李興智，劉宵辰，王 俊，趙 剛，閆 穩(wěn)

(航空工業(yè)西安航空計(jì)算技術(shù)研究所，陜西 西安 710065)

0 引言

近年來(lái)，機(jī)電綜合系統(tǒng)[1]逐步發(fā)展成為“集中解算+分布控制”[2]的管理模式。由于此種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循就近連接理念，產(chǎn)品也按照分布式區(qū)域進(jìn)行布置，而不僅僅局限于在設(shè)備艙中。這導(dǎo)致許多產(chǎn)品的安裝位置呈現(xiàn)出較為狹小封閉的空間復(fù)雜性，從而使得傳統(tǒng)的直接取下設(shè)備或連接調(diào)試線纜等升級(jí)方式在操作上存在較大困難，使得升級(jí)工作存在效率低、代價(jià)高的問(wèn)題。

機(jī)載產(chǎn)品一般通過(guò)總線交互通訊方式進(jìn)行軟件升級(jí)，常見(jiàn)的總線類(lèi)型包括RS232總線、RS422總線、RS485總線、以太網(wǎng)等。

機(jī)載產(chǎn)品升級(jí)方式按照是否拆卸產(chǎn)品，又分為：原位加載和離位加載兩種。

其中，原位升級(jí)指由機(jī)務(wù)人員將維護(hù)線纜及插頭連接至機(jī)上產(chǎn)品，升級(jí)操作人員通過(guò)使用機(jī)上電源或自攜電源的供電方式，進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)。而離位升級(jí)顧名思義，由機(jī)務(wù)人員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行拆卸，交由升級(jí)操作人員進(jìn)行升級(jí)。

傳統(tǒng)升級(jí)方式更適用于設(shè)備安裝位置簡(jiǎn)單、拆卸方便的情況，而隨著當(dāng)前機(jī)電綜合系統(tǒng)的“集中解算+分布控制”系統(tǒng)管理模式發(fā)展，目前亟需新型加載技術(shù)來(lái)解決升級(jí)效率低、便利性差的問(wèn)題。

1 在線加載架構(gòu)概述

整個(gè)在線加載流程[3]由外置維護(hù)設(shè)備發(fā)起，根據(jù)產(chǎn)品分級(jí)情況，一級(jí)控制器、二級(jí)控制器、三級(jí)控制器將逐級(jí)進(jìn)入加載模式。

在進(jìn)入加載模式后，需周期對(duì)下行命令數(shù)據(jù)包中的加載對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)。如果加載對(duì)象為自身，則根據(jù)自身特點(diǎn)選擇完整緩存鏡像文件后，加載機(jī)載程序方案或邊緩存邊加載機(jī)載程序方案。如果加載對(duì)象為下級(jí)控制器，則對(duì)下行命令數(shù)據(jù)包中的負(fù)載內(nèi)容進(jìn)行下發(fā)。

在進(jìn)入加載模式后，還需周期對(duì)下行命令數(shù)據(jù)包中的退出加載進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到退出加載指令有效時(shí)，根據(jù)產(chǎn)品分級(jí)情況，三級(jí)控制器、二級(jí)控制器、一級(jí)控制器將逐級(jí)退出加載模式。

2 在線加載方法實(shí)現(xiàn)

每個(gè)產(chǎn)品均為自身在線加載功能配備了引導(dǎo)程序及加載器程序，這兩部分程序的存儲(chǔ)空間獨(dú)立與機(jī)載程序OFP及接口配置表。

程序存儲(chǔ)空間分配如圖1所示。

圖1 程序存儲(chǔ)空間

產(chǎn)品上電/復(fù)位后進(jìn)入引導(dǎo)程序Boot，當(dāng)指示標(biāo)志指示滿足加載條件時(shí)，軟件跳轉(zhuǎn)至加載器程序Loader運(yùn)行；當(dāng)指示標(biāo)志指示不滿足加載條件時(shí)，軟件跳轉(zhuǎn)至機(jī)載程序OFP運(yùn)行。產(chǎn)品啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程如圖2所示。

圖2 升溫過(guò)程

產(chǎn)品處于機(jī)載程序的正常工作模式中時(shí)，才能發(fā)起在線加載。

加載模式進(jìn)入流程為：

1) 在正常工作模式下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到加載進(jìn)入請(qǐng)求。

2) 根據(jù)加載進(jìn)入請(qǐng)求，結(jié)合輪載等信號(hào)狀態(tài)判斷是否滿足進(jìn)入在線加載條件。

3) 如果滿足進(jìn)入在線加載條件，產(chǎn)品轉(zhuǎn)入加載準(zhǔn)備模式；否則，產(chǎn)品仍然處于正常工作模式中。

4) 在加載準(zhǔn)備模式下，記錄加載指示標(biāo)志，并根據(jù)自身等級(jí)情況判斷是否需進(jìn)行信息廣播。

◆對(duì)于一級(jí)控制器，需向二級(jí)控制器廣播加載進(jìn)入請(qǐng)求信息。

◆對(duì)于二級(jí)控制器，需向三級(jí)控制器廣播加載進(jìn)入請(qǐng)求信息。

◆對(duì)于三級(jí)控制器，無(wú)需廣播。

5) 產(chǎn)品自復(fù)位。

6) 讀取加載指示標(biāo)志，如果滿足加載條件則轉(zhuǎn)入加載工作模式；否則，產(chǎn)品仍轉(zhuǎn)入正常工作模式。

加載模式下的工作內(nèi)容包括：

1) 周期讀取下行命令并判斷其有效性。

2) 如果下行命令有效，則對(duì)數(shù)據(jù)包中加載進(jìn)行指令或加載退出指令進(jìn)行判斷。

3) 如果加載進(jìn)行指令有效，且加載對(duì)象為一級(jí)控制器，則進(jìn)行

◆擦除FLASH中原有OFP內(nèi)容；

◆周期接收OFP目標(biāo)碼并校驗(yàn)通過(guò)后，固化入自身FLASH中；

◆周期回傳自身加載狀態(tài)，如空、傳輸中、傳輸成功、傳輸失敗、固化中、固化成功、固化失敗、校驗(yàn)中、校驗(yàn)成功、校驗(yàn)失敗等；

◆周期接收并回傳二/三級(jí)控制器工作狀態(tài)。

4) 如果加載進(jìn)行指令有效，且加載對(duì)象為二級(jí)控制器，加載類(lèi)型為OFP加載時(shí)，則進(jìn)行

◆擦除FLASH中原有OFP內(nèi)容；

◆周期接收OFP目標(biāo)碼并校驗(yàn)通過(guò)后，固化入自身FLASH中；

◆周期回傳自身加載狀態(tài)，如空、傳輸中、傳輸成功、傳輸失敗、固化中、固化成功、固化失敗、校驗(yàn)中、校驗(yàn)成功、校驗(yàn)失敗等；

◆周期接收并回傳三級(jí)控制器工作狀態(tài)。

5) 如果加載進(jìn)行指令有效，且加載對(duì)象為二級(jí)控制器，加載類(lèi)型為接口配置表時(shí)，則進(jìn)行

◆周期接收接口配置表并校驗(yàn)通過(guò)后，固化入自身NVRAM中；

◆周期回傳自身加載狀態(tài)，如空、傳輸中、傳輸成功、傳輸失敗、固化中、固化成功、固化失敗、校驗(yàn)中、校驗(yàn)成功、校驗(yàn)失敗等；

◆周期接收并回傳三級(jí)控制器工作狀態(tài)。

6) 如果加載進(jìn)行指令有效，且加載對(duì)象為三級(jí)控制器，則進(jìn)行

◆擦除FLASH中原有OFP內(nèi)容；

◆周期接收OFP目標(biāo)碼并校驗(yàn)通過(guò)后，固化入自身FLASH中；

◆周期回傳自身加載狀態(tài)，如傳輸中、傳輸成功、傳輸失敗、固化中、固化成功、固化失敗、校驗(yàn)中、校驗(yàn)成功、校驗(yàn)失敗等；

7) 如果加載進(jìn)行指令無(wú)效或加載進(jìn)行指令有效但加載對(duì)象非法時(shí)，則各級(jí)控制器均周期向上級(jí)控制器回傳工作狀態(tài)。

如果加載退出指令有效，則清除自身存儲(chǔ)的加載指示標(biāo)志，等待產(chǎn)品下電。

3 結(jié)語(yǔ)

本文介紹的一種通過(guò)利用產(chǎn)品自身使用的飛機(jī)總線進(jìn)行分級(jí)加載技術(shù)，在復(fù)雜環(huán)境限制下，可對(duì)OFP或接口配置表進(jìn)行在線加載，操作簡(jiǎn)單可靠，在保證產(chǎn)品自身安全的前提下大大提高升級(jí)效率和升級(jí)的便利性。