梁兆鑫，王濤，趙喆，陳銀超，楊朝旭

(航空工業(yè)成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所 飛控部， 成都 610073)

0 引 言

分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)伴隨著分布式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的發(fā)展而產(chǎn)生，是現(xiàn)代航空電子系統(tǒng)的重要組成部分。與傳統(tǒng)的集中式導(dǎo)航系統(tǒng)相比，分布式導(dǎo)航系統(tǒng)將多個(gè)不同種類的導(dǎo)航測(cè)量系統(tǒng)分散地安裝在載體的不同位置，并通過(guò)總線連接，進(jìn)行融合解算，這樣既提高了系統(tǒng)的冗余度，又能夠?yàn)轱w行器提供更加精準(zhǔn)且更為可靠的位置、姿態(tài)和航向信息。

分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)采用1394b總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。IEEE 1394總線又被稱為火線(Fire Wire)，是Apple公司于1985年提出的一個(gè)串行總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，1995年被美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)正式認(rèn)可，進(jìn)而確立為通用標(biāo)準(zhǔn)。隨著時(shí)間的推移，該標(biāo)準(zhǔn)被不斷地修訂、完善和改進(jìn)，依次形成了IEEE 1394a、IEEE 1394a-2000以及IEEE 1394b-2002等標(biāo)準(zhǔn)。為了提高總線的可靠性、確定性以及總線網(wǎng)絡(luò)的安全性，增強(qiáng)總線網(wǎng)絡(luò)的管理手段，降低總線系統(tǒng)的消息延時(shí)，SAE(Society of Automotive Engineers)組織在IEEE 1394協(xié)議的基礎(chǔ)上，從應(yīng)用層角度考慮，對(duì)協(xié)議提出了進(jìn)一步的限定和約束，形成了新的SAE AS5643協(xié)議。

常見(jiàn)的1394總線網(wǎng)絡(luò)故障模式有3種：節(jié)點(diǎn)可達(dá)性故障、總線可用性故障以及數(shù)據(jù)可靠性故障。對(duì)于分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)，組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)通過(guò)總線實(shí)時(shí)獲取各類傳感器數(shù)據(jù)，是實(shí)現(xiàn)傳感器信息融合算法的基礎(chǔ)，倘若某傳感器節(jié)點(diǎn)由于物理連接斷開而出現(xiàn)不可達(dá)的情況，那么組合導(dǎo)航功能就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此，為了保證分布式系統(tǒng)的總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞耐暾?，避免可達(dá)性故障的出現(xiàn)，同時(shí)具備容忍一次網(wǎng)絡(luò)斷線故障的能力，必須在系統(tǒng)工作前對(duì)各節(jié)點(diǎn)的線纜連接情況進(jìn)行檢查。

針對(duì)1394總線網(wǎng)絡(luò)測(cè)試的研究工作有很多。王仲杰等搭建了一套1394總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)1394總線網(wǎng)絡(luò)的線纜特性、誤碼率、信號(hào)質(zhì)量以及總線協(xié)議符合性等測(cè)試；楊峰等對(duì)1394線纜的結(jié)構(gòu)及差分阻抗進(jìn)行了理論分析，并使用專用設(shè)備對(duì)1394線纜的差分阻抗進(jìn)行了測(cè)試；N.Takashi等利用建模和數(shù)值仿真手段，對(duì)兩種隊(duì)列模型下，1394總線網(wǎng)絡(luò)異步流包的平均等待時(shí)間等性能進(jìn)行了測(cè)試和分析。但現(xiàn)有的研究工作尚未涉及1394總線網(wǎng)絡(luò)的完整性測(cè)試，且針對(duì)1394總線網(wǎng)絡(luò)在完整性測(cè)試過(guò)程中時(shí)序問(wèn)題的研究也未見(jiàn)報(bào)道。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文首先給出基于1394總線網(wǎng)絡(luò)的分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)總線完整性檢查方法，并以某次檢查過(guò)程中出現(xiàn)的虛警故障為切入點(diǎn)，通過(guò)建模與仿真等手段，對(duì)總線完整性檢查過(guò)程的時(shí)序問(wèn)題進(jìn)行研究。

1 1394總線網(wǎng)絡(luò)完整性檢查方法

SAE AS5643協(xié)議中給出了3種不同的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別是：基本拓?fù)?、帶環(huán)的基本拓?fù)?、帶環(huán)的多余度拓?fù)?。本文研究的分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)采用帶環(huán)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一個(gè)簡(jiǎn)單的環(huán)狀1394總線網(wǎng)絡(luò)，如圖1(a)所示，其中Node1和Node2的兩端分別與CC的端口P0和P1相連，構(gòu)成總線環(huán)。在各個(gè)節(jié)點(diǎn)正確連接的情況下，端口P0的狀態(tài)為active，即正常工作狀態(tài)，而P1的狀態(tài)為loop disable，處于環(huán)斷開狀態(tài)，CC通過(guò)端口P0與Node1和Node2進(jìn)行通信。

帶環(huán)的1394b總線網(wǎng)絡(luò)具備環(huán)斷開特性，即容忍一次網(wǎng)絡(luò)斷線故障，若總線環(huán)上某兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)間的線纜斷開，CC的另一端口將被自動(dòng)激活，確保節(jié)點(diǎn)能夠通過(guò)另一個(gè)端口與CC進(jìn)行通信。若Node1與Node2間的線纜斷開，端口P1將被自動(dòng)激活，從loop disable狀態(tài)變成active，從而使Node2能夠通過(guò)P1與CC進(jìn)行通信，如圖1(b)所示。不成環(huán)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不具備環(huán)斷開特性，一旦有線纜連接故障，該節(jié)點(diǎn)以后的所有節(jié)點(diǎn)都將掉線，無(wú)容錯(cuò)能力。

(a) 帶環(huán)的基本拓?fù)?(b) 帶環(huán)的多余度拓?fù)?/p>

為了便于對(duì)總線完整性檢查方法和原理進(jìn)行描述，首先介紹本文研究的分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)。該分布式系統(tǒng)如圖2所示，總線控制器CC位于組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)(INC)中，并通過(guò)內(nèi)部總線與CPU進(jìn)行通信，其他遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)總線網(wǎng)絡(luò)接口子卡分別位于GPS、INS、CNS以及ADS之中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)符合1394b標(biāo)準(zhǔn)的銅制雙絞線相互連接，組成了帶環(huán)的1394總線網(wǎng)絡(luò)?？偩€網(wǎng)絡(luò)中相鄰兩節(jié)點(diǎn)之間的信道被分別命名為Cable1～Cable5。需要說(shuō)明的是，上文中所述信道包括線纜及其兩端連接的電連接器。

圖2 分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)示意圖

1.1 基于SAE AS5643協(xié)議的總線收發(fā)數(shù)原理

SAE AS5643協(xié)議規(guī)定了1394總線網(wǎng)絡(luò)具有初始化和常規(guī)總線操作兩個(gè)階段。當(dāng)總線上有任意節(jié)點(diǎn)斷開或者上下電，都會(huì)使得總線進(jìn)入初始化階段，重新標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。在初始化階段完成后，進(jìn)入常規(guī)總線操作階段，SAE AS5643標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此階段進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)范，基本通信過(guò)程如圖3所示。

圖3 常規(guī)總線操作[10]

圖3中STOF到STOF+1之間的時(shí)間稱為一個(gè)完整的幀周期，幀周期可以與系統(tǒng)應(yīng)用的任務(wù)周期相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)總線上模塊間同步。STOF稱為幀起始包，只能由CC發(fā)起，每個(gè)RN節(jié)點(diǎn)都有唯一預(yù)定義的相對(duì)于STOF的發(fā)送偏移和接收偏移時(shí)間，節(jié)點(diǎn)僅在到達(dá)發(fā)送偏移時(shí)啟動(dòng)異步流包發(fā)送。總線上數(shù)據(jù)的傳輸行為由總線配置表進(jìn)行定義，分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)采用的總線配置表如表1所示。

表1 分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)總線配置表

1.2 總線完整性檢查方法

總線完整性檢查可通過(guò)軟件檢查來(lái)實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)硬件檢查來(lái)實(shí)現(xiàn)。分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)采用基于軟件的總線完整性檢查方法，具體步驟如下。

Step

1

向CC端口發(fā)送禁止指令，命令CC的端口P1處于禁止(disable)狀態(tài)，人為地將總線環(huán)斷開，在此情況下，若總線網(wǎng)絡(luò)中存在故障信道，故障信道之后連接的節(jié)點(diǎn)都無(wú)法將數(shù)據(jù)繼續(xù)向前傳輸。

Step

2

由組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù)包更新情況進(jìn)行檢查，由近及遠(yuǎn)地依次檢查遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)發(fā)送至CC的數(shù)據(jù)包是否更新，若數(shù)據(jù)包更新，則表明該節(jié)點(diǎn)離CC近端的信道是完好的；若檢查到數(shù)據(jù)包未更新，則表明該節(jié)點(diǎn)離CC近端的信道故障。結(jié)合圖2，若檢查到INS發(fā)送的數(shù)據(jù)包已更新，則說(shuō)明信道Cable1正常，否則說(shuō)明Cable1故障，若檢查到CNS發(fā)送的數(shù)據(jù)已更新，則說(shuō)明信道Cable2正常，否則說(shuō)明Cable2故障，以此類推。本步驟可對(duì)信道Cable1～Cable4進(jìn)行檢查，但無(wú)法覆蓋到Cable5。

Step

3

向CC端口P1發(fā)送使能指令，命令CC端口P1恢復(fù)active正常工作狀態(tài)，向CC端口P0發(fā)送禁止指令，命令CC端口P0處于禁止?fàn)顟B(tài)，使得GPS只能通過(guò)Cable5與CC進(jìn)行通信，并通過(guò)檢查GPS向CC發(fā)送的數(shù)據(jù)包是否更新來(lái)判斷信道Cable5是否正常。

1.3 組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)獲取數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)序

在分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)中，當(dāng)CC接收到總線節(jié)點(diǎn)在規(guī)定時(shí)刻發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)包后，會(huì)將該數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志置“1”，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件將數(shù)據(jù)包信息讀走后，會(huì)清除該數(shù)據(jù)包的更新標(biāo)志。導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件通過(guò)檢查該更新標(biāo)志是否置位來(lái)判斷數(shù)據(jù)包是否更新。

以CNS為例，組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)獲取數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)序如圖4所示。CC在組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件的控制下實(shí)現(xiàn)二者的同步運(yùn)行，幀周期同為15 ms，根據(jù)總線配置表的定義，CNS在每周期開始后的第4 850 μs向CC傳輸其最新數(shù)據(jù)包。組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件在每周期開始后約1 350 μs讀取CNS數(shù)據(jù)包中的信息，同時(shí)獲取數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志。

若總線連接完好且CNS工作正常，那么按照上述時(shí)序，組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)每一拍獲取的數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志都將為1。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行總線完整性檢查程序時(shí)，軟件檢查數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志為1，確認(rèn)數(shù)據(jù)包已更新，判斷該總線節(jié)點(diǎn)連接正常，信道完好。若數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志為0，則可以說(shuō)明CNS與INS連接的信道Cable2故障。

圖4 總線完整性檢查時(shí)序(a)

2 虛警故障現(xiàn)象和原因分析

在某次試驗(yàn)過(guò)程中，組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件在運(yùn)行總線完整性檢查程序時(shí)，報(bào)出CNS與INS間信道故障，即采集到CNS的數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志為0，但總線分析儀記錄的數(shù)據(jù)顯示該節(jié)點(diǎn)通信正常，可確認(rèn)該故障為虛警。在不改變總線網(wǎng)絡(luò)的硬件連接狀態(tài)下，進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該故障無(wú)法穩(wěn)定復(fù)現(xiàn)，屬于偶發(fā)現(xiàn)象。

2.1 原因探究

通過(guò)查看記錄到的故障數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，由于組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件幀周期的起始階段會(huì)進(jìn)行同步等事務(wù)處理，其實(shí)際運(yùn)行周期略小于15 ms，約為14.876 ms，而總線運(yùn)行周期約為14.998 ms。實(shí)際上，總線完整性檢查是分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)檢查程序的一部分，組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件在執(zhí)行系統(tǒng)檢查程序時(shí)，總線控制器時(shí)鐘源發(fā)生了切換，CC的運(yùn)行周期不再由組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件控制，組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)與CC的運(yùn)行分別采用不同的時(shí)鐘，并且不同的時(shí)鐘其精度也不相同，那么隨著時(shí)間的推移，上述偏差逐漸累積，在某一時(shí)刻必然會(huì)出現(xiàn)時(shí)序，如圖5所示。即在新的數(shù)據(jù)包到來(lái)之前，導(dǎo)航計(jì)算機(jī)讀取了上一拍的數(shù)據(jù)包，并獲取了已經(jīng)被清零的數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志，故本文懷疑正是上述原因引起的虛警。

圖5 總線完整性檢查時(shí)序(b)

2.2 故障數(shù)據(jù)分析

為了對(duì)上述懷疑進(jìn)行確認(rèn)，進(jìn)行多次試驗(yàn)，并對(duì)總線分析儀采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析。為了增大報(bào)故概率，還縮短了組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件的工作周期。

在故障數(shù)據(jù)中，本文最關(guān)注的是組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行總線完整性檢查當(dāng)拍的時(shí)序情況。在運(yùn)行系統(tǒng)檢查程序的第0拍，組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)與CC仍然是同步的，以該時(shí)刻作為起始參考點(diǎn)，并根據(jù)參數(shù)說(shuō)明(如圖6所示)，按照以下步驟繪制時(shí)序圖。

圖6 時(shí)序圖繪制參數(shù)說(shuō)明

Step

1

繪制總線檢查當(dāng)拍(第

n

拍)組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行時(shí)序。首先確認(rèn)導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行總線完整性檢查的那一拍相對(duì)于起始參考點(diǎn)的拍序號(hào)

n

，并計(jì)算其相對(duì)時(shí)間

T

。設(shè)

P

為上位機(jī)軟件運(yùn)行周期，

i

為拍次，總線檢查拍次

n

使用JTAG讀取，同時(shí)還要使用JTAG獲取數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志時(shí)刻的小幀偏移

φ

。其中：

(1)

Step

2

繪制總線檢查當(dāng)拍(第

n

拍)CC運(yùn)行時(shí)序。在總線分析儀記錄的數(shù)據(jù)中，將切換時(shí)鐘后CC發(fā)送的第一個(gè)STOF包選為參考點(diǎn)，找到發(fā)送偏移最接近

T

時(shí)刻的STOF包，并記錄其發(fā)送時(shí)間

T

，同時(shí)觀察STOF包的實(shí)際發(fā)送周期

P

。

Step

3

比較分析。同時(shí)繪制導(dǎo)航計(jì)算機(jī)和CC在檢查拍的前一拍(第

n

-1拍)時(shí)序，觀察相鄰兩拍中上位機(jī)軟件獲取數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志的時(shí)刻與CC接收到CNS發(fā)送最新數(shù)據(jù)包CNS_DATA時(shí)刻的相對(duì)位置關(guān)系，將時(shí)序分析結(jié)果與故障清單進(jìn)行比較，判斷系統(tǒng)功能是否正確。

對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的故障數(shù)據(jù)和正常數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并按照上述步驟進(jìn)行分析。結(jié)果表明：當(dāng)出現(xiàn)如圖5所示的時(shí)序時(shí)，軟件會(huì)報(bào)出總線連接故障，而當(dāng)未出現(xiàn)如圖5所示時(shí)序時(shí)，軟件不會(huì)報(bào)故，這也印證了之前的懷疑。其中兩次試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示，第一組數(shù)據(jù)報(bào)故障，第二組數(shù)據(jù)正常。

表2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果

3 建 模

為了說(shuō)明故障的偶發(fā)性，使用Inchron工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真。

3.1 時(shí)序建模

(2)

式中：

T

為組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行第

n

個(gè)周期的起始時(shí)刻；

φ

=1 352 μs，為獲取數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志時(shí)刻的小幀偏移；

J

∈(-1 000 ps,1 000 ps)，為服從均勻分布的抖動(dòng)。

為實(shí)現(xiàn)精確建模，對(duì)式(1)進(jìn)一步展開，可得：

(3)

式中：

P

=14.876 ms；Δ

P

,～

N

(0,100 μs)，為第

i

個(gè)周期的組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行周期偏差，該偏差服從正態(tài)分布。同樣的，對(duì)CC的運(yùn)行時(shí)序進(jìn)行建模，設(shè)數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)刻為

t

，則總線上第

m

個(gè)周期的數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)刻為

(4)

式中：

T

為CC運(yùn)行第

m

個(gè)周期的起始時(shí)刻；

φ

=4 850 μs，為CNS_DATA最新數(shù)據(jù)包發(fā)送時(shí)刻的小幀偏移；

J

∈(-1 000 ps,1 000 ps)，為服從均勻分布的抖動(dòng)。

類似地：

(5)

用函數(shù)

R

來(lái)表示總線完整性檢查結(jié)果，當(dāng)出現(xiàn)虛警時(shí)函數(shù)值為1，否則為0。根據(jù)上文分析及總線完整性檢查原理，函數(shù)

R

可以表示為

(6)

其中，case*為

(7)

若在總線完整性檢查當(dāng)拍及前一拍，上位機(jī)時(shí)序與總線時(shí)序存在式(7)所示關(guān)系，系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)虛警故障?？偩€檢查結(jié)果

R

為Δ

P

s,、Δ

P

CC,、

J

和

J

的函數(shù)，而上述參數(shù)均存在一定的隨機(jī)性，這也從根本上解釋了該虛警故障偶發(fā)的原因。

3.2 DPRAM雙端口緩沖區(qū)讀寫邏輯建模

總線上各節(jié)點(diǎn)發(fā)送到CC的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在CC的DPRAM中，DPRAM存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 DPRAM存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

雙端口緩沖區(qū)存在兩塊存儲(chǔ)區(qū)域，分別為緩沖區(qū)0和緩沖區(qū)1，F(xiàn)PGA第一次接收到消息后，默認(rèn)將數(shù)據(jù)填入緩沖區(qū)0，同時(shí)將緩沖區(qū)0中數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的更新標(biāo)志置為1。第二次接收到消息后將數(shù)據(jù)存放在緩沖區(qū)1中，之后邏輯采用乒乓操作依次向緩沖區(qū)0和緩沖區(qū)1中寫入數(shù)據(jù)。CPU獲取總線數(shù)據(jù)時(shí)，將數(shù)據(jù)從DPRAM中搬運(yùn)到SDRAM。由于DPRAM首先向緩沖區(qū)0中寫入數(shù)據(jù)，為了避免讀寫沖突，主機(jī)在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，首先對(duì)緩沖區(qū)1進(jìn)行操作，在讀取完數(shù)據(jù)及其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)更新標(biāo)志后，將更新標(biāo)志清零。

4 仿真與分析

使用Inchron工具對(duì)3.2節(jié)描述的DPRAM讀寫機(jī)制進(jìn)行建模，并根據(jù)CC時(shí)序與組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件時(shí)序，對(duì)系統(tǒng)檢查程序的運(yùn)行進(jìn)行100次仿真。在仿真過(guò)程中使用真實(shí)的系統(tǒng)參數(shù)，其中

n

=120。

在100次試驗(yàn)中，有28次出現(xiàn)了如圖8～圖9所示的情況，由于下個(gè)周期的數(shù)據(jù)包尚未到來(lái)，上位機(jī)軟件連續(xù)兩次讀取DPRAM中同一片緩沖區(qū)，導(dǎo)致第二次讀取緩沖區(qū)數(shù)據(jù)更新標(biāo)志為0，引起虛警。

圖8 單次總線完整性檢查試驗(yàn)結(jié)果(a)

圖9 單次總線完整性檢查試驗(yàn)結(jié)果(b)

為了避免在總線完整性檢查過(guò)程中因時(shí)序問(wèn)題導(dǎo)致虛警故障，可以采用如下辦法。

方法一：延長(zhǎng)組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行周期或縮短CC總線運(yùn)行周期。只要節(jié)點(diǎn)向總線上傳數(shù)據(jù)的頻率大于導(dǎo)航計(jì)算機(jī)獲取數(shù)據(jù)包的頻率，就可以避免虛警問(wèn)題。但此方法引起的軟件架構(gòu)變動(dòng)較大。

方法二：在現(xiàn)有的總線完整性檢查過(guò)程中，CPU每一周期都讀取數(shù)據(jù)包信息及其更新標(biāo)志，并在讀取之后對(duì)更新標(biāo)志進(jìn)行清零操作，而實(shí)際上，在執(zhí)行系統(tǒng)檢查過(guò)程中，無(wú)需對(duì)數(shù)據(jù)包信息進(jìn)行處理，因此可以延遲獲取數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志。具體方法為：在禁止端口后，將DPRAM中的數(shù)據(jù)讀走，使得兩片緩沖區(qū)域中的數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志均為0，同時(shí)只在數(shù)據(jù)包進(jìn)行總線完整性檢查當(dāng)拍讀取DPRAM中的總線數(shù)據(jù)。如此，假如總線線纜連接故障，那么總線數(shù)據(jù)包在禁止端口后就無(wú)法更新，總線完整性檢查當(dāng)拍讀到的數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志為0，即可判斷總線連接故障；如果總線連接完好，那么將DPRAM中的數(shù)據(jù)讀走后，仍然會(huì)有新的數(shù)據(jù)包發(fā)送過(guò)來(lái)，新的數(shù)據(jù)包會(huì)將數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志重新置1，在總線完整性檢查當(dāng)拍讀到數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志為1，判斷總線連接完好。由于在總線完整性檢查過(guò)程中，數(shù)據(jù)包只讀取一次，虛警可以避免。

方法三：從仿真試驗(yàn)結(jié)果可以看出，連續(xù)兩次讀取同一片緩沖區(qū)的現(xiàn)象也呈現(xiàn)周期性變化，目前的檢查方法只信任單次數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志的檢查結(jié)果，難以避免偶然性，可以通過(guò)多次獲取數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志的方式，在第一次檢查結(jié)束后，延遲5拍第二次獲取數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志，緊接著再延遲5拍，進(jìn)行第三次數(shù)據(jù)包更新標(biāo)志的獲取，將多次檢查結(jié)果進(jìn)行綜合，只要有一次檢查到數(shù)據(jù)更新即可認(rèn)為總線連接完好。

5 結(jié) 論

在進(jìn)行總線完整性檢查時(shí)，組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)與總線控制器時(shí)鐘異步導(dǎo)致組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)軟件相鄰兩周期讀取DPRAM中同一片緩存是系統(tǒng)報(bào)出虛警的根本原因。由于總線控制器周期與組合導(dǎo)航計(jì)算機(jī)的理想運(yùn)行周期相同，因此在設(shè)計(jì)初期，此類問(wèn)題較難發(fā)現(xiàn)。本文對(duì)基于1394總線網(wǎng)絡(luò)的分布式組合導(dǎo)航系統(tǒng)的時(shí)序建模與仿真工作對(duì)1394總線網(wǎng)絡(luò)完整性檢查以及異步系統(tǒng)的時(shí)序問(wèn)題研究具有一定的借鑒意義。