CN108227568A - 一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法属于659总线技术领域,采用数据存储模块实现对659总线数据的存储与导出。本发明采用处理器读取659总线数据并加密处理,然后存储在内置电子盘的技术方案:在运行模式下,处理器向内置电子盘记录659总线数据;在维护模式下,利用内置电子盘外部设置串口、网口,对内置电子盘数据进行读取。数据存储模块保存一段时间内的659总线数据,调试人员可以检索到这段时间内某特定时刻(比如故障点时刻)659总线数据,增强659总线可维护性。通过对659总线数据加密存储保证数据安全;通过添加时间戳,同时对659总线数据进行数据转换,便于采用检索软件查找特定时刻659总线数据。本发明方便对659总线进行调试,提高产品研发效率。
Description
技术领域
本发明一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法属于659总线技术领域。
背景技术
ARINC659总线(以下简称659总线)是基于时间表驱动的总线型多节点串行通信总线,具有传输时间确定性、高容错性和高可靠性等特点。659总线的数据存储已成为659总线研发领域的大趋势和659总线应用中重要组成部分。目前,659总线的维护采用的方法都比较简单,一般是单次触发查看总线某个时间点的总线数据。但是,调试中往往很难抓取某个特定时间点(故障时间点)的659总线数据,因为659总线的一帧消息时间特别短。如果抓取不到特定时间点(故障时间点)的659总线数据,对659总线的维护无从着手,659总线出现故障无法解决,因此传统方法无法满足659总线开发的调试需求。
发明内容
本发明的目的:传统方法对659的维护只能靠单点触发,读取某时刻659总线时刻。由于659总线协议的规定,659总线一帧消息时间特别短。实际的659总线调试中,难以捕捉特定时刻659总线数据。为了避免现有技术的不足之处,增强659总线可维护性。本发明提出一种基于SAFEBUS总线的数据存储装置与方法。通过存储记录一段时间内所有的659总线数据,覆盖故障点时间,通过检索可以查看故障时刻的659总线数据,增强659总线的维护性,便于659总线开发的调试。
本发明的技术方案:一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法,其特征在于,所述方法采取以下步骤:
1)利用基于现场可编程门阵列FPGA设计的总线接口单元BIU模块与659总线通信,读取所有659总线数据。659总线发生行为产生数据,总线接口单元BIU模块作为659总线与处理器CPU(以下简称CPU)之间的桥梁(可看做双口随机存储器RAM),CPU通过总线接口单元BIU模块向659总线收发659总线数据信息,完成对659总线数据的记录;
2)使用内置电子盘对659总线数据进行存储,内置电子盘通过总线与CPU连接。CPU通过总线将659总线数据送到内置电子盘存储,完成对659总线数据的存储;
3)数据存储装置外部设计接口,接口与内置电子盘以及CPU相连,CPU可将内置电子盘数据读取并送到接口导出。在一段时间后将659总线信息导出,完成对659总线数据的导出;
4)导出659总线数据进行数据转换。对导出的659总线数据采用算法进行归类,根据时间戳对659总线数据检索。在检索工具中输入特定时间点,根据每条659总线数据前面的时间戳信息检索查找特定时间659总线数据,完成对659总线数据的解读。
该方法还包括以下步骤:采用存储策略,内置电子盘按规则存储659总线数据,首先采用实时时钟模块,在有效数据前加时间戳,时间戳按时间顺序增加,使每条659总线数据被赋予单一识别号;其次处理器使用加密算法对添加时间戳后的659总线数据加密后,存储在内置电子盘,完成对659总线数据安全存储;在存储空间小于一定比例时,删除旧的659总线数据,添加新的659总线数据。
该方法还包括以下步骤:通过设计数据存储装置外部网口与串口,以不同方式导出内置电子盘存储的659总线数据当作U盘读取数据存储模块存储的数据,完成对659总线数据的导出。为便于现场调试,设置2个串口,1个网口,其中一个串口将数据存储模块当作主机,外接U盘导出信息,其中另一个串口将数据存储装置中的内置电子盘当作U盘,外接笔记本通用串行总线USB,利用笔记本读取内置电子盘数据。1个网口利用数据存储装置内建的FTP服务,连接笔记本网口,实现实时对内置电子盘上传下载功能,利于调试。两种方案适应不同工作场景,比如外场调试时使用外接U盘导出659总线数据,调试工位调试时连接网口上传下载直观方便。
该方法还包括以下步骤:计运行模式与维护模式,当数据存储模块处于运行模式,处理器向内置电子盘记录659总线信息,并对659总线实时监控;当监控维护模块进入维护模式。在维护模式下进行调试CPU等操作。
该方法还包括以下步骤:利用配置字调节可记录窗口,当***启动时读配置字信息,确定需要记录的窗口,再利用BIU模块读取确定需要记录的窗口,减小记录的659总线数据量,同时不影响数据存储装置的正常功能。
本发明具有的优点和有益效果:本发明实现了对659总线数据的记录存储及导出功能,解决传统659总线调试只能利用单点触发,难以读取特定时间点的659总线上传送数据的难题。利用659总线数据存储装置,通过对一段时间内659数据的存储及导出,将特定时间段的659总线数据进行精确记录,通过检索能够真实还原特定时间点的659总线传送的通信数据,查看特定时间点659总线数据可以了解这个时间点的659总线行为,从而便于659总线的调试;
采用模态开关切换运行模式和维护模式,控制处理器对电子盘进行写入存储或者读取导出的动作,方便区分数据存储装置的工作状态;
采用两个串口,其中一个串口调试人员只需接外部USB接口存储装置(比如U盘)即可导出数据,简化数据导出的操作;另一个串口通过将内置电子盘作为U盘,连接外部工控机,方便开发人员开发调试;
采用实时时钟模块,对659总线数据添加时间戳,便于659总线数据的检索;
采用加密算法对存储在内置电子盘的659总线数据加密存储,保障数据安全。
附图说明
图1:659总线数据存储装置硬件架构原理框图;
图2:659总线数据存储方法示意图。
具体实施方式
一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法,其特征在于,所述方法采取以下步骤:
1)利用基于现场可编程门阵列FPGA设计的总线接口单元BIU模块与659总线通信,读取所有659总线数据。659总线发生行为产生数据,总线接口单元BIU模块作为659总线与处理器CPU(以下简称CPU)之间的桥梁(可看做双口随机存储器RAM),CPU通过总线接口单元BIU模块向659总线收发659总线数据信息,完成对659总线数据的记录;
2)使用内置电子盘对659总线数据进行存储,内置电子盘通过总线与CPU连接。CPU通过总线将659总线数据送到内置电子盘存储,完成对659总线数据的存储;
3)数据存储装置外部设计接口,接口与内置电子盘以及CPU相连,CPU可将内置电子盘数据读取并送到接口导出。在一段时间后将659总线信息导出,完成对659总线数据的导出;
4)导出659总线数据进行数据转换。对导出的659总线数据采用算法进行归类,根据时间戳对659总线数据检索。在检索工具中输入特定时间点,根据每条659总线数据前面的时间戳信息检索查找特定时间659总线数据,完成对659总线数据的解读。
该方法还包括以下步骤:采用存储策略,内置电子盘按规则存储659总线数据,首先采用实时时钟模块,在有效数据前加时间戳,时间戳按时间顺序增加,使每条659总线数据被赋予单一识别号;其次处理器使用加密算法对添加时间戳后的659总线数据加密后,存储在内置电子盘,完成对659总线数据安全存储;在存储空间小于一定比例时,删除旧的659总线数据,添加新的659总线数据。
该方法还包括以下步骤:通过设计数据存储装置外部网口与串口,以不同方式导出内置电子盘存储的659总线数据当作U盘读取数据存储模块存储的数据,完成对659总线数据的导出。为便于现场调试,设置2个串口,1个网口,其中一个串口将数据存储模块当作主机,外接U盘导出信息,其中另一个串口将数据存储装置中的内置电子盘当作U盘,外接笔记本通用串行总线USB,利用笔记本读取内置电子盘数据。1个网口利用数据存储装置内建的FTP服务,连接笔记本网口,实现实时对内置电子盘上传下载功能,利于调试。两种方案适应不同工作场景,比如外场调试时使用外接U盘导出659总线数据,调试工位调试时连接网口上传下载直观方便。
该方法还包括以下步骤:计运行模式与维护模式,当数据存储模块处于运行模式,处理器向内置电子盘记录659总线信息,并对659总线实时监控;当监控维护模块进入维护模式。在维护模式下进行调试CPU等操作。
该方法还包括以下步骤:利用配置字调节可记录窗口,当***启动时读配置字信息,确定需要记录的窗口,再利用BIU模块读取确定需要记录的窗口,减小记录的659总线数据量,同时不影响数据存储装置的正常功能。
下面的结合附图对本发明进行详细的说明。
1、659总线数据存储装置采用POWERPC处理器,通过编写现场可编程门阵列FPGA逻辑,构成总线接口单元BIU模块,是实现处理器与659总线的通讯。
2、659总线数据存储装置搭载VXWORKS实时操作***,满足659总线时间触发的特性;
3、总线接口单元BIU模块中定义BIU初始化控制、BIU数据收发、对BIU的状态检查和控制、BIU
的定时中断服务、各个节点主控器(HOST)与BIU的接口控制文件的内容;
4、POWERPC处理器通过总线与内置电子盘,在收到659总线数据后,放在内置电子盘进行存储。
下表展示了在0B3C 0EF6~0B3C 0EF8时间段之间按照时间顺序递增的659总线数据,数据从内置电子盘导出:
由表可知,在0B3C 0EF6~0B3C 0EF8时间段之间,1~3窗口的659总线数据被完整记录,实验结果说明了该数据存储装置具备存储659总线数据的能力。
实施例一
采用型号为M2GL025T-1FGG484I现场可编程门阵列设计总线接口单元BIU模块,采用Freescale公司生产的型号为MPC8378ECVRANGA处理器作为数据存储装置处理器。CPU通过总线接口单元BIU模块读取发送659总线数据。659总线数据存储装置硬件架构见图1。
实施例二
采用SST公司生产的型号为SST39VF3201-70-4I-E电子盘对659总线数据进行存储。
实施例三
采用HARTING公司生产的型号为09 45 551 1130的RJ45连接器作为659总线数据导出的网口。采用公司生产的型号为USB-B-S-S-B-TH的USB接口作为两只不同功能的串口。
实施例四
采用IDT公司生产的型号为ICS557GI-03(TSSOP16时钟产生器产生实时时钟。
Claims (5)
1.一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法,其特征在于,所述方法采取以下步骤:
1)利用基于现场可编程门阵列FPGA设计的总线接口单元BIU模块与659总线通信,读取所有659总线数据。659总线发生行为产生数据,总线接口单元BIU模块作为659总线与处理器CPU(以下简称CPU)之间的桥梁(可看做双口随机存储器RAM),CPU通过总线接口单元BIU模块向659总线收发659总线数据信息,完成对659总线数据的记录;
2)使用内置电子盘对659总线数据进行存储,内置电子盘通过总线与CPU连接。CPU通过总线将659总线数据送到内置电子盘存储,完成对659总线数据的存储;
3)数据存储装置外部设计接口,接口与内置电子盘以及CPU相连,CPU可将内置电子盘数据读取并送到接口导出。在一段时间后将659总线信息导出,完成对659总线数据的导出;
4)导出659总线数据进行数据转换。对导出的659总线数据采用算法进行归类,根据时间戳对659总线数据检索。在检索工具中输入特定时间点,根据每条659总线数据前面的时间戳信息检索查找特定时间659总线数据,完成对659总线数据的解读。
2.根据权利要求1所述的一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法,其特征在于,该方法还包括以下步骤:
采用存储策略,内置电子盘按规则存储659总线数据,首先采用实时时钟模块,在有效数据前加时间戳,时间戳按时间顺序增加,使每条659总线数据被赋予单一识别号;其次处理器使用加密算法对添加时间戳后的659总线数据加密后,存储在内置电子盘,完成对659总线数据安全存储;在存储空间小于一定比例时,删除旧的659总线数据,添加新的659总线数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法,其特征在于,该方法还包括以下步骤:
通过设计数据存储装置外部网口与串口,以不同方式导出内置电子盘存储的659总线数据当作U盘读取数据存储模块存储的数据,完成对659总线数据的导出。为便于现场调试,设置2个串口,1个网口,其中一个串口将数据存储模块当作主机,外接U盘导出信息,其中另一个串口将数据存储装置中的内置电子盘当作U盘,外接笔记本通用串行总线USB,利用笔记本读取内置电子盘数据。1个网口利用数据存储装置内建的FTP服务,连接笔记本网口,实现实时对内置电子盘上传下载功能,利于调试。两种方案适应不同工作场景,比如外场调试时使用外接U盘导出659总线数据,调试工位调试时连接网口上传下载直观方便。
4.根据权利要求1所述的一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法,其特征在于,该方法还包括以下步骤:
设计运行模式与维护模式,当数据存储模块处于运行模式,处理器向内置电子盘记录659总线信息,并对659总线实时监控;当监控维护模块进入维护模式。在维护模式下进行调试CPU等操作。
5.根据权利要求1所述的一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法,其特征在于,该方法还包括以下步骤:利用配置字调节可记录窗口,当***启动时读配置字信息,确定需要记录的窗口,再利用BIU模块读取确定需要记录的窗口,减小记录的659总线数据量,同时不影响数据存储装置的正常功能。
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