CN108227568A - 一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法 - Google Patents

一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法 Download PDF

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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

一种基于SAFEBus总线的数据存储装置与方法
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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