一种多级冗余备份系统及其工作模式的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多级冗余备份系统及其工作模式。
【背景技术】
[0002]随着座舱显示控制系统的发展，座舱集成化程度越来越高，大屏幕一体化显示器已经成为机载显示器发展的主要方向。大屏幕一体化显示器接收飞机各系统的关键数据，为飞行员提供全方位的飞机信息，其重要性越来越高。飞行过程中，如果显示器出现不可恢复的故障，将会带来严重后果。
[0003]为了避免这种情况的发生，大屏幕一体化显示器在设计时往往采用双余度技术，即显示器中包含两组功能完全相同的单元。正常工作时，显示器主从单元同时工作，由仲裁单元选择主单元驱动液晶屏显示，当主单元故障时，仲裁单元选择从单元驱动液晶屏显示。由于主从单元功能完全相同，显示器可以从短暂I秒的故障中迅速恢复过来，不会对飞行产生严重的影响。但现有的双余度技术存在一定的缺陷，仅是单元级别的备份，不能实现单元中模块级别的备份，当从单元中某个模块再出现故障时，显示器整体就处于故障状态，飞行员将无法从显示器获取可靠的信息，从而影响飞行安全。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决上述的技术问题，提出一种多级冗余备份系统及其工作模式。
[0005]本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现:一种多级冗余备份系统，应用于机载显示器，包括驱动主单元、驱动从单元和设置于驱动主单元和驱动从单元之间的仲裁单元，所述驱动主单元包括相串联的主CPU模块、主GPU模块和主交换机模块，所述驱动从单元包括相串联的从CPU模块、从GPU模块和从交换机模块，其特征在于:
所述仲裁单元分别与主CPU模块、主GPU模块、主交换机模块、从CPU模块、从GPU模块和从交换机模块相连，所述主交换机模块与从交换机模块相连。
[0006]一种多级冗余备份系统的工作模式，其特征在于包括以下工作模式:
a、正常工作模式，主GPU模块取主CPU模块的作图指令，仲裁单元选择主GPU模块的图形视频驱动机载显示器显示；
b、一级备份工作模式，从GPU模块取从CPU模块的作图指令，仲裁单元选择从GPU模块的图像视频驱动机载显示器显示；
c、二级备份工作模式，从GPU模块取主CPU模块的作图指令，仲裁单元选择从GPU模块的图像视频驱动机载显示器显示；
d、三级备份工作模式，主GPU模块取从CPU模块的作图指令，仲裁单元选择主GPU模块的图像视频驱动机载显示器显示
本发明的有益效果主要体现在:本发明实现了显示器模块级别备份，相比现有的双余度技术，多出了二级、三级两种备份工作模式，显示器的自身可靠性得到极大提升，从而提高了飞行安全。
【附图说明】
[0007]图1是本发明一种多级冗余备份系统的框架示意图。
【具体实施方式】
[0008]本发明提供了一种多级冗余备份系统及其工作模式，如图1所示，一种多级冗余备份系统，应用于机载显示器，包括驱动主单元、驱动从单元和设置于驱动主单元和驱动从单元之间的仲裁单元，驱动主单元包括相串联的主CPU模块、主GPU模块和主交换机模块，驱动从单元包括相串联的从CPU模块、从GPU模块和从交换机模块，特别地，仲裁单元分别与主CPU模块、主GPU模块、主交换机模块、从CPU模块、从GPU模块和从交换机模块相连，所述主交换机模块与从交换机模块相连。
[0009]一种多级冗余备份系统的工作模式，其特征在于包括以下工作模式:
a、正常工作模式，主GPU模块取主CPU模块的作图指令，仲裁单元选择主GPU模块的图形视频驱动机载显示器显示；
b、一级备份工作模式，从GPU模块取从CPU模块的作图指令，仲裁单元选择从GPU模块的图像视频驱动机载显示器显示；
c、二级备份工作模式，从GPU模块取主CPU模块的作图指令，仲裁单元选择从GPU模块的图像视频驱动机载显示器显示；
d、三级备份工作模式，主GPU模块取从CPU模块的作图指令，仲裁单元选择主GPU模块的图像视频驱动机载显示器显示
具体的，显示器主单元中，主GPU模块通过主交换机与主CPU模块相连，所述主CPU模块负责接收外部数据，所述主GPU模块根据CPU模块传输的作图指令，绘制显示器图形，并将图形视频信号，送入到仲裁单元。所述主交换机为可编程PCIe交换机，交换机的每个端口可独立配置成上行端口、下行端口、未连接端口、不使能端口、非透明端口，连接RC设备、EP设备或者其他交换机。所述主GPU模块和主CPU模块中，任意一个均可成为RC设备或者EP设备，当其中一个为RC设备时，另一个必须是EP设备，本应用实例中，主CPU模块作为RC设备，负责管理主交换机及其下端的交换机或者EP设备。
[0010]主GPU模块发送给仲裁单元信号有视频和工作状态信号，视频格式的有很多种，模拟的或者数字的，分辨率也有很多，本发明不做限定，在本实施例中，视频格式为DVI，分辨率为1600x1200 ;本发明对涉及到的工作状态信号传递处理和控制信号传递处理均不做限定，在本实施例中，工作状态信号采用周期电平变换信号，主GPU模块每50ms进行一次电平变换，仲裁单元若500ms内未检测到状态信号电平的变换，则认为主GPU模块故障。仲裁单元发送控制信号给主GPU模块，本实施例中的控制信号采用两路离散量信号，00代表正常工作模式、01代表一级备份工作模式、10代表二级备份工作模式、11代表三级备份工作模式。所述正常工作模式:主GPU模块取主CPU模块的作图指令，仲裁单元选择主GPU模块的图形视频，驱动液晶屏显示；所述一级备份工作模式:从GPU模块取从CPU模块的作图指令，仲裁单元选择从GPU模块的图形视频，驱动液晶屏显示；所述二级备份工作模式:从GPU模块取主CPU模块的作图指令，仲裁单元选择从GPU模块的图形视频，驱动液晶屏显示；所述三级备份工作模式:主GPU模块取从CPU