[发明专利]一种时间触发总线集群启动和重启方法及装置

说明书

本申请提供了一种时间触发总线集群启动和重启方法。本发明表述了一种时间触发总线集群启动和重启方法，通过总线控制器初始化、监听和监听超时控制、冷启动和冷启动超时控制以及成员关系的全局整合统一过程，建立有效的同步全局时钟和一致的成员关系，从而快速完成容错的时间触发总线集群启动或重启过程。

技术领域

本发明属于计算机应用技术领域，一种时间触发总线集群启动和重启方法。

背景技术

时间触发构架(TTA)是由欧洲委员会资助开发的分布式实时容错系统构架，为下一代汽车、铁路、航空等高可靠性应用领域提供了通用的底层解决方案，提供一个分布式实时高可靠性计算平台，从而降低应用业务的复杂度。时间触发总线(TTP/C)在TTA构架的基础上达到了SAE(汽车工程师学会)C类标准的要求。

TTP采用总线型架构，基于时分复用(TDMA)的通信调度策略，总线上各个节点按照预先定义的消息描述表(MEDL)，基于全局时间基的时间槽进行数据传输的调度。由于控制系统高安全性的需求，TTP总线提出了一种分布式的高精度时钟同步算法。通过多个授时节点同时发出授时帧对网络进行同步，避免了传统的集中式时钟同步技术中的授时端单节点故障问题；通过达到十纳秒级的高精度同步过程，提高传输过程中帧到达的“准点率”，使得由于同步偏差导致的时间预留尽可能的减小，从而提高了系统通信的效率。

时间槽的组成，由预发送阶段(PSP)起始点开始，到下一个时间槽的PSP起始点结束。传输阶段(TP)的开始时刻表示数据帧预计被发送或者接收的时刻。这个时刻被称作发送的时间点(AT)，AT应该被集群上所有的节点在同一个精度范围内的时间点知晓，两个传输阶段中间的部分是内部帧间隔(IFG)，IFG由PSP、空闲阶段(EDLE)和接收阶段(PRP)三部分组成。

TTP总线的数据帧包含I、N、ColdStart以及X帧共四种类型，其中能够用于集群启动和重启的帧有I、ColdStart和X帧，他们的格式如下：

(1)I帧

a.帧类型设置为1，意指包含显式的C－State；

b.模式更该请求使用主机接口中的模式更改请求值；

c.控制器状态C－State包含全局时间、集群位置(其中Roundslot代表当前所处的时间槽)、64位的成员关系向量；

d.CRC校验基于帧头和C－State进行。

ColdStart帧格式与I帧相同，但模式更改请求域只能处于关闭状态。

(2)X帧

a.帧类型设置为1，意指包含显式的C－State；

b.模式更改请求设置为0(“norequest”)；

c. C－State中的全局时间域设置为主机接口的启动时间域中的内容，环槽位置域设置为节点发送环槽的环槽号，集群模式域设置为冷启动ID；成员关系向量中除了冷启动节点，其它所有节点的成员关系向量标志位都置0；

d.CRC1校验基于帧头和C－State计算，CRC2校验基于所有域进行计算。

时间触发总线启动过程是集群内部各个节点之间由异步到同步状态的过渡过程。启动过程中各个节点的时间差异可能会发生总线访问冲突，这可能导致启动失败；此外，当系统发生瞬态多故障后需要快速重启总线通信系统。本发明通过在启动过程建立时间同步和全局一致的成员关系来实现时间触发总线容错、快速的集群启动和重启过程。

发明内容

本发明的目的：本发明提供一种时间触发总线集群启动和重启方法，用于实现时间触发总线快速、可靠的集群启动和重启。

第一方面，本申请提供一种时间触发总线集群启动和重启方法，所述方法包括：