CN112783523A - 一种多余度飞机管理计算机软件空中加载方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,包括如下步骤:(1)通过遥控数据链路向无人机的多个余度板卡发送新代码;(2)每个余度板卡按顺序对新代码分别进行加载,并由非当前正在加载的余度板卡执行无人机飞行控制;(3)每个余度板卡加载新代码完毕后进行新代码软件运行时同步;(4)所有余度板卡完成新代码软件运行时同步后,无人机以新代码的飞行特征进行正常飞行和任务执行。本发明的多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,能够使无人机在不降落的情况下完成控制软件更换,并继续执行当前飞行任务。
Description
技术领域
本发明涉及无人机飞机管理计算机软件技术领域,具体而言,涉及一种多余度飞机管理计算机软件空中加载方法。
背景技术
无人机飞机管理计算机主要负责飞机的飞行控制、任务执行等工作,是无人机***的核心组成部分。为增强无人机***的安全性和可靠性,中大型无人机飞机管理计算机通常采用多余度冗余设计,即具有多个相同或不同结构的硬件板卡,加注对应的软件代码,同时工作,互为热备份。
随着中大型无人机航程、航时不断提升,任务功能不断扩展,可能会出现需要在一次航行过程中,改变飞行环境(海洋、高原)、改变飞行任务、紧急更改软件缺陷等情况,要求更换管控制软件。目前通常的处理方式是终止任务,使无人机返航或择近降落后在地面进行新软件的加注,然后再进行任务飞行。
发明内容
本发明旨在提供一种多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,以解决需要终止任务使无人机在地面进行新软件的加注然后再进行任务飞行的问题。
本发明提供的一种多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,包括如下步骤:
(1)通过遥控数据链路向无人机的多个余度板卡发送新代码;
(2)每个余度板卡按顺序对新代码分别进行加载,并由非当前正在加载的余度板卡执行无人机飞行控制;
(3)每个余度板卡加载新代码完毕后进行新代码软件运行时同步;
(4)所有余度板卡完成新代码软件运行时同步后,无人机以新代码的飞行特征进行正常飞行和任务执行。
进一步的,步骤(1)中通过遥控数据链路向无人机的多个余度板卡发送新代码的方法为:地面站通过遥控数据链路向无人机的多个余度板卡发送新代码,经过多个余度板卡接收、整合和校验后获取到完整的新代码,然后将所述完整的新代码存储到特定同享内存区域并设定新代码已获取标识。
进一步的,步骤(2)中由非当前正在加载的余度板卡执行无人机飞行控制的方法为:当一个余度板卡正在加载时,该余度板卡不再参与控制表决和输出:若该余度板卡不是最后一个加载的余度板卡,则飞机控制由其它未加载的余度板卡执行;若该余度板卡是最后一个加载的余度板卡,则飞机控制由其它已经加载新代码且完成新代码软件运行时同步的余度板卡执行。
进一步的,步骤(2)中每个余度板卡对新代码分别进行加载的方法为:
(21)当前待加载的余度板卡检查到更换代码指令和新代码已获取标识;
(22)切除该余度板卡控制表决和输出;
(23)该余度板卡重新上电并进入加载引导程序;
(24)加载引导程序从特定同享内存区域搬移新代码到该余度板卡内存区域;
(25)该余度板卡重新上电并进入新代码软件运行时同步。
进一步的,步骤(21)中当前待加载的余度板卡检查到更换代码指令和新代码已获取标识后,需要先判断当前是否存在执行飞行控制的余度板卡:若不存在则立刻退出加载,若存在则执行后续步骤(22)~(25)的加载过程。
进一步的,步骤(3)中每个余度板卡加载新代码完毕后进行新代码软件运行时同步的方法为:
(31)判断是否存在已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡:若不存在已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡,则认为本余度板卡同步成功,即完成本余度板的新代码软件运行时同步;若存在已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡,则本余度板卡与已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡进行同步等待;
(32)同步等待执行过程:每个余度板卡受统一的时钟信号控制,设时钟信号的时钟周期为T1,余度板卡上的软件执行周期为T2,则每个余度板卡在每个软件执行周期中会记录T2/T1个时钟时隙号,每个时钟时隙号会按顺序编号;由此,在每一个时钟信号到来时,检测已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡的时钟时隙号是否为起始编号,当时钟时隙号为起始编号时,认为本余度板卡可以在该时钟信号的时钟周期开始启动新代码,同步成功;当时钟时隙号不是起始编号时,则本余度板卡继续等待下一个时钟信号时重新执行同步等待过程。
进一步的,步骤(32)中如果本余度板卡持续一段时间T都没有完成同步,则同步不成功,并记录故障。
作为优选,T=(T2/T1+1)T1。
进一步的,步骤(4)中无人机使用所有完成新代码软件运行时同步共同执行飞行控制。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
本发明的多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,能够使无人机在不降落的情况下完成控制软件更换,并继续执行当前飞行任务。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的多余度飞机管理计算机软件空中加载方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例
参见图1,本实施例提出一种多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,包括如下步骤:
(1)通过遥控数据链路向无人机的多个余度板卡发送新代码;
具体地,通过遥控数据链路向无人机的多个余度板卡发送新代码的方法为:地面站通过遥控数据链路向无人机的多个余度板卡发送新代码,经过多个余度板卡接收、整合和校验后获取到完整的新代码,然后将所述完整的新代码存储到特定同享内存区域并设定新代码已获取标识。
(2)每个余度板卡按顺序对新代码分别进行加载,并由非当前正在加载的余度板卡执行无人机飞行控制;
其中,由非当前正在加载的余度板卡执行无人机飞行控制的方法为:当一个余度板卡正在加载时,该余度板卡不再参与控制表决和输出:若该余度板卡不是最后一个加载的余度板卡,则飞机控制由其它未加载的余度板卡执行;若该余度板卡是最后一个加载的余度板卡,则飞机控制由其它已经加载新代码且完成新代码软件运行时同步的余度板卡执行。
其中,每个余度板卡对新代码分别进行加载的方法为:
(21)当前待加载的余度板卡检查到更换代码指令和新代码已获取标识;
(22)切除该余度板卡控制表决和输出,即该余度板卡不再参与飞行控制;
(23)该余度板卡重新上电并进入加载引导程序;
(24)加载引导程序从特定同享内存区域搬移新代码到该余度板卡内存区域;
(25)该余度板卡重新上电并进入新代码软件运行时同步。
在一些实施例中,步骤(21)中当前待加载的余度板卡检查到更换代码指令和新代码已获取标识后,需要先判断当前是否存在执行飞行控制的余度板卡:若不存在则立刻退出加载,若存在则执行后续步骤(22)~(25)的加载过程,即该每个余度板卡对新代码分别进行加载的方法为:
(21)当前待加载的余度板卡检查到更换代码指令和新代码已获取标识,然后判断当前是否存在执行飞行控制的余度板卡:若不存在则立刻退出加载,若存在则执行(22);
(22)切除该余度板卡控制表决和输出,即该余度板卡不再参与飞行控制;
(23)该余度板卡重新上电并进入加载引导程序;
(24)加载引导程序从特定同享内存区域搬移新代码到该余度板卡内存区域;
(25)该余度板卡重新上电并进入新代码软件运行时同步;
(3)每个余度板卡加载新代码完毕后进行新代码软件运行时同步;
具体地,每个余度板卡加载新代码完毕后进行新代码软件运行时同步的方法为:
(31)判断是否存在已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡:若不存在已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡,则认为本余度板卡同步成功,即完成本余度板的新代码软件运行时同步;若存在已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡,则本余度板卡与已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡进行同步等待;
也即是说,若本余度板卡是第一个进行新代码软件运行时同步的余度板卡,则直接认为同步成功,若本余度板卡不是第一个进行新代码软件运行时同步的余度板卡,需要与前面已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡进行同步等待,然后通过下述过程进行新代码软件运行时同步。
(32)同步等待执行过程:每个余度板卡受统一的时钟信号控制,设时钟信号的时钟周期为T1,余度板卡上的软件执行周期为T2,则每个余度板卡在每个软件执行周期中会记录T2/T1个时钟时隙号,每个时钟时隙号会按顺序编号,例如,取T1=5ms,T2=20ms,则每个软件执行周期中会记录T2/T1=4个时钟时隙号,按顺序编号为0、1、2、3;对于所有已经同步过的余度板卡上的任意软件执行周期中,其时钟周期的时钟时隙号一定是相同的,从而保证所有已经同步的余度板卡在每个时钟周期里执行相同的任务,由此,在每一个时钟信号到来时,检测已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡的时钟时隙号是否为起始编号,如时钟时隙号是否为0,当时钟时隙号为起始编号时满足条件,认为本余度板卡可以在该时钟信号的时钟周期开始启动新代码,同步成功;当时钟时隙号不是起始编号时,则本余度板卡继续等待下一个时钟信号时重新执行同步等待过程。在一些实施例中,如果本余度板卡持续一段时间T(一般取值T=(T2/T1+1)T1,如前述例子中为25ms)都没有完成同步,则同步不成功,并记录故障。
(4)所有余度板卡完成新代码软件运行时同步后,无人机以新代码的飞行特征进行正常飞行和任务执行。其中,无人机使用所有完成新代码软件运行时同步共同执行飞行控制。
通过上述内容可知,本发明的多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,能够使无人机在不降落的情况下完成控制软件更换,并继续执行当前飞行任务。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)通过遥控数据链路向无人机的多个余度板卡发送新代码;
(2)每个余度板卡按顺序对新代码分别进行加载,并由非当前正在加载的余度板卡执行无人机飞行控制;
(3)每个余度板卡加载新代码完毕后进行新代码软件运行时同步;
(4)所有余度板卡完成新代码软件运行时同步后,无人机以新代码的飞行特征进行正常飞行和任务执行。
2.根据权利要求1所述的多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,其特征在于,步骤(1)中通过遥控数据链路向无人机的多个余度板卡发送新代码的方法为:地面站通过遥控数据链路向无人机的多个余度板卡发送新代码,经过多个余度板卡接收、整合和校验后获取到完整的新代码,然后将所述完整的新代码存储到特定同享内存区域并设定新代码已获取标识。
3.根据权利要求2所述的多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,其特征在于,步骤(2)中由非当前正在加载的余度板卡执行无人机飞行控制的方法为:当一个余度板卡正在加载时,该余度板卡不再参与控制表决和输出:若该余度板卡不是最后一个加载的余度板卡,则飞机控制由其它未加载的余度板卡执行;若该余度板卡是最后一个加载的余度板卡,则飞机控制由其它已经加载新代码且完成新代码软件运行时同步的余度板卡执行。
4.根据权利要求3所述的多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,其特征在于,步骤(2)中每个余度板卡对新代码分别进行加载的方法为:
(21)当前待加载的余度板卡检查到更换代码指令和新代码已获取标识;
(22)切除该余度板卡控制表决和输出;
(23)该余度板卡重新上电并进入加载引导程序;
(24)加载引导程序从特定同享内存区域搬移新代码到该余度板卡内存区域;
(25)该余度板卡重新上电并进入新代码软件运行时同步。
5.根据权利要求4所述的多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,其特征在于,步骤(21)中当前待加载的余度板卡检查到更换代码指令和新代码已获取标识后,需要先判断当前是否存在执行飞行控制的余度板卡:若不存在则立刻退出加载,若存在则执行后续步骤(22)~(25)的加载过程。
6.根据权利要求1所述的多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,其特征在于,步骤(3)中每个余度板卡加载新代码完毕后进行新代码软件运行时同步的方法为:
(31)判断是否存在已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡:若不存在已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡,则认为本余度板卡同步成功,即完成本余度板的新代码软件运行时同步;若存在已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡,则本余度板卡与已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡进行同步等待;
(32)同步等待执行过程:每个余度板卡受统一的时钟信号控制,设时钟信号的时钟周期为T1,余度板卡上的软件执行周期为T2,则每个余度板卡在每个软件执行周期中会记录T2/T1个时钟时隙号,每个时钟时隙号会按顺序编号;由此,在每一个时钟信号到来时,检测已经完成新代码软件运行时同步的余度板卡的时钟时隙号是否为起始编号,当时钟时隙号为起始编号时,认为本余度板卡可以在该时钟信号的时钟周期开始启动新代码,同步成功;当时钟时隙号不是起始编号时,则本余度板卡继续等待下一个时钟信号时重新执行同步等待过程。
7.根据权利要求6所述的多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,其特征在于,步骤(32)中如果本余度板卡持续一段时间T都没有完成同步,则同步不成功,并记录故障。
8.根据权利要求7所述的多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,其特征在于,T=(T2/T1+1)T1。
9.根据权利要求1所述的多余度飞机管理计算机软件空中加载方法,其特征在于,步骤(4)中无人机使用所有完成新代码软件运行时同步共同执行飞行控制。
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant |