[发明专利]基于时间确定性网络的分布式容错航电控制系统及方法

权利要求书

1.基于时间确定性网络的分布式容错航电控制系统，其特征在于：包括分布式通用计算机单元、通用远置单元、时间触发网络交换机、时间确定性部件和常规部件；

所述分布式通用计算机单元与通用远置单元均通过时间确定性网络通信接口与时间触发网络交换机连接；在每个控制周期的指令发送阶段，分布式通用计算机单元通过时间触发网络交换机，向时间确定性部件发送指令数据；

时间确定性部件通过时间确定性网络接口与时间触发网络交换机连接；在每个控制周期的数据采集阶段，时间确定性部件通过时间触发网络交换机向分布式通用计算机单元发送状态数据，并通过时间触发网络交换机，向通用远置单元发送指令数据，通用远置单元再向常规部件转发分布式通用计算机单元的指令数据；分布式通用计算机单元通过时间触发网络交换机向通用远置单元发送指令数据，通用远置单元再向常规部件转发分布式通用计算机单元的指令数据；

常规部件通过常规网络通信接口与通用远置单元连接并通信，再通过通用远置单元的时间确定性网络通信接口与分布式通用计算机单元通信；在每个控制周期的数据采集阶段，常规部件向通用远置单元发送状态数据，通用远置单元再通过时间触发网络交换机，向分布式通用计算机单元转发常规部件的状态数据；所述常规网络通信接口包括不具备时间确定性的网络通信接口。

2.根据权利要求1所述的基于时间确定性网络的分布式容错航电控制系统，其特征在于：所述分布式通用计算机、时间触发网络交换机和时间确定性部件构成时间确定性网络，由所时间确定性网络完成时钟同步，并通过时间触发交换机向分布式通用计算机和时间确定性部件发送时统信号。

3.根据权利要求2所述的基于时间确定性网络的分布式容错航电控制系统，其特征在于：所述时间触发网络交换机有若干个，由时间确定性部件的个数以及每个时间触发网络交换机的容量确定。

4.根据权利要求2所述的基于时间确定性网络的分布式容错航电控制系统，其特征在于：所述常规网络通信接口包括异步串口、电平信号、电压模拟量和OC门。

5.根据权利要求2所述的基于时间确定性网络的分布式容错航电控制系统，其特征在于：所述分布式通用计算机单元为三模热冗余结构，用于针对自身进行容错。

6.根据权利要求5所述的基于时间确定性网络的分布式容错航电控制系统，其特征在于：所述通用远置单元为双机冷备份结构。

7.根据权利要求6所述的基于时间确定性网络的分布式容错航电控制系统实现的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

在每个控制周期的起始，由时间确定性网络完成系统时钟同步，并通过时间触发交换机发送时统信号；

在每个控制周期的数据采集阶段，时间确定性部件通过时间触发网络交换机向分布式通用计算机单元发送状态数据；

在每个控制周期的数据采集阶段，常规部件向通用远置单元发送状态数据，通用远置单元再通过时间触发网络交换机向分布式通用计算机单元转发常规部件的状态数据；

在每个控制周期的指令发送阶段，分布式通用计算机单元通过时间触发网络交换机向时间确定性部件发送指令数据，并通过时间触发网络交换机向通用远置单元发送指令数据，通用远置单元再向常规部件转发分布式通用计算机单元的指令数据；

在每个控制周期的故障容错阶段，分布式通用计算机单元通过时间触发网络交换机，向分布式通用计算机单元与其两个备份发送比对数据，并进行比对，判断是否存在故障的分布式通用计算机单元；若存在，则停止故障的分布式通用计算机单元；若不存在，则继续；同时，通用远置单元进行自检测试；若自检正常，则继续；若自检发现异常，则停止异常的通用远置单元；同时，时间触发网络交换机进行自检测试；若自检正常，则继续；若自检发现异常，则重启异常的时间触发网络交换机，并在重启后，根据分布式通用计算机、时间确定性部件和通用远置单元的工作状态，恢复到与当前网络系统同步的状态；

完成一个控制周期的航电系统运行，进入下一个控制周期。