劉宵辰，李興智，王 俊，閆 穩(wěn)，趙 剛

(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

在機(jī)載計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中，通常使用非易失隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(NVRAM，Non-Volatile Random Access Memory)進(jìn)行產(chǎn)品故障信息記錄。NVRAM可實(shí)現(xiàn)持久化信息存儲(chǔ)，即在產(chǎn)品斷電后仍能保持所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

近年來，隨著機(jī)載電子系統(tǒng)綜合化程度的提高，機(jī)載計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的故障排查過程也變得愈發(fā)復(fù)雜[1-3]。而傳統(tǒng)的故障記錄方式往往僅對(duì)計(jì)算機(jī)接口是否發(fā)生過故障進(jìn)行記錄，遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)有綜合化系統(tǒng)的故障診斷、分析及定位需求。

本文介紹了一種機(jī)載計(jì)算機(jī)故障信息記錄方法，該方法具有維護(hù)效率高、可移植性強(qiáng)、靈活性高的特點(diǎn)。通過計(jì)算機(jī)發(fā)生故障的時(shí)間順序?qū)收线M(jìn)行“日志式”滾動(dòng)記錄，為系統(tǒng)故障排查提供故障現(xiàn)場(chǎng)復(fù)原，從而提高排查效率[4]。

1 方案設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的故障記錄方案主要用于機(jī)載計(jì)算機(jī)故障信息存儲(chǔ)，并為計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的工作情況分析、故障定位及故障排查提供了依據(jù)。

第一，需根據(jù)產(chǎn)品配備的NVRAM存儲(chǔ)容量、BIT測(cè)試項(xiàng)目數(shù)量、單項(xiàng)BIT故障信息記錄格式所占存儲(chǔ)容量等，進(jìn)行NVRAM區(qū)域劃分。

第二，在NVRAM中分別設(shè)置信息區(qū)域及索引區(qū)域。信息區(qū)域用來記錄各類BIT的故障內(nèi)容，索引區(qū)域用于記錄每類BIT的實(shí)時(shí)記錄位置。本方案假定產(chǎn)品自測(cè)試(BIT，Built-in Test)類型包括上電BIT、周期BIT及維護(hù)BIT，則NVRAM內(nèi)容分布如圖1所示。

圖1 NVRAM內(nèi)容分布示意

第三，當(dāng)發(fā)生一項(xiàng)BIT測(cè)試故障時(shí)，首先根據(jù)此項(xiàng)測(cè)試的BIT類型，進(jìn)行該類BIT的記錄索引查找；其次，將發(fā)生的BIT測(cè)試故障的故障時(shí)間、故障分類、故障現(xiàn)場(chǎng)等信息寫入NVRAM對(duì)應(yīng)的索引中；最后，對(duì)該類BIT的記錄索引進(jìn)行更新，以備下次記錄使用。

2 具體實(shí)現(xiàn)

第一，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的接口BIT機(jī)理情況，制定該產(chǎn)品的BIT故障信息記錄格式。

一個(gè)典型的故障信息記錄格式包括：

1)故障發(fā)生/消失時(shí)間；

2)故障項(xiàng)編碼；

3)故障發(fā)生次數(shù)；

4)故障機(jī)理類型；

5)故障機(jī)理信息；

6)其它故障輔助信息。

第二，根據(jù)產(chǎn)品配備的NVRAM容量，進(jìn)行NVRAM區(qū)域劃分。

假定產(chǎn)品的NVRAM為128KB，可將0KB～100KB設(shè)置為信息記錄區(qū)域，而將索引區(qū)域設(shè)置在101KB～128KB范圍中?？紤]到在產(chǎn)品工作過程中，幾類BIT檢測(cè)的故障發(fā)生頻次為周期BIT>維護(hù)BIT>上電BIT，因此可按BIT分類將信息記錄區(qū)域參照7:2:1的比例進(jìn)行劃分。

NVRAM區(qū)域劃分示例見圖2。

圖2 NVRAM空間劃分示例

第三，一次BIT測(cè)試故障的信息記錄過程應(yīng)包括：

首先，在產(chǎn)品上電后，對(duì)NVRAM中存儲(chǔ)的信息記錄索引的有效范圍進(jìn)行判斷。如果某項(xiàng)索引未在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)時(shí)，將該項(xiàng)索引重置至對(duì)應(yīng)有效范圍的首條處。

其次，當(dāng)發(fā)生一項(xiàng)BIT測(cè)試故障時(shí)，首先判斷此項(xiàng)測(cè)試的BIT類型，并根據(jù)類型進(jìn)行記錄索引查找。其中，如果查找到的索引未在預(yù)設(shè)范圍時(shí)，將進(jìn)行索引重置。

再次，將該項(xiàng)BIT測(cè)試故障的發(fā)生/消失時(shí)間、故障項(xiàng)編碼、故障機(jī)理等信息按照規(guī)定的故障信息記錄格式寫入NVRAM中，并將相應(yīng)BIT類型的索引進(jìn)行更新。

最后，在產(chǎn)品下電時(shí)，將各類BIT對(duì)應(yīng)的記錄索引存儲(chǔ)至NVRAM的索引記錄區(qū)域中。

第四，在進(jìn)行故障記錄時(shí)，可結(jié)合產(chǎn)品接口的具體工作狀態(tài)和BIT測(cè)試運(yùn)行情況，為單次產(chǎn)品上電時(shí)各接口的故障記錄次數(shù)設(shè)置上限，以避免出現(xiàn)某種測(cè)試故障反復(fù)發(fā)生而大量占用NVRAM存儲(chǔ)資源的情況。此外還需注意，如果同一時(shí)刻發(fā)生多項(xiàng)故障時(shí)，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品處理能力，在不影響正常運(yùn)行功能的前提下進(jìn)行酌情記錄。以某個(gè)離散量輸出接口為例，其解析出的故障信息記錄為：

表1 故障信息記錄實(shí)例

3 結(jié)語

NVRAM中存儲(chǔ)的接口BIT故障信息，在產(chǎn)品發(fā)生故障后對(duì)系統(tǒng)故障的診斷、分析及定位具有重要的參考價(jià)值。使用NVRAM的出發(fā)點(diǎn)是為了更好的記錄信息、還原故障現(xiàn)場(chǎng)。

本文提出的故障信息記錄方法靈活可靠、可移植性強(qiáng)。通過對(duì)產(chǎn)品故障信息進(jìn)行“日志式”滾動(dòng)記錄，可進(jìn)行故障信息快速?gòu)?fù)原，極大降低故障排查的分析及定位難度，為產(chǎn)品高效維護(hù)提供了有力保障，并為產(chǎn)品后續(xù)的健康狀態(tài)監(jiān)控奠定了基礎(chǔ)。