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，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)試線纜等升級方式在操作上存在較大困難，使得升級工作存在效率低、代價(jià)高的問題。

機(jī)載產(chǎn)品一般通過總線交互通訊方式進(jìn)行軟件升級，常見的總線類型包括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，升級操作人員通過使用機(jī)上電源或自攜電源的供電方式，進(jìn)行產(chǎn)品升級。而離位升級顧名思義，由機(jī)務(wù)人員對產(chǎn)品進(jìn)行拆卸，交由升級操作人員進(jìn)行升級。

傳統(tǒng)升級方式更適用于設(shè)備安裝位置簡單、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)來解決升級效率低、便利性差的問題。

1 在線加載架構(gòu)概述

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

在進(jìn)入加載模式后，需周期對下行命令數(shù)據(jù)包中的加載對象進(jìn)行檢測。如果加載對象為自身，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。如果加載對象為下級控制器，則對下行命令數(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，還需周期對下行命令數(shù)據(jù)包中的退出加載進(jìn)行檢測。當(dāng)檢測到退出加載指令有效時，根據(jù)產(chǎn)品分級情況，三級控制器、二級控制器、一級控制器將逐級退出加載模式。

2 在線加載方法實(shí)現(xiàn)

每個產(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空間獨(dú)立與機(jī)載程序OFP及接口配置表。

程序存儲空間分配如圖1所示。

圖1 程序存儲空間

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，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，軟件跳轉(zhuǎn)至機(jī)載程序OFP運(yùn)行。產(chǎn)品啟動運(yùn)行過程如圖2所示。

圖2 升溫過程

產(chǎn)品處于機(jī)載程序的正常工作模式中時，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)時監(jiān)測到加載進(jìn)入請求。

2) 根據(jù)加載進(jìn)入請求，結(jié)合輪載等信號狀態(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)自身等級情況判斷是否需進(jìn)行信息廣播。

◆對于一級控制器，需向二級控制器廣播加載進(jìn)入請求信息。

◆對于二級控制器，需向三級控制器廣播加載進(jìn)入請求信息。

◆對于三級控制器，無需廣播。

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，且加載對象為一級控制器，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控制器工作狀態(tài)。

4) 如果加載進(jìn)行指令有效，且加載對象為二級控制器，加載類型為OFP加載時，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控制器工作狀態(tài)。

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

◆周期接收接口配置表并校驗(yàn)通過后，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控制器工作狀態(tài)。

6) 如果加載進(jìn)行指令有效，且加載對象為三級控制器，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)行指令無效或加載進(jìn)行指令有效但加載對象非法時，則各級控制器均周期向上級控制器回傳工作狀態(tài)。

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

3 結(jié)語

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