[发明专利]分布式综合模块化航空电子系统混合式动态重构系统与方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及航空电子领域，特别是指分布式综合模块化航空电子系统实时动态重构的系统与方法。

【背景技术】

航电系统在整机成本中所占的比重越来越大，民机为35％-40％，而军机为50％。随着系统结构日渐复杂，越来越多的功能需要进行综合，从而飞机成了真正意义上的信息系统。通信和信息管理技术的不断进步促进了新型航电设备的研发，分布式综合模块化航空电子系统(DIMA)是IMA(综合模块化航空电子系统)系统范畴内的重要改进，它结合了联合式和IMA理念的优势，并对系统性能、可用性、可扩展性以及全寿命周期成本等方面提出了越来越高的要求，正是在这种情况下，系统实时动态重构技术成为新一代综合航空电子系统必不可少的一项关键技术。

IMA采用了独立的嵌入式专用字系统、维护周期短、系统升级昂贵、软件基于硬件开发、需要大量备用资源及计算机资源利用率低，无法满足先进飞机航空电子系统功能持续增长的需要。DIMA提供了一种综合的、通用的硬件及软件资源平台，使大量具有飞机功能的应用程序可宿主平台上，软件加载与硬件无关，易于系统升级和重构，物理资源和逻辑资源可共享，通过鲁棒式分区使功能分离和独立，并且平台和应用程序级的健康监控和故障管理科支持资源共享。

DIMA能够将各功能块定位于接近输入/输出模块的位置。该平台具有分层结构，可降低其布线和系统复杂性。另外，系统中的每一处理单元可作为独立功能模块，系统中的每项功能数据可共享。这就降低了对处理能力总的要求，减少了所需的硬件数量。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种分布式综合模块化航空电子系统混合式动态重构系统与方法，用以解决现有方案中资源浪费较多并且故障处理时间较长的问题。

为实现上述目的，实施本发明的分布式综合模块化航空电子系统混合式动态重构系统至少包括第一至第五运算模块及第一与第二TTE交换机，其中第一至第五运算模块由第一与第二TTE交换机连接，第一与第二TTE交换机执行TTE协议。该协议在通信过程中采用全局时钟启动数据的收发，每一个TTE交换机和运算模块的操作只与全局时间有关，并且该分布式综合模块化航空电子系统混合式动态重构系统设置其中一个运算模块为主重构管理模块，统一管理全系统的异地远程重构工作，并设置另外一个运算模块为备份模块。

依据上述主要特征，备份模块对主重构管理模块进行热备份，备份模块和主重构管理模块同时工作，并且它们之间是同步的，所有的其他模块同时向主重构管理模块和备份模块发送相同的数据，备份模块只接收此数据，并且备份模块同时对主重构管理模块的工作状态进行监控，当发现主重构管理模块故障，则接收该主重构管理模块的工作。

依据上述主要特征，当一运算模块出现故障，且还有备份模块时，启用备份模块代替故障模块，若备份模块已被使用，则进行降级重构，将其它运算模块分区中部分优先级低的应用程序关闭，省出的空间运行故障模块的应用程序。

依据上述主要特征，运算模块包括应用分区、操作系统核心层、硬件模块支持层，其中应用分区位于三层结构的顶层，包括与飞机任务和功能相关的各种软件；操作系统核心层属于中间层，为各种应用程序提供执行平台，进行机载资源的管理，按照优先级对各种任务进行调度和切换，包括健康监测单元以及模块重构管理单元，健康监测单元进行分区级和模块级的监控；模块重构管理单元包括故障检测、重构数据处理和重构执行三个组件，故障检测组件依赖于健康监测单元的报错进行分区和模块故障检测；重构数据处理组件主要工作是识别故障，综合故障信息，匹配故障信息之间的级联、耦合关系，形成故障隔离封闭区域，为故障处理提供处理对象和范围，对重构执行提供决策信息；重构执行组件主要是参考重构数据处理信息，调用重构策略配置库，执行重构，并对重构的每一个重要、关键步骤采用逐步确认的机制，并且保证随时能终止或者回朔的上一步操作，其中上述的重构策略配置库里有多种重构配置方案，当某个模块出现了问题，根据模块的问题选择一个配置方案，进行配置信息更新，系统正常运行。