民用航空环境监视系统在线故障排查方法与流程

1.本发明涉及一种民用航空环境监视系统在线故障排查方法，采用双master的i2c总线方案，既能保持正常工作情况下的i2c功能不受影响，又能做到随时在线接入i2c总线排查故障，并及时解决问题，开启预留寄存器，启用备用解决方案。


背景技术：

2.民用航空环境监视系统具备交通防撞，空管应答等功能，一旦离线，会导致飞机在空管二次雷达的显示中消失，也会让附近的飞机无法通过应答机发现，甚至会发生飞机相撞的风险。因此，民用航空环境监视系统的在线故障排查对于飞行安全尤其重要。
3.民用航空环境监视系统正常工作的健康管理功能是通过常规的i2c总线实现的，常规健康监测功能不依靠外部设备可以实时检查，但是不能对故障进行处理。


技术实现要素：

4.本发明的发明目的在于提供一种民用航空环境监视系统在线故障排查方法，采用双master的i2c总线方案，实现灵活接入第二个主设备在线故障排查，升级硬件简单，灵活性高成本低。
5.本发明的发明目的通过以下技术方案实现。
6.一种民用航空环境监视系统在线故障排查方法，所述民用航空交通监视系统包括第一主设备、第二主设备、若干个状态上报从设备和控制寄存从设备，采用i2c总线通信，配置如下：
7.其中，第一主设备、状态上报从设备和控制寄存从设备是固化到i2c总线网络中的不可以在线退出，状态上报从设备仅是上报健康状态，控制寄存从设备支持读写操作，第一主设备监控各上报状态从设备上报的健康状态；
8.当发生故障时，第二主设备通过对控制寄存从设备的读写操作对故障进行消除。
9.进一步，第二主设备还用于监控各上报状态从设备上报的健康状态，第一主设备和第二主设备采用不同工作频率，以及第一主设备的工作电平是5v至3.3v，第二主设备的工作电平是3.3v至0v，上报状态从设备和控制寄存从设备根据电平的数值判断出此时响应的主设备。
10.优选地，当发生故障或者需要外部接入切换工作模式的时候，第二主设备通过在线调试口接入i2c总线，在完成任务后，第二主设备通过拔出在线调试口退出i2c总线。
附图说明
11.图1为实施例所示的一种民用航空交通监视系统的i2c总线拓扑图。
12.图2为scl电平和频率的分配图。
具体实施方式
13.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
14.本实施例所示的一种民用航空交通监视系统在线故障排查方法中，参见图1所示，该民用航空交通监视系统包括第一主设备、第二主设备、若干个上报状态从设备和控制寄存从设备，采用i2c总线总线通信，配置如下。
15.其中，第一主设备、上报状态从设备和控制寄存从设备是固化到i2c总线网络中的不可以在线退出，第二主设备是可以实现随机在线接入和退出的。第二主设备的接入不影响第一主设备工作，退出总线并不影响原有总线设备正常运行。
16.控制寄存从设备支持第二主设备读写操作，第二主设备可以通过对控制寄存从设备的读写操作来排查并解决故障。
17.上报状态从设备仅是上报健康状态，每个上报状态从设备都会周期性汇报故障字，如果故障字中所有位数都为0则表示没有故障，每个位置代表一种故障，对于第一主设备、第二主设备来说是只读不可写的。各个上报状态从设备是独立运行的，在总线中地位相同。
18.当发生故障或者需要外部接入切换工作模式的时候，第二主设备通过在线调试口接入i2c总线，通过对控制寄存从设备的读写操作对一些故障进行消除，在完成排除故障任务后，第二主设备通过拔出在线调试口退出i2c总线。例如图1中的从设备3上报的故障字7的数据为00001000，第五个位置为1，表示第5路anric429接收故障。可以通过对控制寄存从设备中对应位置先写00001000再写00000000的操作来重置第5路anric429接收模块，再观测是否清除故障字。
19.第二主设备还可以监控各上报状态从设备状态。i2c串行总线有两根信号线，一根是双向的数据线sda，另一根是时钟线scl。所有接到i2c总线设备上的串行数据sda都接到总线的sda上，各设备的时钟线scl接到总线的scl上。其中scl只有主设备才可以控制。i2c总线中设备按照总线拓扑图完成物理连接后，对于总线中的sda数据总线已经明确了，而scl时钟缺存在竞争复用的问题，传统i2c总线中只有一个master，scl只有这一个主设备可以驱动，从设备没有资格驱动scl，在实施例设计的i2c总线中存在两个主设备，scl就必须复用才行，为了规避风险，本实施例设计了频分复用和脉冲调制两种方式确保复用无竞争风险。第一主设备的工作频率是400khz，而第二主设备的工作频率是100khz，两个主设备的时钟频率不同，不会互相干扰。第一主设备的工作电平是5v至3.3v，第二主设备的工作电平是3.3v至0v，上报状态从设备和控制寄存从设备可以根据电平的数值判断出此时响应的主设备编号。详细设计详见图2所示。
20.本实施例采用双master的i2c总线方案，从硬件上不改变原来的总线结构，在老系统升级方面优势明显，调试接口占用也很少，i2c总线只需要占用2个pin脚，无论是原来接口预留还是重新分配新的接口都非常方便。从功耗方面双master的i2c总线采用5v和3.3v两种电压，都是低功耗模式，新的调试接口不会影响原有硬件的总体功耗，升级在线故障排查不用考虑额外的功耗影响。很小的成本投入就能带来很强大的故障在线排查能力提升，保障飞行安全，市场前景可期。
21.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保
护范围。


技术特征：
1.一种民用航空环境监视系统在线故障排查方法，所述民用航空交通监视系统包括第一主设备、第二主设备、若干个状态上报从设备和控制寄存从设备，采用i2c总线通信，其特征在于配置如下：其中，第一主设备、状态上报从设备和控制寄存从设备固化到i2c总线网络中，状态上报从设备仅是上报健康状态，控制寄存从设备支持读写操作，第一主设备监控各上报状态从设备上报的健康状态；当发生故障时，第二主设备通过对控制寄存从设备的读写操作对故障进行消除。2.根据权利要求1所述的一种民用航空环境监视系统在线故障排查方法，其特征在于第二主设备还用于监控各上报状态从设备上报的健康状态，第一主设备和第二主设备采用不同工作频率，以及第一主设备的工作电平是5v至3.3v，第二主设备的工作电平是3.3v至0v，上报状态从设备和控制寄存从设备根据电平的数值判断出此时响应的主设备。3.根据权利要求1所述的一种民用航空环境监视系统在线故障排查方法，其特征在于当发生故障或者需要外部接入切换工作模式的时候，第二主设备通过在线调试口接入i2c总线，在完成任务后，第二主设备通过拔出在线调试口退出i2c总线。

技术总结
本发明公开了一种民用航空环境监视系统在线故障排查方法，所述民用航空交通监视系统包括第一主设备、第二主设备、若干个状态上报从设备和控制寄存从设备，采用I2C总线通信，配置如下：其中，第一主设备、状态上报从设备和控制寄存从设备是固化到I2C总线网络中，状态上报从设备仅是上报健康状态，控制寄存从设备支持读写操作，第一主设备监控各上报状态从设备上报的健康状态；当发生故障时，第二主设备通过对控制寄存从设备的读写操作对故障进行消除。本发明采用双主设备的I2C总线方案，既能保持正常工作情况下的I2C功能不受影响，又能做到随时在线接入I2C总线排查故障，并及时解决问题，开启预留寄存器，启用备用解决方案。启用备用解决方案。启用备用解决方案。


技术研发人员：穆铁钢 徐丁海 付强 吴鑫炜 马福亮
受保护的技术使用者：中航空管系统装备有限公司
技术研发日：2021.10.13
技术公布日：2022/1/28