與目標(biāo)系統(tǒng)相關(guān)的模塊（bpnm，其中公共onfig\ll下包orkstorndo提供的工具進(jìn)行配置生成滿足用戶目標(biāo)板的操作系統(tǒng)[38]\tagt\onfig\ll\ofigAll.h和\target\config\bspname\config.h，配置的模塊文件有\(zhòng)target\config\all\usrConfig.c target/config/allVxWorks結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，一般情況下不用修改這些文件。特別是configAll.h文件，它為所有的VxWorks映像設(shè)置了默認(rèn)的配置。target/config/all1、bootConfig.c——用作引導(dǎo)ROMbootConfig.cROM映像的主初始化和控制文件。該文件包括了完整的引導(dǎo)ROM工作和一個(gè)網(wǎng)絡(luò)裝置初始化的表格。此模塊是usrConfig.c引導(dǎo)ROM映像的VxWorks映像下的所有可選特性[39]。2、bootInit.c——ROMROM初始化（romsInit.o以后）bootInit.c。romInit.sromInit()romStart()程序ROM映像所需的解壓縮和重定位工作由romStart()程序來完成。首先該程序?qū)⑽谋径魏蛿?shù)據(jù)段從ROM中到RAM中，然后清除了沒有使用的部分主usrConfig.cVxWorks映像的主初始化編碼。與完全自包含的bootConfig.c不同，usrConfig.c文件包含target/src/config/usrExtra.c，它包含了供子系config.hCPU板的所有包含文件和定義。config.h的標(biāo)準(zhǔn)組織內(nèi)容大1、BSP版本的信息和該版本ID2、configAll.h文件(#include部分3、MMU配置和緩沖器4、NVRAM（非易失性器）的相關(guān)參數(shù)56、ROM78、板載器的地址和大小91011、bspname.h文件（#include部分12、定義共享網(wǎng)絡(luò)器基于VxWorks的軟件調(diào)試技術(shù)研[23]們需要知道這個(gè)問題是因?yàn)殚_發(fā)人員的疏忽而導(dǎo)致的偶然性現(xiàn)象還是一個(gè)設(shè)計(jì)上的缺（bug取了這些信息才能對(duì)問題做進(jìn)一步的分析第三步是做出最初可能程序錯(cuò)誤的誤，否則回到第四步。宿主系控調(diào)試（應(yīng)用開發(fā)工具目標(biāo)程…進(jìn)程管理模設(shè)備驅(qū)動(dòng)模20%~50%的時(shí)間[25]。在嵌入式軟件的開發(fā)過程中，會(huì)頻繁地出現(xiàn)各種各樣的錯(cuò)誤須借助VxWorks自帶的調(diào)試器發(fā)現(xiàn)并排除錯(cuò)誤，VxWorks調(diào)試器通過交換機(jī)連接目標(biāo)機(jī)對(duì)被調(diào)試程序的執(zhí)行狀態(tài)進(jìn)行宿主系控調(diào)試（應(yīng)用開發(fā)工具目標(biāo)程…進(jìn)程管理模設(shè)備驅(qū)動(dòng)模宿主進(jìn)外設(shè)模擬線處理器狀態(tài)模處理寄存器模擬模目標(biāo)-宿主異常處理模宿主線目標(biāo)內(nèi)4-8目目標(biāo)機(jī)向調(diào)試器報(bào)異常情是否解決了題結(jié)束本次調(diào) VxWorksVxWorksstructstruct{UNITvariPointer;//變量指針charvariLength;//變量長度charvariName[255];//變量說明}structstruct{unsignedshort FUNCPTRfuncPointer;unsignedcharfuncReturnSize; 用上述兩個(gè)結(jié)構(gòu)體全局變量，程序中的變量和函數(shù)信息，并定義數(shù)組的結(jié)。括：程序斷點(diǎn)、浮點(diǎn)數(shù)或整數(shù)溢出、內(nèi)存、地址、除數(shù)為零等。在VxWorks系的[29]，方便調(diào)用用戶自己的異常處理函數(shù)異常處理的四個(gè)階段歸納為如圖4-。

4-1041、任務(wù)函inttaskIdListGet( intidList[],//該數(shù)組 獲取的任務(wù)id)STATUStaskStatusString( inttid,//當(dāng)前任務(wù)id)inttaskIdListGet( intidList[],//該數(shù)組 獲取的任務(wù)id)STATUStaskStatusString( inttid,//當(dāng)前任務(wù)id)任務(wù)流程如圖4-11所示taskStatusStringtaskStatusStringtaskIdListGet2、abort()和exit()

結(jié)調(diào)用回調(diào)函結(jié)調(diào)用回調(diào)函的是立即終止程序，多用于處理瀕臨的程序，但是必須在調(diào)用abort()前先重要int /*taskint /*taskIDoftaskto)基于VxWorks的驅(qū)動(dòng)程序開VxWorks已經(jīng)對(duì)很多硬件提供了支持，但是在嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程中不可避免的會(huì)使用系統(tǒng)的硬件，這樣我們就必須開發(fā)VxWorks下的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序[30]。12、隨機(jī)塊設(shè)備，主要是磁盤34、控制監(jiān)視設(shè)備，一般指控制數(shù)模變換的I/O中斷控制中斷控制定時(shí)PCMCIA系VME總線PCI總線網(wǎng)絡(luò)接串行接Flash系磁硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的功能包含如下幾點(diǎn)被別的任務(wù)時(shí)則不允許其他任務(wù)進(jìn)行操作直到該硬件設(shè)備資源被釋放456內(nèi)擴(kuò)展模應(yīng)內(nèi)擴(kuò)展模應(yīng)用程設(shè)備硬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程應(yīng)用程序通過操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的優(yōu)點(diǎn)是可以使用操作系統(tǒng)為驅(qū)動(dòng)程序的開銷，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性會(huì)下降。硬件驅(qū)動(dòng)程序與BSPVxWorks操作系統(tǒng)BSPVxWorks提供與硬件環(huán)境相關(guān)的接VxWorksVxWorks下運(yùn)行的軟件，這些軟件包括與硬件有關(guān)的和與硬件無關(guān)的[52]。BSPVxWorks的兩種通用的驅(qū)動(dòng)程序可移植性較好而SP驅(qū)動(dòng)程序適用于某種的硬件環(huán)境。在為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)SP時(shí)，不但要對(duì)BSP的驅(qū)動(dòng)程序提供支持，而且還要將通用的驅(qū)動(dòng)程序集成在SP中[52]。用的驅(qū)動(dòng)程序所在的位置。VxWorks4-14所示。嵌入式系統(tǒng)上電后，開始執(zhí)行啟動(dòng)代碼并加載orks映像。接著處理器轉(zhuǎn)到orks（yInit()的首地址yInit()的作用是復(fù)位處理器，進(jìn)行必要的硬件初始化，然后轉(zhuǎn)到urInit()urInitorksysInit()將硬件置于初始化狀態(tài)，接著子程序krnlInit()orksuroot()子程序產(chǎn)orks庫、調(diào)用應(yīng)用程序啟動(dòng)代碼。在上述的啟動(dòng)順序中，通用的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序位于子程序usrRoot()中，BSP的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序位于子程序sysHWInit()中[30]。orks415所示。裝載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程裝載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程創(chuàng)建設(shè)創(chuàng)建設(shè)將設(shè)備添加到設(shè)備列設(shè)備中斷管理函啟動(dòng)啟動(dòng)設(shè)關(guān)閉設(shè)關(guān)閉設(shè)關(guān)的VxWorks系統(tǒng)函數(shù)來獲取硬件接口參數(shù)接著通過I/O和內(nèi)存映射這兩種工作方式LOCALintxxDrvNum=0;/*LOCALintxxDrvNum=0;/*驅(qū)動(dòng)程序索引號(hào)typedef{DEV_HRDdevHdr;//設(shè)備頭數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)BOOLisCreate;//設(shè)備創(chuàng)建標(biāo)志BOOLisOpen;//UINT32RegMEMBase;//UINT32ioAddr;//設(shè)備…器址址2{/*判斷驅(qū)動(dòng)程序是否已經(jīng)安裝…/*設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序初始化…{return}return}{/*檢查驅(qū)動(dòng)程序是否安裝…/*分配內(nèi)存并初始化…/*硬件設(shè)備初始化，例如：I/O地址、設(shè)備本地內(nèi)存地址等…/*將設(shè)備添加到設(shè)備列表{free((char*)pxxDev);//釋放設(shè)備描述符returnERROR;}return}4LOCALULONGxxIntHandler(int{{xx_DEV*pxxDev=(xx_DEV*) 中斷狀態(tài)…}intxxOpen(DEV_HDR*pxxDevHdr,intoption,int{…}intxxRead(intxxDevId,char*pBuf,int{…}IntxxWrite(intxxDevId,char*pBuf,int{…}//intxxClose(int//intxxClose(int{…}//{/*查找設(shè)備…/*釋放設(shè)備所占用的資源，例如：信號(hào)量、喚醒等待該設(shè)備的任務(wù)等…/*卸載設(shè)備returnOK;}軟件需求分VME-2536的數(shù)字量IO接口卡來實(shí)現(xiàn)同步；3、每40ms一個(gè)工作周期完成中規(guī)定的各種功能4、完成輸入輸出信號(hào)的表決5的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，實(shí)現(xiàn)故障、恢復(fù)、重構(gòu)、綜合與記錄等；7、軟件需要留有接口，以便后續(xù)進(jìn)一步完善其功能整個(gè)系統(tǒng)的地面模擬仿VxWorks操作系統(tǒng)是WindRiver公司于1983年設(shè)計(jì)開發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操（TOS借其卓越的可靠性和實(shí)時(shí)性被航空航天、通信、軍事等高精尖領(lǐng)域廣泛采用。1、實(shí)時(shí)內(nèi)核2、兼容實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)3VxWorks網(wǎng)絡(luò)能與許多運(yùn)行其它協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，如TCP/IP、4.3BSD、NFS、UDP、SNMP、FTP等。VxWorks可通過網(wǎng)絡(luò)允許任務(wù)存取文件到其它系統(tǒng)中，并對(duì)任務(wù)進(jìn)行調(diào)用。45轉(zhuǎn)換、內(nèi)存分配、消息、標(biāo)準(zhǔn)ANSI-C程序庫等系統(tǒng)調(diào)用。6同處理等其他一系列步驟。另外同步工作也實(shí)現(xiàn)了更小的比較閥值[43]。點(diǎn)，也就消除了因不同CPU中的時(shí)鐘不同而造成時(shí)間累積誤差。任務(wù)同步的目的是保VME-2536數(shù)字量IO接口卡（32個(gè)輸32個(gè)輸出口VME-2536IO5-1所示[44]DODODI通道DODI通道DODI通道同步算法采握手同步，周期為20ms。在每個(gè)周期的開始，飛控計(jì)算機(jī)仿真機(jī)的20ms任務(wù)周期后，首先關(guān)中斷，接著輸出一個(gè)“邏輯高”同步離散量，然后在限定5-2給出了基于雙握手的同步流程圖。N定時(shí)器1不超N定時(shí)器1不超YN其它2個(gè)端口的信全部為“高YN定時(shí)器1不超YN已經(jīng)同步上的通Y重啟定時(shí)器輸出同步失啟動(dòng)定時(shí)器啟動(dòng)同步恢進(jìn)入進(jìn)入20ms關(guān)中關(guān)中啟動(dòng)20ms后續(xù)任5-2信號(hào)的與表決設(shè)1、數(shù)字量信號(hào)算3個(gè)、2個(gè)、1個(gè)、0個(gè)。算法表達(dá)如下1個(gè)有效，則判斷是否可以利用控制律重構(gòu)，如果系如果輸入的信號(hào)2個(gè)有效，則計(jì)算這兩個(gè)信號(hào)的差值的絕對(duì)值，差值絕對(duì)值小于閥值時(shí)兩個(gè)信號(hào)都故障，1；3個(gè)有效，則對(duì)有效的輸入信號(hào)進(jìn)行排序處理，可得到最1。表5- 1234最大值減次大小于閥值大于閥值小于閥值大于閥值次大值減最小小于閥值小于閥值大于閥值大于閥值其余信號(hào)有其余信號(hào)有三信號(hào)全故個(gè)過程分為以下幾種情況：3個(gè)輸入信號(hào)有效，但只有一個(gè)信號(hào)的故障計(jì)數(shù)值到達(dá)了上限（被判一路信號(hào)為永久故障如果3個(gè)有效信號(hào)中2個(gè)達(dá)到故障上限或者3個(gè)全21個(gè)信號(hào)的故障計(jì)數(shù)值達(dá)到了故障上限，也可具體的流程如圖5-3所示是是是開超過一開超過一個(gè)效信否 控制重ILM有否是某信號(hào)故否否控制重三個(gè)號(hào)有否是僅一信號(hào)故是去除此障信否是結(jié)多故障邏重構(gòu)控制號(hào)兩兩之差值>容重構(gòu)控制是否圖5-3數(shù)字量信號(hào)算上圖中的多故障邏輯是故障的深入處理流程，它主要處理以下兩種情況212個(gè)信號(hào)故障計(jì)數(shù)器都323個(gè)信號(hào)故障計(jì)數(shù)器全 主 速率陀螺儀的陀螺轉(zhuǎn) 主 有ILM定故用故的通道狀態(tài)、CCDLILM定故用故是是否2個(gè)有ILM檢查故障信是否否剩余有信是否2個(gè)有2:1情是是2個(gè)有否差值>容是去除2個(gè)1:1:1情有效信1個(gè)有1個(gè)有5-4其中2:1情況表示3個(gè)有效信號(hào)中有2個(gè)信號(hào)故障計(jì)數(shù)器超限，1:1:1情況表示3個(gè)2、離散量信號(hào)算離散量信號(hào)的輸入值全部都是離散量（1為真，0為假離散量信號(hào)的采用相333022或0則兩個(gè)數(shù)據(jù)都有效，結(jié)果為1則兩個(gè)數(shù)據(jù)都無效。離散量算法如圖5-5所示開開3個(gè)離3個(gè)離散量相個(gè)個(gè)數(shù)為YNN結(jié)果為2或YN結(jié)果為3或者Y結(jié)果為YN 結(jié)果為2個(gè)離散量相三個(gè)值全部無為1的值無為0的值無三個(gè)值全部有兩個(gè)值都有兩個(gè)值都無結(jié)果為

圖5-5離散量信號(hào)算1每個(gè)通道的離散量信號(hào)的值相加，可能得到的結(jié)果為：3、2、1、0。如果相加結(jié)果是3，則表決值是1。如果相加結(jié)果是2，則表決值是1。如果相加結(jié)果是1，則表決值是0。005-6所示。NNNYNYNYYN2

33個(gè)信號(hào)有效時(shí)，32215-7開開N3通道數(shù)據(jù)都有NY2通道數(shù)據(jù)都有YN1通道數(shù)據(jù)都有Y3通道數(shù)據(jù)排取故障安全取該信取平均取中交叉?zhèn)鬏斣O(shè)

在飛控計(jì)算機(jī)仿真機(jī)的運(yùn)行過程中，每個(gè)通道計(jì)算機(jī)自己的是X，則其余兩個(gè)通道計(jì)算機(jī)的是Y和Z。交叉?zhèn)鬏斄鞒倘鐖D5-8所示[47]。CCDLYY交叉?zhèn)鬏敵琋Y收到Y(jié)通道數(shù)讀其它通道的數(shù)據(jù)置Y通道成N置Y通道CCDL失N已經(jīng)讀到其余個(gè)通道的CCDL數(shù)Y收到Z通道數(shù)YN叉叉?zhèn)鬏敵晒?biāo)結(jié)

5-8飛行中BIT軟件分為四層，分別為：IFBIT啟/停條件判定層、IFBIT流程管理與調(diào)度層、IFBIT硬件驅(qū)動(dòng)層、IFBIT結(jié)果記錄與告警層。IFBIT啟/停條件判定層主要來控制IFBITIFBITIFBITIFBIT硬件驅(qū)動(dòng)層需要完成飛機(jī)在飛行中軟件驅(qū)動(dòng)硬件的BIT功能。IFBITNVRAM中。飛控系統(tǒng)飛行中BIT5-9所示。IFBITIFBITIFBITIFBIT流程管理與調(diào)度庫令數(shù)據(jù)5-9BITBIT能否滿足聯(lián)鎖條件，如果滿足聯(lián)鎖條件則系統(tǒng)完成上電BITBITBITBIT將故NVRAMBITBIT檢測(cè)，檢測(cè)是否滿NVRAMBIT。接著是飛行中BIT，判斷條件同上。然后是運(yùn)行BIT，通過分析NVRAM中的故障數(shù)據(jù)，BIT。綜上所述，BIT軟件設(shè)5-10所述。NN是否滿足YYNNYPBITYNN是否滿足YIFBITYNNYMBIT地 檢退出PUBIT 設(shè)

5-10BIT。余度管理設(shè)計(jì)的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容就是合理地選擇余度系統(tǒng)面的位置和數(shù)目。同步1，同時(shí)應(yīng)該通知器將對(duì)方通道的輸入數(shù)據(jù)判定為無效數(shù)據(jù)，并且對(duì)對(duì)方通道放棄投票。行同步，永久失步故障將會(huì)通知器對(duì)對(duì)方通道的輸入數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)，并且對(duì)對(duì)方CCDL回繞CCDLCCDL數(shù)據(jù)包。飛控計(jì)算機(jī)三通道間采用CCDL回繞的方法對(duì)交叉通道傳輸進(jìn)行CCDL回繞監(jiān)控是在每個(gè)周期內(nèi)兩次的CCDL交叉?zhèn)鬏斨羞M(jìn)行的，CCDL回繞數(shù)據(jù)包有兩類特殊電源電源采用硬件和軟件硬件采用的是BIT電路周期性地對(duì)電源進(jìn)行。有效電壓直接連接到CPU板的通道故障邏輯電路，當(dāng)任一電源發(fā)生故障時(shí)，該故障邏輯電路就可以直接切除故障支路。軟件方法主要是利用電源軟件器，周期性地各種電源的電平信號(hào)，并且獲取幅值和頻率等信息來判定該電平信號(hào)是否發(fā)生故障。電源的對(duì)象包括5V、3.3V、12V等直流部分和交流部分。若到的電if(電源電壓故障{return}{if（3.3V1&&5V1&&15V{return}}{return}}總線通信staticMOS_UINT32temp=0; if（CPCI板卡永久故障）{{CPCI瞬態(tài)故障CPCI瞬態(tài)故障計(jì)數(shù)--;if(CPCI瞬態(tài)故障計(jì)數(shù)值<0){CPCI瞬態(tài)故障計(jì)數(shù)}return}{CPCI瞬態(tài)故障CPCI瞬態(tài)故障計(jì)數(shù)if(CPCI瞬態(tài)故障計(jì)數(shù)>最大故障計(jì)數(shù)門限{CPCI永久故障}記錄故障幀fault_frame;returnNOT_VALID;}}通道通道是實(shí)現(xiàn)3個(gè)CPU之間的與表決的關(guān)鍵飛控計(jì)算機(jī)三余度通道的CPU故障與處CPU板定時(shí)器的時(shí)間漂移、I/O硬線出現(xiàn)故障、I/O與輸出電路出現(xiàn)故障都會(huì)導(dǎo)致失步。CCDLCCDL交叉?zhèn)鰿CDL交叉?zhèn)鬏斒?，則認(rèn)為該通道和其他通CCDLCCDL交叉?zhèn)鬏斒ǖ缹?duì)應(yīng)的輸入數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)且對(duì)該通道投票，如果故障計(jì)數(shù)的累加達(dá)到閥值，就判定此通道為CCDLCPCI總線進(jìn)行通信。我們使用幀計(jì)數(shù)來累計(jì)發(fā)送的幀數(shù)如果幀計(jì)數(shù)越界的話就從0開始每發(fā)送一組數(shù)據(jù)幀計(jì)數(shù)就累加1。通道故障與處PCOX主CPU及其他通道表決后的控制信號(hào)記為SCOX、SCOY、SCOZ。三余度信號(hào)算法對(duì)PCOX、PCOY、PCOZ、SCOX、SCOY、SCOZ分別進(jìn)行，軟件測(cè)試方Bug被找到并被改正，靜態(tài)測(cè)通過代碼走查發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的情況總結(jié)如下123456、函數(shù)全局變78、全局變量在時(shí)沒有初始910、#include后的文件名沒有加單元測(cè)1算法進(jìn)行功能性測(cè)試，當(dāng)三通道同步正常時(shí)打印CCDL傳輸?shù)臄?shù)據(jù)應(yīng)該具有一致性。2、打印CCDL6-16-1CCDL信號(hào)的表決測(cè)1、離散量離散量在程序中由IOMonitor函數(shù)實(shí)現(xiàn)，該函數(shù)的原型為 表6- 測(cè)試用例表6- 測(cè)試用例表表6- 測(cè)試用例6-16-26-3離散量算法符合軟件設(shè)計(jì)需求。2、數(shù)字量數(shù)字?jǐn)?shù)字 在程序中由DigiMonitor函數(shù)實(shí)現(xiàn)，該函數(shù)的原型為input_valid[3] input_data[3]表6- 測(cè)試用例return_valid[0]=1return_valid[0]=1return_valid[1]=1return_valid[1]=1表表6- 測(cè)試用例表6- 測(cè)試用例6-46-56-6數(shù)字量算法符合軟件設(shè)計(jì)需求。3usableusablevote_value表表6- 測(cè)試用例vote_value=3vote_value=3表6- 測(cè)試用例表6- 測(cè)試用例6-76-86-94離散量表決在程序中由IOVote表6- 測(cè)試用例表6- 表6- 測(cè)試用例CCDL1本項(xiàng)目中具有兩次CCDL，CCDL采用回繞方法實(shí)時(shí)CCDL的有效性?；乩@方法舉例如下：A計(jì)算機(jī)通過第一次CCDL發(fā)送一個(gè)隨機(jī)數(shù)X給B和C，B和CCCDLXA計(jì)算機(jī)，A計(jì)算機(jī)通過比較發(fā)出和返回的隨機(jī)數(shù)即可判定CCDL鏈路是否正常。出來，通過比較分析判定CCDL方法的有效性。A計(jì)算機(jī)發(fā)出的隨機(jī)數(shù)X，由B、CB計(jì)算機(jī)發(fā)出的隨機(jī)數(shù)Y，由A、CC計(jì)算機(jī)發(fā)出的隨機(jī)數(shù)Z，由A、B2表6- 測(cè)試用例6- dFirstFromXFirstFromYSecondSendX=263SecondFromY2XSecondFromY2Y6- dFirstFromXFirstFromYSecondSendX=274SecondFromY2XSecondFromY2Y3、通道測(cè)1實(shí)際程序中由ChanMonitor函數(shù)實(shí)現(xiàn)通道，具體的測(cè)試方法是隨機(jī)選取一組輸intintdoublewucha=0.1;{{}}{}26-6-intdoublewucha=0.1;{{}}{}ChannelXOK;ChannelYChannelXOK;ChannelY表表6- 測(cè)試用例intdoublewucha=0.1;{{}}{}ChannelXFailed;ChannelYChannelXFailed;ChannelYintdoublewucha=0.1;{{}}{}ChannelXFailed;ChannelYChannelXFailed;ChannelY3、知，通道算法符合軟件設(shè)計(jì)需求。1三余度飛控計(jì)算機(jī)CPU6-1&&&&

OCDPVFYDPVFOC&&

&6-1&余度計(jì)算機(jī)各CPU板均設(shè)置通道故障邏輯電路，用于本通道的故障和故障切除。通道故障邏輯圖中每一個(gè)信號(hào)的狀態(tài)約定為：1為有效，0為故障。電源結(jié)在CPU板上有專門的電路檢測(cè)15V、+5V、+3.3V三種電壓，產(chǎn)生三個(gè)信號(hào)，即為15VV、+5VV、+3.3VV，把這三個(gè)信號(hào)作為輸入，經(jīng)過與邏輯產(chǎn)生一個(gè)PSV200msDPV看門狗結(jié)看門狗對(duì)飛行控制軟件進(jìn)行若軟件能周期性復(fù)位看門狗則看門狗輸出有效，即產(chǎn)生WDV有效高電平信號(hào)。CPU結(jié)個(gè)“本通道故障”CPUV0給通道故障邏輯?？缤ǖ澜Y(jié)即為DPVFY、DPVFZ兩個(gè)信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)是其它通道對(duì)本通道的投票信DPVFY、DPVFZ兩個(gè)信號(hào)0DPV0。人工復(fù)位信號(hào)，即為FR。CPU板發(fā)生故障時(shí)，CPUDPV信號(hào)(本通道處理器有效)0CPU板（即本支路）故障，模擬電路會(huì)自動(dòng)切除本支路，當(dāng)DPV1時(shí)表示本支路有效。作過程周期以上輸入數(shù)（包含故障注入結(jié)果經(jīng)過故障邏輯軟件包的邏輯計(jì)算DPV信號(hào)。#include"RSIM_AGENT.h"#include"RSIM_API.h"#include#include"RSIM_AGENT.h"#include"RSIM_API.h"#include"RSIM_WHOAMI.h"externCHANLOGIC_TYPEchanLogic;{chanLogic.Power_psv[0]=12;//15VV電壓 chanLogic.Power_psv[1]=5;//+5VV電壓信號(hào)chanLogic.Power_psv[2]=3;//+3.3VV電壓信號(hào)}2表6- 測(cè)試用例15V表6- 測(cè)試用例CPUV表6- 測(cè)試用例DPVX3、無故障閉環(huán)仿真測(cè)6-2 圖6-2無故障閉環(huán)仿真曲線，70010s時(shí)開始右滾轉(zhuǎn)，有故障閉環(huán)仿CPU死機(jī)注入CPU6-36- 圖6-3CPU死機(jī)故障仿真曲線10s左右時(shí)，開始注入CPU死機(jī)故30?，然后恢復(fù)平飛狀態(tài)，飛控計(jì)算機(jī)仿真機(jī)一個(gè) 圖6-4傳感器故障仿真曲線70010s左右時(shí)，開始注入傳感器故障，30?，然后恢復(fù)平飛狀態(tài)，選擇優(yōu)先級(jí)較低的傳感器數(shù)軟件測(cè)試結(jié)綜上所述，單余度開環(huán)表明，機(jī)載余度管理軟件中各模塊功能正確無誤且工作總本結(jié)合余度管理技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，通過參與相關(guān)的橫向課題，對(duì)無人機(jī)機(jī)載余度管理軟件開發(fā)技術(shù)進(jìn)行深入研究。根據(jù)課題的應(yīng)用需求，選擇了硬件來配置分析問題解決問題的能力都得到了極大的提高。對(duì)的整個(gè)工作做如下總結(jié)：1從的選題背景和意義入手說明了穩(wěn)定性和可靠性是開發(fā)機(jī)載軟件的關(guān)鍵，3、對(duì)軟件架構(gòu)的發(fā)展歷程進(jìn)行回顧，詳細(xì)描述了多用于架構(gòu)設(shè)計(jì)中的5中視圖，4、基于飛控計(jì)算機(jī)仿真機(jī)硬件對(duì)BSP進(jìn)行開發(fā)，并在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks的軟件調(diào)試技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)研究。后續(xù)工作展1本中的軟件架構(gòu)是否是性能最好的還不確定軟件架構(gòu)的可靠性安全性、可擴(kuò)展性、可性等方面還有待提高。2BSP3、在余度管理策略方面的理論研究還不夠深入，在信號(hào)算法中有關(guān)閥值的選4、由于時(shí)間有限，在開發(fā)工作中只對(duì)中提及到的余度管理策略進(jìn)行了設(shè)計(jì)的工作中需要不斷進(jìn)試并對(duì)軟件運(yùn)行中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行修改。馬秋瑜.無人機(jī)飛控系統(tǒng)實(shí)時(shí)余度軟件設(shè)計(jì)[D].西安:西北工業(yè)大學(xué),2007:2-王珍熙.可靠性、冗余及容錯(cuò)技術(shù)[M].：航空工業(yè)，1991:15-占正勇,.分布式電傳飛行控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展及分析[J].飛行力學(xué),2009,1-,,.四余度數(shù)字電傳控制系統(tǒng)輸入信息余度管理策略及其應(yīng)[J].測(cè)控技術(shù)2008,27(1111-A320/A330/A340tofuturemilitarytransportaircraft[J].MicroprocessorsandMicrosystemsVolume19Number2,march1995NaiduA.Casestudy.AirbusA340flightcontrolsystem[D].UniversityofVirginia,2002:王永,.民用飛機(jī)電傳飛行控制系統(tǒng)初探[J].航空標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量,24-YehYC.Triple-TripleRedundant777PrimaryFlightComputer[C].AerospaceApplicationsConference.Aspen,Co.1996(1):293-307.tolerantsystems[C].TheTwenty-ThirdInternationalSymposium.Aerospatiale,316,routedeBayonne,31060Toulouse,France.June,1993:616-623.楊飛.余度飛控計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)和仿真技術(shù)研究[D].西安:西北工業(yè)大學(xué),2007:12-,李沛瓊.可靠性及余度技術(shù)[M].:航空工業(yè),1991:56-熊庭剛,馬中,袁由光.基于操作系統(tǒng)調(diào)用的容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同步技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2006,43(11):1986-1987.[13]DKPradnan.Fault-TolerrantComputerSystemDesign[M].EnglewoodCliffs,NJ:Prentice-HallInc,1998.[14]DPSiewiorek,RSSwarz,etal.TheTheoryandPracticeofReliableSystemBedford,MA:DigitalPress, 1999-10-[16],.飛行控制系統(tǒng)的分系統(tǒng)[M].:國防工業(yè),2003:124-[17],陳懷民,.機(jī)載飛控計(jì)算機(jī)機(jī)內(nèi)