[发明专利]一种基于机载设备板卡的冗余备份方法

权利要求书

1.一种基于机载设备板卡的冗余备份方法，其特征在于，在系统包含两块设备板卡时，随机选择一块作为主板，另外一块为备板，主板进行系统业务处理，备板在主板故障后切换为主板，继续系统业务处理；

包括系统上电、板卡心跳包引脚检查、主备板选举及运行四个阶段，在各阶段均进行板卡故障检测，发送检测结果消息码，包括：

1:运行中发生故障瞬间重启

2:本板是主板

3:本板是备板

4:本板是主板，备板发生了故障

5:发生了切换

6:本板坏了

7:启动过程中备板坏了

8:启动过程中主板坏了；

系统有4个IP，IP_1是设备板卡A的过渡IP，IP_2是设备板卡B的过渡IP，IP_3是系统对外IP，IP_4是备板IP，其中IP_1和IP_2通过上电后两块板卡I/O口拉高和拉低的状态位去设置，如果I/O口读取的状态位为高，那么将IP设置为IP_1；如果I/O口读取的状态位为低，那么将IP设置为IP_2；

在系统上电阶段，检查系统中是否有IP_3设备板卡的存在，如果存在那么发送消息码1，退出冗余备份操作；如果不存在那么直接进行板卡心跳包引脚检查、主备板选举及运行；

在主备板选举阶段，设备板卡A作为UDP的客户端，设备板卡B作为UDP的服务端；

设备板卡A通过Rand()选举主板和备板，将选举结果发送给设备板卡B，如果选举设备板卡A作为主板，那么发送master；如果选举设备板卡A作为备板，那么发送slave；

设备板卡B等待设备板卡A发送的选举结果，如果10.5s还没有收到设备板卡A发送来的选举结果，那么判断设备板卡B是否正常工作，如果是，将设备板卡B的IP切换成IP_3，发送消息码8；如果否，发送消息码6；如果收到设备板卡A发送来的选举结果，回复设备板卡A应答ACK，如果收到的是master那么切换IP为IP_4，发送消息码3；如果收到的是slave那么切换IP为IP_3，发送消息码2；

设备板卡A等待设备板卡B回复的应答ACK，如果10.5s还没有收到设备板卡B回复的ACK，那么进行超时处理，判断设备板卡A是否正常工作，如果是，则将设备板卡A的IP切换成IP_3，发送消息码7；如果否，发送消息码6；如果设备板卡A收到设备板卡B回复的ACK，根据选举结果做进一步操作，如果是master，那么切换IP为IP_3，发送消息码2；如果是slave，那么切换IP为IP_4，发送消息码3；

在数据处理板卡心跳包引脚检查阶段，如果设备板卡A检测心跳引脚异常，设备板卡B检测心跳引脚正常，设备板卡A会等待13s，设备板卡B不等待，进入准备接收设备板卡A发送的选举结果，如果在10.5s内设备板卡B未能够收到设备板卡A发送的选举结果，设备板卡B判断本板是否正常工作，如果是，设备板卡B切换成IP_3，并且发送消息码8，过了2.5s，设备板卡A发现IP_3存在，切换IP_1，发送消息码6；如果否，设备板卡B切换成IP_2，发送消息码6，过了2.5s，设备板卡A发现IP_3不存在，设备板卡A判断本板是否正常工作，如果是，切换IP为IP_3，并且发送消息码7，如果否，切换IP为IP_1，并且发送消息码6；

如果设备板卡A检测心跳引脚正常，设备板卡B检测心跳引脚异常，设备板卡B会等待17s，设备板卡A不等待，选举此次启动的主板和备板，将选举结果发送给设备板卡B，如果在10.5s内设备板卡A未能够收到设备板卡B发送的应答ACK，设备板卡A判断本板是否正常工作，如果是，设备板卡A切换IP为IP_3，发送消息码7，过了6.5s，设备板卡B发现IP_3存在，切换IP为IP_2，发送消息码6；如果否，设备板卡A切换IP为IP_1，发送消息码6，过了6.5s，设备板卡B发现IP_3不存在，设备板卡B判断本板是否正常工作，如果是，切换IP为IP_3，并且发送消息码8，如果否，切换IP为IP_2，并且发送消息码6；

如果设备板卡A检测心跳引脚异常，设备板卡B检测心跳引脚异常，设备板卡A等待13s，设备板卡B等待17s，过了13s，设备板卡A发现IP_3不存在，判断设备板卡A是否正常工作，如果设备板卡A正常工作，那么设备板卡A切换IP_3，同时发消息码7，过了4s，设备板卡B发现存在IP_3，切换自己的IP_2，发送消息码6；如果设备板卡A工作不正常，那么设备板卡A切换IP_1，同时发送消息码6，过了4s，设备板卡B发现IP_3不存在，设备板卡B判断本板是否正常工作，如果是，切换IP为IP_3，并且发送消息码8，如果否，切换IP为IP_2，并且发送消息码6；

如果设备板卡A检测心跳引脚正常，设备板卡B检测心跳引脚正常，则直接进行主备板选举及运行；

在运行阶段，如果设备板卡A接收设备板卡B的硬线心跳信号超时，设备板卡A判断是否是网络风暴引起的，如果是网络“风暴”引起的，那么判断设备板卡A是否是主板，如果是主板那么发送消息码4，否则切换IP为IP_1，并且发送消息码6；如果不是网络风暴引起的，判断设备板卡A是否正常工作，如果否，那么切换IP为IP_1，发送消息码6；如果设备板卡A还正常工作，判断设备板卡A是否为主板，如果是主板，那么发送消息码4，如果不是主板，切换IP为IP_3，并且发送消息码5；

如果设备板卡B接收设备板卡A的硬线心跳信号超时，设备板卡B判断是否是网络风暴引起的，如果是那么判断设备板卡B是否是主板，如果是主板那么发送消息码4，否则切换IP为IP_2，并且发送消息码6；如果不是网络风暴引起的，判断设备板卡B是否正常工作，如果否，那么切换IP为IP_2，发送消息码6；如果设备板卡B还正常工作，判断设备板卡B是否为主板，如果是主板，那么发送消息码4，如果不是主板，切换IP为IP_3，并且发送消息码5。

2.根据权利要求1所述的基于机载设备板卡的冗余备份方法，其特征在于，设备板卡A收到设备板卡B回复的ACK，创建心跳线程；同样设备板卡B收到设备板卡A发送的选举结果，也会创建心跳线程；心跳信号为方波信号，方波的周期为200ms。