CN111224838A - 一种时间触发总线中节点状态的确认方法和节点 - Google Patents

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陈长胜
田莉蓉
何向栋
刘智武
于峰
李晓庆
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Abstract

本发明提供一种时间触发总线中节点状态的确认方法和节点，通过总线上所有节点的分布式表决，来确定各个节点是否处于正常工作状态的确认。本发明总线上所有接收节点都接收总线上的帧，并进行正确性的判断，判断结果更新到接收节点本地的成员关系向量，并在后续发送帧时隐式地使用更新的成员关系向量进行帧传输。这样，总线上发送节点根据后继节点在不增加网络负载的情况下，通过第一后续节点和第二后续节点，采用表决的方式来判断节点的工作状态。该发明方法在整个确认过程不需要额外的总线传输开销，利用正常的节点间数据通信即可完成，节省了总线通信带宽及通信时间。

Description

一种时间触发总线中节点状态的确认方法和节点
技术领域
本发明属于机载时间触发总线通信技术，涉及一种时间触发总线中节点状态的确认方法和节点。
背景技术
高安全的实时控制***中，每个节点应该对***中的所有节点的工作状态有统一的认识，使得每个节点能够基于当前正常工作的节点完成预定的操作。
现有，基于时间触发总线通信的实时控制***中，每个节点对***中的所有节点的工作状态的认识通过专用的通信控制消息获取，造成了额外的带宽浪费。
发明内容
本发明解决的技术问题为：提供一种时间触发总线中节点状态的确认方法和节点，用于采用时间触发总线进行通信的实时控制***，在正常的收发通信过程中，正确识别***中的故障节点，保证每个正常工作节点对于***中其他节点的工作状态的有统一认识。
本发明的技术方案为：
本发明一方面提供一种时间触发总线中节点状态的确认方法，应用于时间触发总线，总线上连接有至少三个节点；所述方法包括：
第一节点向总线发送第一消息；
所述第一节点接收所述第一节点的第一后序节点发送的第二消息；所述第二消息包含所述第一后续节点对所述第一节点状态的确认结果；
所述第一节点对所述第二消息进行校验；
在第二消息的校验结果为错误时，所述第一节点接收所述第一节点的第二后序节点发送的第三消息；所述第三消息包含所述第二后续节点对所述第一节点状态的确认结果；
对所述第三消息进行校验；
在第三消息的校验结果为错误时，确认第一节点故障。
可选的，所述方法还包括：在第二消息的校验结果为正确时，确认第一节点无故障。
可选的，所述方法还包括：在第三消息的校验结果为正确时，确认第一节点无故障。
可选的，所述第三消息包含所述第二后续节点通过对所述第一消息和第二消息进行校验，获取的对所述第一节点状态的确认结果。
本发明另一方面提供一种节点，所述节点连接在时间触发总线上，所述总线上连接有至少三个节点；所述节点作为第一节点，所述节点包括：
发送模块，用于向总线发送第一消息；
接收模块，用于接收所述第一节点的第一后序节点发送的第二消息；所述第二消息包含所述第一后续节点对所述第一节点状态的确认结果；
校验模块，用于对所述第二消息进行校验；
接收模块，还用于在第二消息的校验结果为错误时，接收第二后序节点发送的第三消息；所述第三消息包含所述第二后续节点对所述第一节点状态的确认结果；
校验模块，还用于对所述第三消息进行校验，在第三消息的校验结果为错误时，确认第一节点故障。
可选的，校验模块，还用于在第二消息的校验结果为正确时，确认第一节点无故障。
可选的，校验模块，还用于在第三消息的校验结果为正确时，确认第一节点无故障。
可选的，所述第三消息包含所述第二后续节点通过对所述第一消息和第二消息进行校验，获取的对所述第一节点状态的确认结果。
本发明的有益效果：在不增加网络负载的情况下，通过表决的方式来判断节点的工作状态，保持整个总线上所有节点对各个节点状态的一致认识，确保故障节点能及时被发现进而进行处理，防止故障节点对***造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的典型基于时间触发的总线示意图；
图2为本发明一实施例提供的成员关系向量结构示意图；
图3为本发明一实施例提供的帧校验计算的示意图；
图4为本发明一实施例提供的确认方法过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明技术，在每个节点上维护一个64位的成员关系向量，全局地标识总线上所有节点的状态，每个状态位对应一个节点，1表示正常，0表示错误。总线上发送节点在通信时不传输成员关系向量，但是隐式地将成员关系向量与帧内容一起计算帧校验，并将帧校验附在帧尾传输到总线上，即在总线上传输的每一条帧内容均包含了当前发送节点对总线上所有节点的正确或故障的判定。总线上所有接收节点都接收总线上的帧，并进行正确性的判断，判断结果更新到接收节点本地的成员关系向量，并在后续发送帧时隐式地使用更新的成员关系向量进行帧传输；这样，总线上发送节点根据后继节点在不增加网络负载的情况下，通过第一后续节点和第二后续节点，采用表决的方式来判断节点的工作状态。
图1为本发明一实施例提供的典型基于时间触发的总线示意图，图2为本发明一实施例提供的成员关系向量结构示意图，图3为本发明一实施例提供的帧校验计算的示意图，图4为本发明一实施例提供的确认方法过程示意图。下面结合图一对典型基于时间触发的总线示意图等进行阐述；结合图二对成员关系向量结构示意图给出参考说明；结合图三对帧校验计算的示意图进行详述；结合图四对确认方法过程示意图进行详述。
结合附图对本技术发明做进一步说明。
步骤一、构建总线型拓扑通信平台，采用图1所示的通信架构，其通信方式采用半双工广播式通信；通信平台节点数目为n，n不小于3，不超过64；
步骤二、对总线型通信平台的通信进行配置，主要包括总线的通信周期、节点的发送时隙、总线上各个节点在成员关系向量中的位置。
如图2所示，成员关系向量是一个64位的数据，每一位代表一个节点，称为该节点的成员关系值。并依据配置生成节点的通信配置，将配置加载至总线节点，并启动总线平台运行。
在总线的整合过程进行对各个节点的工作状态确定，在某一时刻总线上所有节点上的成员关系向量为相同的值；
步骤三、按照通信配置，节点A在其对应的时隙进行发送操作。发送的帧不包含成员关系向量，但是帧校验的计算过程中将成员关系向量包含在内，如图3所示；
步骤四、总线上所有其他节点接收这个帧，并对其内容进行校验。检查的方法是用对帧内容(如上一步骤所述，帧不包含发送节点的成员关系向量)、本地的成员关系向量进行校验计算，如果校验正确则保持成员关系向量中发送节点成员关系值为1，否则修改为0，表明该节点故障；
步骤五、发送节点A所在时隙的下一个时隙，对应的有效发送节点称为A的第一个后继节点，这里标记为节点B。在A的发送时隙，B按照步骤4进行成员关系向量的更新。在B发送时隙中，B进行帧的发送，并使用更新后的成员关系向量进行发送帧内容的校验计算；
步骤六、在B发送时隙，A接收B发送的帧，并对帧内容(帧不包含发送节点的成员关系向量)、本地的成员关系向量进行校验计算。如果校验正确，则表明B认为A是正确的。此时过程结束，A标记自己为正确。如果校验错误，则表明B认为A故障。此时A认为B判断错误，将本地成员关系向量中B的成员关系值修改为0。进入下一步骤，继续通过其他节点进行表决；
步骤七、第一后继节点B所在时隙的下一个时隙，对应的有效发送节点称为A的第二个后继节点，这里标记为节点C。在A、B的发送时隙，C按照步骤4进行成员关系向量的更新。在C发送时隙中，C进行帧的发送，并使用更新后的成员关系向量进行校验的计算；
步骤八、在C发送时隙，A接收C发送的帧，并对帧内容(帧不包含发送节点的成员关系向量)、本地的成员关系向量进行校验计算。如果校验正确，则表明C认为A是正确的、B是错误的，也即A、C观点一致。此时过程结束，A标记自己为正确。如果校验错误，则表明C也认为A故障，也即B、C都认为A故障，此时A标记自己为故障，并进入相应的故障处理过程。
本发明通过上述8个步骤，在每个时隙中持续进行，动态地更新所有节点的状态，使***能够保持正常的工作，及时发现故障节点并进行相应的处理。
本发明的有益效果：在不增加网络负载的情况下，通过表决的方式来判断节点的工作状态，保持整个总线上所有节点对各个节点状态的一致认识，确保故障节点能及时被发现进而进行处理，防止故障节点对***造成影响。

Claims (8)

1.一种时间触发总线中节点状态的确认方法，其特征在于，应用于时间触发总线，总线上连接有至少三个节点；所述方法包括：
第一节点向总线发送第一消息；
所述第一节点接收所述第一节点的第一后序节点发送的第二消息；所述第二消息包含所述第一后续节点对所述第一节点状态的确认结果；
所述第一节点对所述第二消息进行校验；
在第二消息的校验结果为错误时，所述第一节点接收所述第一节点的第二后序节点发送的第三消息；所述第三消息包含所述第二后续节点对所述第一节点状态的确认结果；
对所述第三消息进行校验；
在第三消息的校验结果为错误时，确认第一节点故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第二消息的校验结果为正确时，确认第一节点无故障。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第三消息的校验结果为正确时，确认第一节点无故障。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三消息包含所述第二后续节点通过对所述第一消息和第二消息进行校验，获取的对所述第一节点状态的确认结果。
5.一种节点，其特征在于，所述节点连接在时间触发总线上，所述总线上连接有至少三个节点；所述节点作为第一节点，所述节点包括：
发送模块，用于向总线发送第一消息；
接收模块，用于接收所述第一节点的第一后序节点发送的第二消息；所述第二消息包含所述第一后续节点对所述第一节点状态的确认结果；
校验模块，用于对所述第二消息进行校验；
接收模块，还用于在第二消息的校验结果为错误时，接收第二后序节点发送的第三消息；所述第三消息包含所述第二后续节点对所述第一节点状态的确认结果；
校验模块，还用于对所述第三消息进行校验，在第三消息的校验结果为错误时，确认第一节点故障。
6.根据权利要求5所述的节点，其特征在于，校验模块，还用于在第二消息的校验结果为正确时，确认第一节点无故障。
7.根据权利要求5所述的节点，其特征在于，校验模块，还用于在第三消息的校验结果为正确时，确认第一节点无故障。
8.根据权利要求5所述的节点，其特征在于，所述第三消息包含所述第二后续节点通过对所述第一消息和第二消息进行校验，获取的对所述第一节点状态的确认结果。
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