【摘要】：隨著導航系統(tǒng)的升級，對現(xiàn)有綜合導航顯控裝置的可靠性提出了更高的要求，以防止因為綜合導航顯控裝置的故障造成導航數據無法向外系統(tǒng)發(fā)送的情況。本課題通過雙機熱備份技術來提高現(xiàn)有綜合導航顯控裝置的可靠性，滿足現(xiàn)實需要。 雙機熱備份技術是容錯技術的一種，采用雙機相同的硬件結構，備份模塊與主模塊同步工作，隨時準備替換主模塊進行工作。我國已經設計出具有容錯功能的設備，但相對于國際水平仍具有一定差距。本課題在對現(xiàn)有雙機容錯技術的分析基礎之上，總結了雙機熱備份系統(tǒng)的特點，并且提出了對應用軟件獨立開發(fā)的余度管理系統(tǒng)的需求。同時對余度管理系統(tǒng)的接口功能進行分析，給出了通過余度管理系統(tǒng)設計雙機熱備份應用軟件系統(tǒng)的3種通用結構。 雙機并聯(lián)系統(tǒng)的優(yōu)點是通過雙機比較發(fā)現(xiàn)相對故障容易，通過N版本技術開發(fā)，可以對軟件故障進行容錯。雙機并聯(lián)方式軟件結構對現(xiàn)有系統(tǒng)的軟件結構改變最小，即使雙機都采用相同的軟件結構，也可以形成雙機熱備份系統(tǒng)，一旦將來第二種版本軟件開發(fā)成功，可立即投入雙機系統(tǒng)中實現(xiàn)新老版本程序共同使用，可降低新版本未經全面測試的潛在故障對系統(tǒng)的影響，非常適合本課題的開發(fā)。因此，本課題在最終的實現(xiàn)上，也采用了這種雙機并聯(lián)方式的熱備份結構。 本課題設計的余度管理系統(tǒng)用于實現(xiàn)雙機熱備份的功能，可以針對同一類型的雙機熱備份系統(tǒng)重復使用，還可以根據具體項目開發(fā)的需要，對已經實現(xiàn)的余度管理系統(tǒng)進行擴展，使應用范圍更加廣泛。在余度管理系統(tǒng)的設計上本課題考慮了平臺的通用性，只要在VxWorks5.5嵌入式實時操作系統(tǒng)下，擁有反射內存卡的所有硬件環(huán)境中皆可以應用，即使用戶使用的反射內存卡型號與設計中的不一樣，只要對余度管理系統(tǒng)的硬件驅動部分進行修改即可以使用。 課題詳細地分析了余度管理系統(tǒng)結合應用軟件開發(fā)過程中的一些通用原理，對應用余度管理系統(tǒng)進行實際項目開發(fā)提供了指導思想。在對已有的綜合導航顯控裝置簡化的基礎之上，設計了雙機熱備份綜合導航顯控裝置，該裝置具備了現(xiàn)有綜合導航裝置的一般特點，可以在實際開發(fā)設備時，，把雙機熱備份功能設計作為一個參考。 最后，對實現(xiàn)的雙機熱備份綜合導航顯控裝置的性能進行了測試，雙機系統(tǒng)的性能與單機系統(tǒng)相同，并且在各單機模塊出現(xiàn)故障時，可以在一個運行周期之內發(fā)現(xiàn)并且屏蔽故障，顯著地提高了顯控設備的可靠性。
[Abstract]:With the upgrading of the navigation system, the reliability of the existing integrated navigation display and control device is required to prevent the navigation data from being transmitted to the external system due to the failure of the integrated navigation display and control device. This paper improves the reliability of the existing integrated navigation display and control device by using the dual computer hot backup technology to meet the practical needs. The dual computer hot backup technology is one of the fault-tolerant technologies. It adopts the same hardware structure of the two computers, the backup module works synchronously with the main module, and it is ready to replace the main module at any time. China has designed fault-tolerant equipment, but there is still a certain gap compared with the international level. Based on the analysis of the existing dual computer fault tolerant technology, this paper summarizes the characteristics of the dual computer hot backup system, and puts forward the requirement of the redundant management system which is developed independently by the application software. At the same time, the interface function of the redundancy management system is analyzed, and three general structures of the dual computer hot backup application software system designed by the redundancy management system are presented. The advantage of the dual-machine parallel system is that it is easy to find the relative fault through the comparison of the two computers, and the software fault can be fault-tolerant through the development of the N-version technology. The software structure of the two-machine parallel mode has the smallest change to the software structure of the existing system. Even if both computers adopt the same software structure, it can also form a dual-machine hot backup system. Once the second version of the software is successfully developed in the future, It can be put into the dual computer system immediately to realize the common use of the new and old versions of the program, can reduce the potential failure of the new version of the system without comprehensive testing, which is very suitable for the development of this subject. Therefore, in the final implementation, this paper also adopts the hot backup structure of two-machine parallel mode. The redundancy management system designed in this paper is used to realize the function of dual computer hot backup. It can be used repeatedly for the same type of hot backup system, and can also be developed according to the needs of specific projects. The redundancy management system has been extended to make the scope of application more extensive. In the design of redundancy management system, this subject considers the universality of the platform, as long as in the VxWorks5.5 embedded real-time operating system, all hardware environments with reflective memory card can be applied. Even if the type of reflective memory card used by the user is different from that in the design, it can be used simply by modifying the hardware driver of the redundancy management system. This paper analyzes in detail some general principles of the redundancy management system combined with the application software development, and provides the guiding idea for the application of the redundancy management system in the actual project development. Based on the simplification of the existing integrated navigation display and control device, a dual-machine hot backup integrated navigation display and control device is designed. The device has the general characteristics of the existing integrated navigation device and can be used in the actual development of the equipment. Double-machine hot backup function design as a reference. Finally, the performance of the dual computer hot backup integrated navigation display and control device is tested. The performance of the dual computer system is the same as that of the single machine system, and the performance of the dual computer system is the same as that of the single machine system. Faults can be detected and shielded in one operation cycle, which significantly improves the reliability of display and control equipment.
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TP302.8;TP273

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本文編號：2269391