双cpu解析冗余通信控制系统的研究和实现

《双cpu解析冗余通信控制系统的研究和实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、西安电子科技大学硕士学位论文双CPU解析冗余通信控制系统的研究与实现姓名：单晓明申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：相征201202摘要／滁2067963随着航空领域自动化技术的发展，现代战机机载设备呈现多样化和复杂化的发展趋势，这对新型航空宇航系统的可靠性、机载通信的高效性和稳定性等提出了越来越高的要求。结合双CPU解析冗余技术和机载数据总线通信技术，设计实现了一种双CPU冗余通信控制系统。对现有双CPU冗余技术和机载总线差错控制理论进行了研究，提出了基于解析冗余的双CPU故障隔离、冗余切换机制、改进的CPU同步算

2、法使得同步时钟精度达到1．5微秒。采用模块化设计思路，论述了双CPU冗余通信控制系统中数据采集模块、CPU同步模块、故障检测模块、数据处理模块、冗余切换模块和机载总线通信模块的软硬件实现，通过方差滤波算法提高了采集系统0．12％的采集精度。在实验室环境下完成系统整体功能测试。关键词：等价空间PTP冗余双CPUAbstract、矾tIlthedevelopmentofautomationtechnology,theairborneequipmentofnewfighterplanebecomemorediversifiedandm

3、orecomplicated,whichputforwardhigherrequirementstonewaviation∽rospacesysteminreliabilityofitself,efficiencyandstabilityofairbornedigitalcommunication．Inthispaper,adual—CPUredundancycommunicationandcontrolsystemwasdesignedcombinedwinl．thetechnologyofdual·CPUanalyticre

4、dundancyandairbornedatabuscommunications．Afterresearchingtheexistingdual—CPUredundancytechnologyandsynchronizetechnology,animproveddual-CPUredundancyway,apre-emptiveCPUsynchronousalgorithmandafaultdetectionalgorithmbasedanalyticalredundancywereproposed，thesynchronous

5、precisionisimprovedto1．5microsecond．Theimplementationofhardwareandsoi}wareofdataacquisitionmodule，CPUsynchronizationmodule，faultdetectionmodule，dataprocessingmoduleandredundancyswitchingmodelwerediscussedinthispaperbasedonmodularizeddesignideas．Samplingprecisionisimp

6、rovedby0．1percentsbyusingmeansquareerroralgorithm．Finally,thewholesystemfunctiontestWascompletedinlaboratory．Keyword：EquivalentSpacePTPRedundancyDuaI-CPU第一章绪论1．1课题研究背景及意义20世纪90年代以来，现代战争电子化信息化的趋势日益明显，这对机载系统的可靠性要求变的越来越高，现代战机研制的重要技术之一是如何保证机载系统的高可靠性。提高系统可靠性的最有效方法之一是冗余技术。

7、冗余技术就是通过增加同等功能的冗余部件，当系统出现故障时，冗余的备份部件可以接替工作，减少或者消除系统停机时间，保证系统对外表现始终为正常工作。冗余技术的使用使得系统运行时不受到局部故障的影响，因此在航空、航天和工业控制领域有广泛的应用前景。根据冗余度不同，冗余技术分为双冗余技术和多余度冗余技术；根据冗余实现方式不同，可以分为硬件冗余和软件冗余等；硬件冗余根据冗余部件不同，分为处理器芯片冗余、通信冗余、调理电路冗余、电源冗余等【I】。随着大规模集成电路制造技术和微电子技术的发展，微控制器在军事和工业控制等各个领域内的应用日益广泛

8、和成熟。目前，国内外各类先进战机的研制中传统控制模式更是广泛的被微控制器芯片所取代。但由于战机作战气候环境、电磁环境恶劣等因素，使得按照机载系统工作环境要求设计的机载系统的微控制器也难以保证控制系统的长期可靠运行，因此现代机载系统设计时多采用双CPU冗余技术。在