【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及星載計(jì)算機(jī)，尤其涉及多機(jī)熱備份控制系統(tǒng)，特別涉及一種四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中失步單機(jī)的故障恢復(fù)方法和裝置。
技術(shù)介紹
1、由于受到空間復(fù)雜環(huán)境的影響，星載計(jì)算機(jī)的可靠性和安全性始終是航天領(lǐng)域研究的一個(gè)關(guān)鍵問題。為了有效提高星載計(jì)算機(jī)的可靠性和安全性，需要采取冗余和容錯(cuò)設(shè)計(jì)技術(shù)，雙機(jī)冷備份系統(tǒng)和三機(jī)熱備份系統(tǒng)是最典型和應(yīng)用最廣泛的星載計(jì)算機(jī)容錯(cuò)系統(tǒng)。對(duì)于雙機(jī)冷備份系統(tǒng)和三機(jī)熱備份系統(tǒng)而言，當(dāng)班工作的計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障后，容錯(cuò)機(jī)制均會(huì)切換到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)當(dāng)班工作。而且這兩個(gè)系統(tǒng)只能通過整機(jī)恢復(fù)重要數(shù)據(jù)的方式重建工作狀態(tài)，都無法針對(duì)故障計(jì)算機(jī)單獨(dú)進(jìn)行恢復(fù)，無法將降級(jí)后的容錯(cuò)系統(tǒng)自主恢復(fù)成正常工作狀態(tài)。
2、相較于雙機(jī)冷備份系統(tǒng)和三機(jī)熱備份系統(tǒng)，四機(jī)熱備份系統(tǒng)由四機(jī)構(gòu)成熱冗余同步運(yùn)行，其系統(tǒng)可靠性更高、容錯(cuò)能力更好、系統(tǒng)性能更高，但仍無法將降級(jí)后的容錯(cuò)系統(tǒng)自主恢復(fù)成正常工作狀態(tài)，若采用整機(jī)恢復(fù)重要數(shù)據(jù)的方式重建工作狀態(tài)，則會(huì)影響四機(jī)熱備份系統(tǒng)的精度和可靠性。因此，亟需提供一種四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中失步單機(jī)的故障恢復(fù)方法和裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供了一種四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中失步單機(jī)的故障恢復(fù)方法和裝置，通過數(shù)據(jù)拉齊將失步單機(jī)恢復(fù)成協(xié)同同步正常工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了四機(jī)熱備份系統(tǒng)的單機(jī)級(jí)故障精確自主恢復(fù)，大大提高了星載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的高冗余容錯(cuò)能力。
2、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中失步單機(jī)的故障恢復(fù)方法，應(yīng)用于采用拜占庭容錯(cuò)結(jié)構(gòu)四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中，
3、在每個(gè)任務(wù)周期中，將所述四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，得到包括共有慢變數(shù)據(jù)和共有快變數(shù)據(jù)的分類數(shù)據(jù)；
4、在所述四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)的各單機(jī)的輸出結(jié)果不一致時(shí)，確定失步單機(jī)；
5、根據(jù)所述共有慢變數(shù)據(jù)對(duì)所述失步單機(jī)進(jìn)行第一次恢復(fù)，并確定所述第一次恢復(fù)時(shí)所在的任務(wù)周期中發(fā)生變化的變化共有慢變數(shù)據(jù)；
6、根據(jù)所述變化共有慢變數(shù)據(jù)和所述共有快變數(shù)據(jù)對(duì)所述失步單機(jī)進(jìn)行第二次恢復(fù)，得到恢復(fù)數(shù)據(jù)；其中，所述第二次恢復(fù)在暫停任務(wù)運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。
7、可選地，所述分類數(shù)據(jù)還包括單機(jī)私有數(shù)據(jù)；
8、在所述得到包括共有慢變數(shù)據(jù)和共有快變數(shù)據(jù)的分類數(shù)據(jù)之后，在所述確定失步單機(jī)之前，還包括：
9、將所述共有慢變數(shù)據(jù)、所述共有快變數(shù)據(jù)、所述單機(jī)私有數(shù)據(jù)分別編譯到可執(zhí)行文件的目標(biāo)段的指定位置；其中，所述目標(biāo)段包括data段和bss段，且不同的所述分類數(shù)據(jù)在所述目標(biāo)段的指定位置不同；
10、根據(jù)所述指定位置，生成對(duì)應(yīng)所述分類數(shù)據(jù)的鏈接腳本。
11、可選地，所述根據(jù)所述共有慢變數(shù)據(jù)對(duì)所述失步單機(jī)進(jìn)行第一次恢復(fù)，包括：
12、在每個(gè)任務(wù)周期中，均執(zhí)行：確定所述任務(wù)周期中的正常任務(wù)運(yùn)行的運(yùn)行時(shí)長；并將所述任務(wù)周期的總時(shí)長與所述運(yùn)行時(shí)長的差值作為恢復(fù)時(shí)長；
13、在所述恢復(fù)時(shí)長內(nèi)將所述共有慢變數(shù)據(jù)復(fù)制到所述失步單機(jī)中，直至所述共有慢變數(shù)據(jù)完成全部復(fù)制，完成所述第一次恢復(fù)。
14、可選地，所述確定所述第一次恢復(fù)時(shí)所在的任務(wù)周期中發(fā)生變化的變化共有慢變數(shù)據(jù)，包括：
15、按照預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)塊大小將所述共有慢變數(shù)據(jù)劃分為若干數(shù)據(jù)塊；
16、針對(duì)每個(gè)所述數(shù)據(jù)塊，均執(zhí)行：判斷該數(shù)據(jù)塊在所述第一次恢復(fù)時(shí)所在的任務(wù)周期中是否發(fā)生變化，若判斷結(jié)果為是，則將該數(shù)據(jù)塊確定為變化數(shù)據(jù)塊；
17、將所述變化數(shù)據(jù)塊進(jìn)行取并集運(yùn)算，得到所述變化共有慢變數(shù)據(jù)。
18、可選地，所述根據(jù)所述變化共有慢變數(shù)據(jù)和所述共有快變數(shù)據(jù)對(duì)所述失步單機(jī)進(jìn)行第二次恢復(fù)，得到恢復(fù)數(shù)據(jù)，包括：
19、根據(jù)所述變化共有慢變數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量、截至當(dāng)前任務(wù)周期所獲取到的所述共有快變數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)傳輸率和所述任務(wù)周期的總時(shí)長，確定所述第二次恢復(fù)所需的最小窗口周期數(shù)；其中，所述最小窗口周期數(shù)不大于所述四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)的可接受最大暫停運(yùn)行任務(wù)周期數(shù)；
20、在所述最小窗口周期數(shù)內(nèi)，將所述變化共有慢變數(shù)據(jù)和所述共有快變數(shù)據(jù)復(fù)制到所述失步單機(jī)中，完成所述第二次恢復(fù)，得到所述恢復(fù)數(shù)據(jù)。
21、可選地，所述最小窗口周期數(shù)通過如下公式確定：
22、
23、其中，tn用于表征所述最小窗口周期數(shù)；qs'用于表征所述變化共有慢變數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量；qf用于表征所述共有快變數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量；dtr用于表征數(shù)據(jù)傳輸率；t用于表征所述任務(wù)周期的總時(shí)長；ceil用于表征向上取整函數(shù)。
24、可選地，在所述得到恢復(fù)數(shù)據(jù)之后，還包括：
25、在得到所述恢復(fù)數(shù)據(jù)之后的下一個(gè)任務(wù)周期中，對(duì)得到所述恢復(fù)數(shù)據(jù)的所述四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，得到各單機(jī)的校驗(yàn)輸出結(jié)果；
26、判斷所述各單機(jī)的校驗(yàn)輸出結(jié)果是否一致；
27、若判斷結(jié)果為是，完成所述失步單機(jī)的故障恢復(fù)；
28、若判斷結(jié)果為否，則在當(dāng)前任務(wù)周期結(jié)束后的下一個(gè)任務(wù)周期中，返回執(zhí)行根據(jù)所述共有慢變數(shù)據(jù)對(duì)所述失步單機(jī)進(jìn)行第一次恢復(fù)。
29、第二方面，本專利技術(shù)還提供了一種四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中失步單機(jī)的故障恢復(fù)裝置，包括：
30、分類模塊，用于在每個(gè)任務(wù)周期中，將所述四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中的內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，得到包括共有慢變數(shù)據(jù)和共有快變數(shù)據(jù)的分類數(shù)據(jù)；
31、故障確定模塊，用于在所述四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)的輸出結(jié)果不一致時(shí)，確定失步單機(jī)；
32、恢復(fù)模塊，用于根據(jù)所述共有慢變數(shù)據(jù)對(duì)所述失步單機(jī)進(jìn)行第一次恢復(fù)，并確定所述第一次恢復(fù)時(shí)所在的任務(wù)周期中發(fā)生變化的變化共有慢變數(shù)據(jù)；以及根據(jù)所述變化共有慢變數(shù)據(jù)和所述共有快變數(shù)據(jù)對(duì)所述失步單機(jī)進(jìn)行第二次恢復(fù)，得到恢復(fù)數(shù)據(jù)；其中，所述第二次恢復(fù)在暫停任務(wù)運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行。
33、第三方面，本專利技術(shù)還提供了一種計(jì)算設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中失步單機(jī)的故障恢復(fù)方法。
34、第四方面，本專利技術(shù)還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行時(shí)，令計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述任一項(xiàng)所述的四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中失步單機(jī)的故障恢復(fù)方法。
35、第五方面，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本說明書任一第一方面所述的方法的步驟。
36、本專利技術(shù)提供了一種四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中失步單機(jī)的故障恢復(fù)方法和裝置，應(yīng)用于采用拜占庭容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中，首先將每個(gè)任務(wù)周期中的內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，得到共有慢變數(shù)據(jù)和共有快變數(shù)據(jù)，在出現(xiàn)失步單機(jī)時(shí)，先是通過共有慢變數(shù)據(jù)對(duì)該失步單機(jī)進(jìn)行第一次恢復(fù)，然后再通過第一次恢復(fù)時(shí)所在的任務(wù)周期中發(fā)生變化的變化共有慢變數(shù)據(jù)和共有快變數(shù)據(jù)對(duì)該失步單機(jī)進(jìn)行第二次恢復(fù)，得到用于故障恢復(fù)的恢復(fù)數(shù)據(jù)。如此，本專利技術(shù)通過兩次恢復(fù)分別實(shí)現(xiàn)對(duì)共有慢變數(shù)據(jù)和本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中失步單機(jī)的故障恢復(fù)方法，其特征在于，應(yīng)用于采用拜占庭容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分類數(shù)據(jù)還包括單機(jī)私有數(shù)據(jù)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述共有慢變數(shù)據(jù)對(duì)所述失步單機(jī)進(jìn)行第一次恢復(fù)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述第一次恢復(fù)時(shí)所在的任務(wù)周期中發(fā)生變化的變化共有慢變數(shù)據(jù)，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述變化共有慢變數(shù)據(jù)和所述共有快變數(shù)據(jù)對(duì)所述失步單機(jī)進(jìn)行第二次恢復(fù)，得到恢復(fù)數(shù)據(jù)，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的方法，其特征在于，所述最小窗口周期數(shù)通過如下公式確定：
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一所述的方法，其特征在于，在所述得到恢復(fù)數(shù)據(jù)之后，還包括：
8.一種四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中失步單機(jī)的故障恢復(fù)裝置，其特征在于，包括：
9.一種計(jì)算設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行時(shí)，令計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中失步單機(jī)的故障恢復(fù)方法，其特征在于，應(yīng)用于采用拜占庭容錯(cuò)結(jié)構(gòu)的四機(jī)熱備份計(jì)算機(jī)中，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分類數(shù)據(jù)還包括單機(jī)私有數(shù)據(jù)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述共有慢變數(shù)據(jù)對(duì)所述失步單機(jī)進(jìn)行第一次恢復(fù)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定所述第一次恢復(fù)時(shí)所在的任務(wù)周期中發(fā)生變化的變化共有慢變數(shù)據(jù)，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述變化共有慢變數(shù)據(jù)和所述共有快變數(shù)據(jù)對(duì)所述失步單機(jī)進(jìn)行第二次恢復(fù)，得到恢復(fù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黨紀(jì)紅，李經(jīng)松，尚葳蕤，張丹瑤，徐建，張錦江，馮帥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京控制工程研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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