专利名称：一种远程智能接口单元及控制方法
技术领域：
技术领域属于嵌入式计算机系统设计技术。
背景技术：
随着机载嵌入式系统各种接口复杂性不断提高、接口信号传输距离增长以及应用环境变得越来约恶劣，出现了传感器接口传输互相干扰问题以及传感器接口信号和受动器接口信号之间的互相干扰问题，这些问题严重影响了信号采集的品质，进而影响到系统的安全。
发明内容
本发明提供一种远程智能接口单元及控制方法，主要解决了现有传感器接口传输互相干扰以及传感器接口信号和受动器接口信号之间的互相干扰的问题。本发明提供的具体技术解决方案如下:该远程智能接口单元包括与综合核心处理机连接的AFDX网络接口，AFDX网络接口通过DPRAM与内部总线连接，还包括分别与内部总线连接的存储器、控制逻辑器和电源转换器和外接接口 ；所述存储器通过PPC8245与内部总线连接。上述外接接口包括用于和座舱MFD及控制面板连接的ARINC429接口、RS422接口、离散量接口和用于和调试设备连接的调试接口。该远程智能控制方法，包括以下步骤:I]建立并完成初始任务1.1]按照应用配置表的初始设置，设置输出接口的初始状态；1.2]根据应用配置表的信息初始化接口数据结构；1.3]创建任务间同步所需的各种同步信号量；1.4]创建周期任务看门狗，上报周期到达时，释放上报信号量，激活数据上报任务，并进入步骤2处理；1.5]激活周期采样任务，并进入步骤3处理；1.6]步骤1.1至1.5工作完成后，撤消初始任务；2]经步骤1.4由初始任务激活后，进行数据上报任务处理；所述激活具体是指上报周期到达或上报命令到达时，该任务被激活；3]经步骤1.5由初始任务激活后，根据用户输入的信号的频率特性，确定采样周期，按照该采样周期对信号进行采样，并更新存储的采样值。上述步骤2数据上报任务处理的对象包括模拟量输入，离散量输入以及数据通讯输入，根据信号属性的不同，采取不同的处理策略，其具体是；拟量数据上报是将周期采样任务获取的最新数据上报；离散量上报是即时采样离散量状态并上报；通讯数据上报是通讯数据接口采用中断方式随时接收数据并将其放入接收数据缓冲区中，上报任务激活时将缓冲区中的数据上报给系统；上述工作完成后，挂起数据上报任务。
上述步骤I至3中任何接口中断产生时，进入步骤4]中断处理，其具体是:4.1]对设置为中断工作方式的接口进行管理，当该接口中断产生时，中断处理程序软件获取该接口数据，按照规定的数据结构包装后，激活总线发送任务发送数据；4.2]对串行数据流进行处理，当串行数据流设备中断产生时，中断处理程序接收数据，并将数据暂存在缓冲区中，当上报周期到达或上报命令到达时，数据上报任务从缓冲区提取数据上报；4.3]对周期采样定时进行管理。上述步骤4.2串行数据流设备中断具体是RS422或RS429中断。上述步骤4.3的周期采样具体包括总线任务、消息处理任务和接口控制任务，其具体是:4.3.1]总线接收任由初始任务激活，它检测总线消息，激活消息处理任务；4.3.2]当总线接收任务检测到总线消息时，激活消息处理任务，消息处理任务对消息进行解析，将消息放到相应的接口缓冲区中，设置相应设备的新数据信号量，并激活接口控制任务进行接口输出控制。4.3.3]接口控制任务由消息处理任务激活，该任务获取接口的新数据信号量，并从相应的接口的消息缓冲区提取消息，根据消息内容对相应接口进行控制。本发明的优点在于:该远程智能接口单元可以实现接口数据就近采集、及时转换和分布控制的功能，使系统很方面进行扩充升级。具体的说，远程智能接口单元把就近采集的信号预处理后通过AFDX网络输出给核心处理机再进行综合处理，这样各种模拟接口信号、离散接口信号以及传感器小信号转成数据信号传输免受干扰，同时也减小功率输出接口给系统电磁兼容性带来压力，提高系统可靠性；另外远程智能接口单元具有功耗低、体积小、重量轻的特点可以自然散热方式远程安装靠传感器和作动器比较近的位置，这样减轻了电缆的重量，提高了系统维护维修性能。
图1为远程智能接口单元原理框图；图2为远程智能接口控制方法流程框图。
具体实施例方式远程智能接口单元内部结构如图1所示，它实现座舱人机接口及其键盘操作处理，采集H0CAS、AAP等设备输出的离散量、I/O接口数据，并进行处理。信号类型包括RS422接口，ARINC429接口，以及27V/地、27V脉冲、27V/开路、地/开离散量信号。采集的信号进行预处理后通过AFDX网络传给核心处理机进行综合处理，核心处理控制输出信号通过AFDX网络传给远程智能接口单元进行控制驱动输出。远程智能接口软件控制方法描述如下:初始任务:该任务主要完成以下几项工作:( I)按照应用配置表的初始设置输出接口的初始状态。(2)根据应用配置表的信息初始化接口数据结构。
(3)创建任务间同步所需的各种同步信号量。(4)创建周期任务看门狗，上报周期到达时，释放上报信号量，激活上报任务。(5)激活周期采样任务，按照模拟量信号特性确定采样周期。(6)上述工作完成后，撤消该任务。周期采样任务:该任务由初始任务激活，根据用户输入的信号的频率特性，确定采样周期，按照该采样周期对信号进行采样，并更新存储的采样值。数据上报任务:当上报周期到达或上报命令到达时，该任务被激活。数据上报任务处理对象包括模拟量输入，离散量输入以及数据通讯输入，根据信号属性的不同，采取不同的处理策略。拟量数据上报:将周期采样任务获取的最新数据上报。离散量上报:即时采样离散量状态并上报。通讯数据上报:通讯数据接口采用中断方式随时接收数据并将其放入接收数据缓冲区中，上报任务激活时将缓冲区中的数据上报给系统。上述工作完成后,挂起该任务。应注意所有数据上报系统前应按照规定的数据结构进行包装，然后调用总线通信软件发送到总线接口。中断处理功能:(I)对设置为中断工作方式的接口进行管理，当该接口中断产生时，中断处理程序软件获取该接口数据，按照规定的数据结构包装后，激活总线发送任务发送数据。(2)对串行数据流进行处理，当串行数据流设备(如RS422，RS429等)中断产生时，中断处理程序接收数据，并将数据暂存在缓冲区中，当上报周期到达或上报命令到达时，数据上报任务从缓冲区提取数据上报。(3)对周期采样定时进行管理。总线接收任务:该任务由初始任务激活，它检测总线消息，激活消息处理任务。
消息处理任务:当总线接收任务检测到总线消息时，激活消息处理任务。该任务对消息进行解析，将消息放到相应的接口缓冲区中，设置相应设备的新数据信号量，并激活接口控制任务进行接口输出控制。接口控制任务:接口控制任务由消息处理任务激活，该任务获取接口的新数据信号量，并从相应的接口的消息缓冲区提取消息，根据消息内容对相应接口进行控制。
权利要求
1.一种远程智能接口单元，其特征在于:包括与综合核心处理机连接的AFDX网络接口，AFDX网络接口通过DPRAM与内部总线连接，还包括分别与内部总线连接的存储器、控制逻辑器和电源转换器和外接接口 ；所述存储器通过PPC8245与内部总线连接。
2.根据权利要求1所述的远程智能接口单元，其特征在于:所述外接接口包括用于和座舱MFD及控制面板连接的ARINC429接口、RS422接口、离散量接口和用于和调试设备连接的调试接口。
3.一种远程智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 1]建立并完成初始任务 .1.1]按照应用配置表的初始设置，设置输出接口的初始状态； .1.2]根据应用配置表的信息初始化接口数据结构； .1.3]创建任务间同步所需的各种同步信号量； .1.4]创建周期任务看门狗，上报周期到达时，释放上报信号量，激活数据上报任务，并进入步骤2处理； .1.5]激活周期采样任务，并进入步骤3处理； .1.6]步骤1.1至1.5工作完成后，撤消初始任务； .2]经步骤1.4由初始任务激活后，进行数据上报任务处理；所述激活具体是指上报周期到达或上报命令到达时，该任务被激活； .3]经步骤1.5由初始任务激活后，根据用户输入的信号的频率特性，确定采样周期，按照该采样周期对信号进行采样，并更新存储的采样值。
4.根据权利要求3所述的远程智能控制方法，其特征在于:所述步骤2数据上报任务处理的对象包括模拟量输入，离散量输入以及数据通讯输入，根据信号属性的不同，采取不同的处理策略，其具体是；拟量数据上报是将周期采样任务获取的最新数据上报；离散量上报是即时采样离散量状态并上报；通讯数据上报是通讯数据接口采用中断方式随时接收数据并将其放入接收数据缓冲区中，上报任务激活时将缓冲区中的数据上报给系统；上述工作完成后，挂起数据上报任务。
5.根据权利要求4所述的远程智能控制方法，其特征在于:所述步骤I至3中任何接口中断产生时，进入步骤4]中断处理，其具体是:4.1]对设置为中断工作方式的接口进行管理，当该接口中断产生时，中断处理程序软件获取该接口数据，按照规定的数据结构包装后，激活总线发送任务发送数据； .4.2]对串行数据流进行处理，当串行数据流设备中断产生时，中断处理程序接收数据，并将数据暂存在缓冲区中，当上报周期到达或上报命令到达时，数据上报任务从缓冲区提取数据上报； .4.3]对周期采样定时进行管理。
6.根据权利要求5所述的远程智能控制方法，其特征在于:所述步骤4.2串行数据流设备中断具体是RS422或RS429中断。
7.根据权利要求6所述的远程智能控制方法，其特征在于:所述步骤4.3的周期采样具体包括总线任务、消息处理任务和接口控制任务，其具体是: .4.3.1]总线接收任由初始任务激活，它检测总线消息，激活消息处理任务； .4.3.2]当总线接收任务检测到总线消息时，激活消息处理任务，消息处理任务对消息进行解析，将消息放到相应的接口缓冲区中，设置相应设备的新数据信号量，并激活接口控制任务进行接口输出控制。`4.3.3]接口控制任务由消息处理任务激活，该任务获取接口的新数据信号量，并从相应的接口的消息 缓冲区提取消息，根据消息内容对相应接口进行控制。
全文摘要
本发明提供一种远程智能接口单元及控制方法，主要解决了现有传感器接口传输互相干扰以及传感器接口信号和受动器接口信号之间的互相干扰的问题。该远程智能接口单元包括与综合核心处理机连接的AFDX网络接口，AFDX网络接口通过DPRAM与内部总线连接，还包括分别与内部总线连接的存储器、控制逻辑器和电源转换器和外接接口；所述存储器通过PPC8245与内部总线连接。该远程智能接口单元可以实现接口数据就近采集、及时转换和分布控制的功能，使系统很方面进行扩充升级。
文档编号G05B19/042GK103092106SQ20121057141
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者李成文, 田莉蓉, 林荣超, 余松涛, 何立军, 王纯伟, 湛文韬, 陈国 , 高杨 申请人:中国航空工业集团公司第六三一研究所