[发明专利]基于TTP/C总线的高安全性数字电子控制器架构

说明书

本发明提供一种基于TTP/C总线的高安全性数字电子控制器架构，其主要改进之处在于，基于TTP/C总线将数字电子控制器内部划分为若干功能模块，功能模块之间任务独立，通过TTP/C总线网络进行数据交互，关键的功能模块为双余度。TTP/C总线按照TTP/C总线周期进行时间槽规划，各功能模块根据相应时间槽规划在设定时刻执行模块通讯任务，进行TTP/C总线数据传输；在功能模块内，对模块功能任务进行时间分区，每个模块功能任务均在确定的时刻进行；模块功能任务和模块通讯任务协同进行。本发明可保证数字电子控制器内部的所有任务有序执行，避免了模块之间的数据冲突；并可降低控制器功能降级速度。

技术领域

本发明属于航空发动机控制及数据总线技术领域，尤其是一种高安全性数字电子控制器架构。

背景技术

航空发动机控制系统作为飞机动力系统的控制者，是整个飞行器的重要组成部分。而数字电子控制器则是航空发动机控制系统的“大脑”，其通过采集发动机各部件状态，结合飞机需求，计算并控制执行机构输出，同时监控发动机健康状态，保证发动机安全健康的运行。使数字电子控制器具备更的高安全性，是研发人员不断的追求。

TTP/C数据总线是针对运输工业领域安全关键嵌入式应用的高速、无主、双通道的现场总线通信总线，目前已经形成了SAE AS6003标准。该总线是一种基于TTA（时间触发架构）架构的无主机多点串行通信协议，采用Welch-Lynch算法实现分布式容错同步时钟，调度策略支持将多个基本TTA周期构成一个集群周期。TTP/C在通信协议层提供时间触发数据传输、分布式容错同步时钟、故障节点探测与隔离、成员关系一致性算法、CRC（循环冗余码）校验、隐式接收确认、冗余管理等服务，基于TTP/C协议可以为应用程序提供了一个确定、可靠、实时的一致性分布式计算平台。

TTP/C总线代表了符合DO-297/ED-124术语和指南的综合模块化航空电子（IMA）模块和资源。基于TTP/C的电子控制器结合了先进的容错分布式IMA概念，还为未来各种安全关键性的实时分布式应用提供了充分的支持。

发明内容

本发明的目的是针对航空发动机控制系统数字电子控制器对高安全性、高可靠性、强实时性、高维修性需求，提出一种基于TTP/C总线的高安全性数字电子控制器架构。本发明采用的技术方案是：

一种基于TTP/C总线的高安全性数字电子控制器架构，其主要改进之处在于，基于TTP/C总线将数字电子控制器内部划分为若干功能模块，功能模块之间任务独立，通过TTP/C总线网络进行数据交互，关键的功能模块为双余度。

进一步地，TTP/C总线按照TTP/C总线周期进行时间槽规划，各功能模块根据相应时间槽规划在设定时刻执行模块通讯任务，进行TTP/C总线数据传输；在功能模块内，对模块功能任务进行时间分区，每个模块功能任务均在确定的时刻进行；

模块功能任务和模块通讯任务协同进行。

更进一步地，模块功能任务由功能模块内的TTP/C总线控制器触发，TTP/C总线控制器按TTP/C总线周期产生定时中断，功能模块将产生的定时中断作为模块功能任务的起始时刻，各模块功能任务顺序执行。

更进一步地，模块功能任务和模块通讯任务的周期与TTP/C总线周期一致，或者是其整数倍。

进一步地，所述的基于TTP/C总线的高安全性数字电子控制器架构，包括主控通道、备份通道，以及健康管理模块；

主控通道包括信号采集模块、驱动输出模块、控制运算模块；备份通道包括备份模块；备份模块用于主控通道故障时，控制数字电子控制器所控制对象的安全运行；

信号采集模块、驱动输出模块、控制运算模块为双余度；健康管理模块、备份模块为单余度。

具体地，