CN109598814A - 一种小型航空发动机状态数据存储*** - Google Patents

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许奉亮
周彩霞
龚新平
阎赛超
王晓敏
朱旭
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AECC Aero Engine Xian Power Control Technology Co Ltd
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    • G07—CHECKING-DEVICES
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    • G07C5/00—Registering or indicating the working of vehicles
    • G07C5/08—Registering or indicating performance data other than driving, working, idle, or waiting time, with or without registering driving, working, idle or waiting time
    • G07C5/0841—Registering performance data
    • G07C5/0875—Registering performance data using magnetic data carriers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
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Abstract

本发明属于航空发动机数据存储领域，特别涉及一种小型航空发动机状态数据存储***。所述的航空发动机包括电子控制器，所述的电子控制器包括数字信号处理器、FLASH芯片、NVRAM芯片和SRAM芯片，其特征为：FLASH芯片中分配空间存储例行状态数据，SRAM芯片中分配空间存储故障状态数据，NVRAM芯片分配一定空间存储例行状态数据目录和故障状态数据目录。提供一种能够实现在航空发动机电子控制器内进行状态数据数据可靠、准确存储的***。

Description

一种小型航空发动机状态数据存储***
技术领域
本发明属于航空发动机数据存储领域，特别涉及一种小型航空发动机状态数据存储***。
背景技术
目前，小型航空发动机状态数据存储多采用机载飞参***进行数据记录，对发动机数据存储的可靠性，实时性及存储周期有一定制约；
为提升小型航空发动机数据记录的可靠性和实时性，需在发动机电子控制器上发一种专门的发动机状态数据存储***；
小型航空发动机电子控制器大部分采用数字信号处理器作为中央处理单元，数字信号处理器不包含操作***，给数据存储开发带来一定难度。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种能够实现在航空发动机电子控制器内进行状态数据数据可靠、准确存储的***。
本发明的技术方案：一种小型航空发动机状态数据存储***，所述的航空发动机包括电子控制器，所述的电子控制器包括数字信号处理器、FLASH芯片、NVRAM芯片和SRAM芯片，其特征为：FLASH芯片中分配空间存储例行状态数据，SRAM芯片中分配空间存储故障状态数据，NVRAM芯片分配一定空间存储例行状态数据目录和故障状态数据目录。
优选地，当航空发动机发生故障时，提取故障时刻前后一个时间段的状态数据和数据目录，并将该时间段的状态数据存储至FLASH芯片中，保证发动机故障数据的实时性和可靠性。
优选地，提取故障时刻前后12-18s的状态数据和数据目录，为主机相关技术人员提供详细完整的故障数据。
优选地，电子控制器上电后对NVRAM芯片和SRAM芯片的存储区域完好性进行检测，当需要对例行状态数据存储时定期对FLASH芯片存储区域的完好性进行检测。保证数据存储器件的可靠性；
优选地，通过以下方式进行存储区域的检测：至少读取存储区域内一个地址的数据；将该地址内的数据进行改写，并读取改写后的数据，判断改写是否成功。由此判断存储器件的完好性。
优选地，将该地址内的数据进行取反改写，并读取改写后的数据与原数据进行比较，判断是否改写成功。进一步，提供了一种高效判定存取区域完好性的技术手段。
优选地，如果改写成功，则恢复该地址的内容；如果改写失败，则对该地址进行标记。保证后续数据存储安全可靠进行。
附图说明
图1为例行状态存储数据流程；
图2为故障数据存储流程；
图3为FLASH上电BIT流程；
图4为FLASH周期BIT流程；
图5为NVRAM故障诊断流程；
图6为SRAM故障诊断流程。
具体实施方式
本发明以“文档”为单位进行管理，每个“文档”为一次发动机开车的完整数据；文档分两类，分别为例行状态数据存储文档、故障数据存储文档；FLASH中开辟两块区域分别存放例行状态数据存储文档和故障数据存储文档；文档的目录存放在NVRAM中；故障存储缓存数据存放在SRAM中；故障数据存放完成后，数据由SRAM移存到相应FLASH区中；当FLASH容量记满时，将最早的文档删除，循环覆盖，以便继续记录。
例行状态数据存储设计：电子控制器运行中记录的例行状态数据，以“文档”为单位进行管理，每个“文档”为一次开车(包括地起、空起、冷转、假开车、假热开车)的完整数据；例行存储数据记录周期为80ms，从起动命令发出后，开始记录，到停车后进入复位态结束。
为避免两个相邻文档目录或者存储地址更新延时，造成文件数据错误，两个文档目录、数据存储空间设置一定间隔。数据空间间隔不小于10*16位，目录空间间隔不小于1*16位。
文档目录格式，每个文档的文档目录中，包括：文档编号、保存时间、地址等，详见表1。
表1目录格式
序号 内容 大小 备注
1 文档编号 2字节
2 起始时间 6字节
3 相对时间 2字节
4 起始地址 4字节
5 结束地址 4字节 (若未完成，则指正在写入的地址)
6 文档状态 1字节
文档编号：用一个16位二进制数表示，其最高位表示文档类型：0表示例行数据文档，另15位为流水编号。流水编号可以在保存时由***自动生成。
起始时间由一个48位二进制数表示，详见表2所示，包括年/月/日/时/分/秒。
表2例行数据目录起始时间
序号 内容/单位 位置分配Bit 数值范围 备注
1 秒 32～47 0～60 精度为1ms
2 分 24～31 0～60
3 时 16～23 0～24
4 日 11～15 0～31
5 月 7～10 0～12
6 年 0～6 0～100
相对时间：从起动开始后，相对起始时间的偏移量。偏移量步长为80ms。
起始地址：DSP外部接口扩展：16位数据总线，19位地址总线；本设计存储需要地址线共26根，19根DSP地址总线，在此基础上扩展了7路GPIO作为寻址地址总线。数据存储寻址地址总范围为0x100000；结束地址：0x4000000。0x4000000已超出DSP实际寻址空间，该值为内部扩展后使用的内部值。
结束地址：结束地址＝起始地址+偏移量。
文档状态：文档状态包括，完成状态，归档状态等，详见表3。
本次开车过程中，发动机正常由起动进入慢车，停车后进入复位态，转静止态；例行数据形成的文档状态为：已完成。如果本次开车过程中，发动机起动后，未经停车或未进入复位态；本次例行数据形成的文档状态为未完成。主要指电子控制器在工作中意外断电的情况。
本次例行状态数据存储文档，未被下载，状态为未归档；该文档被下载1次及以上，文档状态为：已归档。
表3文档状态
序号 状态 位置分配Bit 备注
1 完成状态 Bit0 1：已完成；0：未完成
2 归档状态 Bit1 1：已归档；0：未归档
文档内容格式：文档保存内容，每帧电文按照相关协议执行，但有以下不同：不包括帧头，不包括帧校验字节；以16位(两个字节)为存放单位。
数据归档上报时，可以根据目录中的信息，将当前时间补上。结合硬件资源能力，例行存储数据帧大小可设置为100字节左右。
例行状态数据存储实现流程图如图1所示。
故障数据存储设计：***运行中记录的详细数据，以“文档”为单位进行管理，每个“文档”为一次开车过程中(重要)故障前后15s数据；详细存储数据记录周期为20ms。为避免两个相邻文档目录或者存储地址更新延时，造成文件数据错误，两个文档数据存储空间设置一定间隔，间隔不小于10*16位。
文档存储时间判断：数控***运行中，在存储例行数据的同时，如果遇见较严重故障时，开始存储详细数据，规则如下：在非故障数据的记录期间，如果遇见故障，则视以下三个时间点：当前时间之前15秒；上一个详细记录文档的结束时间；最近一次起动的时间；取三者中最后(最近)的一个时间点作为文档的开始记录时间，开始一个文档的记录。
开始记录之后，如果连续15秒不出现故障，或者已经达到停车后进入静止态的时间，则结束记录，形成一个文档。
文档形成后，在FLASH空闲时，通过消息队列把数据从SRAM转存到FLASH中。当SRAM数据存满且为未转存到FLASH时(未清空)，此时不再记录故障数据，直到SRAM数据转存成功(清空)。
文档目录格式：每个文档的文档目录中，包括：文档编号、保存时间、地址等，详见表4。
表4目录格式
序号 内容 大小 备注
1 文档编号 2字节
2 起始时间 6字节
3 相对时间 2字节
4 起始地址 4字节
5 结束地址 4字节 (若未完成，则指正在写入的地址)
6 文档状态 1字节
文档编号：用一个16位二进制数表示，其最高位表示文档类型：1表示详细数据文档，另15位为流水编号。流水编号可以在保存时由***自动生成。
起始时间：起始时间由一个48位二进制数表示，详见表5所示，包括年/月/日/时/分/秒。
表5详细数据目录起始时间
序号 内容/单位 位置分配Bit 数值范围 备注
1 秒 32～47 0～60 精度为1ms
2 分 24～31 0～60
3 时 16～23 0～24
4 日 11～15 0～31
5 月 7～10 0～12
6 年 0～6 0～100
相对时间：从起动开始后，相对起始时间的偏移量。偏移量步长为20ms。
起始地址：缓存起始地址：0x080000；结束地址：0x0BFFFF；
详细数据临时存于缓存中，当形成文档后，程序利用空闲时间把数据由缓存区移存到FLASH区，转存空间分配空间1M，转存数据起始地址：0x4000000；结束地址：0x4100000。0x4100000已超出DSP2812实际寻址空间，该值为内部扩展后使用的内部值。
结束地址：结束地址＝起始地址+偏移量。
文档状态：文档状态包括，完成状态，归档状态等，详见表6。
本次开车过程中，发动机正常由起动进入慢车，停车后进入复位态，转静止态；详细数据形成的文档状态为：已完成。如果本次开车过程中，发动机起动后，未经停车或未进入复位态；本次详细数据形成的文档状态为未完成。主要指控制器在工作中意外断电的情况。
本次例行数据文档，未被下载，状态为未归档；该文档被下载1次及以上，文档状态为：已归档。
表6文档状态
序号 状态 位 备注
1 完成状态 Bit0 1：已完成；0：未完成
2 归档状态 Bit1 1：已归档；0：未归档
文档内容格式：文档保存内容，每帧电文按照相关协议执行，但有以下不同：不包括帧头，不包括帧校验字节；以16位(两个字节)为存放单位。数据归档时，可以根据目录中的信息，将当前时间补上。结合硬件资源能力，详细数据帧大小可设置为50字节左右。
故障数据存储实现流程图如图2所示。
FLASH存储器上电BIT(机内检测)设计：在某一扇区存在擦除超时情况下，标记该扇区为坏区，该扇区不再使用，FLASH擦除过程中，按照扇区进行擦除，如擦除超时(超500ms)，标记该扇区为坏区，如图3所示。
FLASH存储器周期BIT检测方法：例行数据写入时，如写入超时(超500ms)，标记该扇区为坏区，跳过该扇区，在下一扇区重新写入该数据帧，如图4所示。
NVRAM存储器上电BIT设计：程序流程图如图5所示。上电初始化时，进行NVRAM检测，检测方法：读取→取反→存入→再读取→比较→结果正确→恢复→结束。比较结果错误→报NVRAM故障。
SRAM存储器上电BIT设计：流程图如图6所示。上电时，进行SRAM检测，检测方法：读取→取反→存入→再读取→比较→结果正确→恢复→结束；比较结果错误→报SRAM故障。

Claims (7)

1.一种航空发动机状态数据存储***，所述的航空发动机包括电子控制器，所述的电子控制器包括数字信号处理器、FLASH芯片、NVRAM芯片和SRAM芯片，其特征为：FLASH芯片中分配空间存储例行状态数据，SRAM芯片中分配空间存储故障状态数据，NVRAM芯片分配一定空间存储例行状态数据目录和故障状态数据目录。
2.根据权利要求1所述的一种航空发动机状态数据存储***，其特征为：当航空发动机发生故障时，提取故障时刻前后一个时间段的状态数据和数据目录，并将该时间段的状态数据存储至FLASH芯片中。
3.根据权利要求2所述的一种航空发动机状态数据存储***，其特征为：提取故障时刻前后12-18s的状态数据和数据目录。
4.根据权利要求1所述的一种航空发动机状态数据存储***，其特征为：电子控制器上电后对NVRAM芯片和SRAM芯片的存储区域完好性进行检测，当需要对例行状态数据存储时定期对FLASH芯片存储区域的完好性进行检测。
5.根据权利要求4所述的一种航空发动机状态数据存储***，其特征在于，通过以下方式进行存储区域的检测：
至少读取存储区域内一个地址的数据；
将该地址内的数据进行改写，并读取改写后的数据，判断改写是否成功。
6.根据权利要求5所述的一种航空发动机状态数据存储***，其特征在于：将该地址内的数据进行取反改写，并读取改写后的数据与原数据进行比较，判断是否改写成功。
7.根据权利要求5所述的一种航空发动机状态数据存储***，其特征在于：如果改写成功，则恢复该地址的内容；
如果改写失败，则对该地址进行标记。
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