一种异构平台嵌入式软件在线重构方法技术

本发明专利技术提供了一种异构平台嵌入式软件在线重构方法，包括：步骤1、综控设备加载配置文件，将待重构的应用程序传输至主控节点计算机；步骤2、主控节点计算机填写目的标识与应用程序打包为数据包，并转发至从节点计算机；步骤3、从节点计算机接收到数据包后，解析数据包中目的标识进行数据转发或数据缓存，若接收到需当前节点重构的应用程序则返回应答消息；步骤4、综控设备收到应答消息无误后，下发重构指令，从节点计算机软件执行重构过程并返回重构状态。本发明专利技术可以同时完成多个嵌入式软件的在线重构、健康状态监控及版本管理，大幅提高了电子设备的维护效率，解决了环境不具备的情况下升级电子设备嵌入式软件费时费力的难题。下升级电子设备嵌入式软件费时费力的难题。下升级电子设备嵌入式软件费时费力的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种异构平台嵌入式软件在线重构方法


[0001]本专利技术涉及嵌入式软件设计应用领域，特别涉及一种异构平台嵌入式软件在线重构方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着航空电子设备发展迅猛，其载荷能力也越来越强，结合在航空领域计算机系统中广泛应用的主从分布式体系结构，其电子设备的集成度也越来越高，出于对体积和重量的考虑，设备安装空间狭小，给维护及升级嵌入式软件带来很多不变，加上战场情况复杂，操作人员维护时间紧迫，故传统的开盖拆装设备、连接电缆、搭建调试环境通过仿真器连接进行软件升级极为不便，这种操作方式成为制约作战人员维护及升级系统的主要因素。
[0003]目前各类航空电子设备系统中核心器件FPGA的重构工作长期以来都是单独使用FPGA仿真器来完成，使用过程中需要按模块芯片逐一手动连接调试，固化过程耗时长，单片FPGA大约在30分钟以上，效率低下，且受加电时间限制；另外，PowerPC、MCU、DSP等嵌入式软件的重构也需要利用特定的调试设备，不仅操作繁琐，系统中各个模块交互总线类型杂乱，原位检测及升级、重加载程序耗时长，易出错。如常见的航空电子设备PowerPC软件的升级，操作人员需通过调试电脑中相应计算机板厂家提供的升级软件进行操作，完成各目标电子设备嵌入式软件的在线加载和重构，其物理连接关系图如1所示。
[0004]由于不同PowerPC中IP地址可能有冲突，现有的这种程序加载方式通常仅在单板计算机未集成进系统时，针对单个需要执行软件升级的PowerPC较为适用。一旦遇到能力基线升级对应的分布式系统内多个软件同时升级的情况，或是对航电网络中跨平台的多种应用软件进行重构时，设备间总线协议也各不相同，无法快速高效地完成升级部署。更严重的是，当电子设备安装到飞机平台后，由于装机条件和外部环境限制，仿真器等加载软件所需电缆开盖连接会很困难，为了重构程序甚至需要将设备分机拆下来，费时费力，严重影响电子设备维护和保障的效率。
[0005]针对以上问题，现有技术一般从以下两个方面寻求解决方案：一是采取重构程序压缩传输，重构总线提速等方式，力求达到快速升级程序的目的；二是通过外部接口实现对计算机处理器的软件升级，如借助维护保障设备，构建单独的维护及升级网络，完成电子设备内多个嵌入式软件的升级重构工作；
[0006]以上两种方法均存在问题：
[0007]a)对需要固化的程序进行压缩以及固化方式优化都仅仅是固化时间上能有所减少，但是治标不治本，不能解决狭小空间拆装困难、加电时间受限以及调试环境不具备等情况，这些才真正耗时耗力；
[0008]b)目前航空领域电子设备集成度较高，分布式架构下，很多设备集成在一个或多个分机内，涉及整个系统多个软件基线版本同步组网升级，单独完成单个设备的软件固化工作还不能达到升级固化整个系统软件的完备性；
[0009]c)各类平台大系统存在设备的多样性，总线协议也各不相同，现有的在线升级软件未考虑多个跨总线的计算机板内软件之间的交互关系，无法同步升级重构软件以及对其进行版本管理。

技术实现思路

[0010]针对现有技术中存在的问题，提供了一种异构平台嵌入式软件在线重构方法，使各个平台电子设备中嵌入式软件能够在有限的装机及外场维护环境下，依托当前系统内部各种互联互通的总线网络进行版本同步管理及在线升级重构，进而达到大幅提高设备维护升级效率的目的，同时需满足该方法具有可移植性及维护性。
[0011]本专利技术采用的技术方案如下：一种异构平台嵌入式软件在线重构方法，所述异构平台由综控设备、主控节点计算机及多个从节点计算机组成，主控节点计算机与从节点计算机之间通过内部总线通信，主控节点计算机与综控设备通过以太网通信，重构过程包括：
[0012]步骤1、综控设备加载配置文件，将待重构的应用程序传输至主控节点计算机；
[0013]步骤2、主控节点计算机接收到待重构的应用程序后，对内容进行校验，并按照总线协议填写目的标识与待重构的应用程序打包为数据包，并转发至主控节点计算机下层连接的从节点计算机；
[0014]步骤3、从节点计算机接收到数据包后，解析数据包中目的标识进行数据转发或数据缓存，若接收到需当前节点重构的应用程序则返回应答消息，同时进行数据校验及存储；
[0015]步骤4、综控设备收到应答消息无误后，下发重构指令，由主控节点计算机转发至相应从节点计算机，由计算机软件执行重构过程并返回重构状态；
[0016]其中，目的标识记载有数据包传输时的路由路径。
[0017]进一步的，所述步骤1的子步骤包括：
[0018]步骤1.1、综控设备根据异构平台的拓扑结构编辑配置文件，包括硬件配置文件和版本配置文件；
[0019]步骤1.2、通过配置IP和端口号，扫描连接的计算机节点并加载配置文件，同时获取所有计算机节点的软件版本信息并显示；
[0020]步骤1.3、选择需要重构的应用程序，下发至主节点计算机。
[0021]进一步的，所述步骤1中，硬件配置文件和版本配置文件均为XML格式文件，硬件配置文件包括每个节点计算机的数据路由信息和重构信息；版本配置文件根据系统实际版本管理进行编辑。
[0022]进一步的，每个从节点计算机由系统配置有物理ID、父节点ID及子节点ID。
[0023]进一步的，内部总线采用双层协议打包方式进行数据发送，所述双层协议打包方式分为：第一层总线通信协议和第二层在线重构数据通信协议。
[0024]进一步的，所述目的标识包括由拓扑层标识、层标识、各层转发节点ID组成，其中，拓扑层标识为0或1，0表示转发，1表示不转发；层标识为当前转发层标识，初始为0，每转发一次增加1；节点ID表示节点转发的目的地址。
[0025]进一步的，从节点计算机解析数据包中目的标识的具体过程为：
[0026]以层标识作为下标，从目标标识中获取最后一层转发节点ID，判断是否与本节点计算机的物理ID一致，若一致则缓存该数据包；若不一致，则从目标标识中获取下一层转发
节点ID，判断下一层转发节点ID是否在本节点计算机的子节点ID范围内，若在，则修改目的标识中拓扑层标识与层标识，并转发该数据包。
[0027]进一步的，从节点计算机接收到应答数据后直接转发给父节点。
[0028]进一步的，所述从节点计算机进行数据校验及存储过程为：数据接收完成后，对文件进行CRC校验，若从节点计算机有文件系统，则将待重构的应用程序存在文件系统指定目录下，若从节点计算机没有文件系统，则将待重构的应用程序中的数据文件写入FLASH，上报文件接收状态。
[0029]与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本专利技术能够依托系统内部各种互联互通的总线网络进行软件重构，完全摆脱了异构平台多设备多总线分支的束缚，可以同时完成多个嵌入式软件的在线重构、健康状态监控及版本管理，大幅提高了电子设备的维护效率，解决了环境不具备的情况下升级电子设备嵌入式软件费时费力的难题。
附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异构平台嵌入式软件在线重构方法，其特征在于，所述异构平台由综控设备、主控节点计算机及多个从节点计算机组成，主控节点计算机与从节点计算机之间通过内部总线通信，主控节点计算机与综控设备通过以太网通信，重构过程包括：步骤1、综控设备加载配置文件，将待重构的应用程序传输至主控节点计算机；步骤2、主控节点计算机接收到待重构的应用程序后，对内容进行校验，并按照总线协议填写目的标识与待重构的应用程序打包为数据包，并转发至主控节点计算机下层连接的从节点计算机；步骤3、从节点计算机接收到数据包后，解析数据包中目的标识进行数据转发或数据缓存，若接收到需当前节点重构的应用程序则返回应答消息，同时进行数据校验及存储；步骤4、综控设备收到应答消息无误后，下发重构指令，由主控节点计算机转发至相应从节点计算机，由计算机软件执行重构过程并返回重构状态；其中，目的标识记载有数据包传输时的路由路径。2.根据权利要求1所述的异构平台嵌入式软件在线重构方法，其特征在于，所述步骤1的子步骤包括：步骤1.1、综控设备根据异构平台的拓扑结构编辑配置文件，包括硬件配置文件和版本配置文件；步骤1.2、通过配置IP和端口号，扫描连接的计算机节点并加载配置文件，同时获取所有计算机节点的软件版本信息并显示；步骤1.3、选择需要重构的应用程序，下发至主节点计算机。3.根据权利要求2所述的异构平台嵌入式软件在线重构方法，其特征在于，所述步骤1中，硬件配置文件和版本配置文件均为XML格式文件，硬件配置文件包括每个节点计算机的数据路由信息和重构信息；版本配置文件根据系统实际版本管理进行编辑。4.根据权利要求2或3所述的异构平台嵌...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡晶，肖辉，叶永强，熊国刚，杨柳，马政伟，宋涛，汪相国，刘小勇，张一帆，孙辉，刘小双，袁爱龙，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：