一种高可靠性级联式心跳设计方法

标题：一种高可靠性级联式心跳设计方法

摘要：随着航空技术的迅猛发展，航空电子系统正向开放式、综合化、模块化的方向发展。在嵌入式计算设备高度集成的今天，设备内的多模块交互、系统内的多设备交互已是航空电子系统普遍的实现方式。这种方式带来了系统强大的运行能力，同时也给系统的测试性提出了挑战，如何在众多计算单元中诊断出故障点成为可靠航电系统的必备能力之一。本发明针对多模块的复杂级联系统提出一种心跳设计方法，在其运行过程中，可以通过模块自身反应出本模块以及其前级模块故障情况，并传递给后级模块知晓。本发明方法在多模块的设备内部以及多设备的系统内部均具有实用价值。

申请号：CN201410508282.6

申请日：2014/9/28

申请人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所

首项权利要求：一种高可靠性级联式心跳设计方法，其特征是，本方法基于若干个计算节点相互交联组成的网络系统，其心跳设计方法步骤如下：第一步，根据网络系统中心跳的监控需求，画出心跳流图，并将心跳流图分解为若干单向心跳子图，单向心跳子图中计算节点分为始节点、中间节点以及末节点，其中，始节点为仅向后级节点发送心跳的节点，中间节点为既接收前级节点的心跳，同时又向后级节点发送心跳的节点，末节点为仅接收前级节点心跳的节点；若在分解心跳流图时，存在个别节点与其他节点构成循环心跳监控，则该节点应至少被包含在三种心跳子图中，在每种子图中，该节点分别担任始节点、中间节点以及末节点；第二步，对每一张心跳子图区分出所有始节点、中间节点、模块节点；从始节点起开始对所有节点进行心跳分配，每个始节点需要至少两个心跳编号以组成一个心跳序列，每个中间节点需要至少一个心跳编号、每个末节点不需要心跳编号，每个心跳编号为一个自然数，心跳编号之间无重复；第三步，工作模式下，始节点以一定周期向后级节点发送第二步中分配到的心跳序列，若始节点工作正常，则每一个后级节点按照预定期望收到该始节点在第二步中分配到的的心跳序列；若始节点出现故障，后级节点收到不同的心跳序列，或收不到任何序列，则后级节点发现始节点故障，并报告始节点故障；第四步，中间节点每个前一级节点的预定期望心跳序列为：所有前两级节点工作正常时依据4.1向前一级节点发送的心跳序列及该前一级节点自身在第二步中分配到的心跳编号合并而成；工作模式下，中间节点首先依据每个前一级节点的预定期望心跳序列对收到该前一级节点的心跳序列进行判断，并根据判断结果向后一级节点发送心跳序列，分为三种情况：4.1若每个前一级节点的心跳序列都与该节点预定期望心跳序列一致，则认为所有前级节点工作正常，该中间节点向后一级节点发送的心跳序列如下：由该中间节点的所有前一级节点的心跳序列及该中间节点自身在第二步中分配到的心跳编号合并而成；4.2若部分前一级节点的心跳序列与该节点预定期望心跳序列不一致，则根据第二步心跳序列编码发现对应的工作故障的节点，并报告始相应的节点故障，此时该中间节点向后一级节点发送的心跳序列如下：由该中间节点的所有正常前一级节点的心跳序列及该中间节点自身在第二步中分配到的心跳编号合并而成；4.3若所有前一级节点的心跳序列都与该节点预定期望心跳序列不一致，则根据第二步心跳序列编码发现对应的工作故障的节点，发现所有前级节点工作故障，并报告所有节点故障，此时该中间节点向后级节点发送的心跳序列如下：由该中间节点的所有前级节点的心跳序列中的最大值编号及该中间节点自身在第二步中分配到的心跳编号合并而成；第五步，工作模式下，末节点对收到的每个前级节点心跳序列进行判断，若部分前级节点的心跳序列与该节点预定期望心跳序列不一致，则发现这部分前级节点工作故障，并报告相应的节点故障；第六步，在完成前五步所有心跳序列设计后，对于同一个节点，如果出现心跳序列不同，但故障表意相同，选择采用其中序列数值和最小的心跳序列。

专利类型：发明申请