平顯備份視頻凍結故障分析

王鵬 尚浩

摘 要：本文針對一起平顯備份視頻凍結故障，通過機理分析，確定了故障原因，并對由軟件設計引起的故障提出了改進措施和建議，提高機載系統的穩定性和可靠性。

關鍵詞：平顯;備份視頻;視頻凍結;互斥訪問

中圖分類號：V527 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）21-0018-02

0 引言

平顯是飛機的主顯示器，能夠為飛行員顯示載機飛行信息、導航信息、火控系統傳感器信息、目標信息等信息。平顯備份視頻作為平顯畫面的備份，能夠為后艙飛行員提供平顯畫面一樣的信息。

1 故障現象

某型機在外場試飛過程中平顯備份視頻凍結，故障清單報“DPM-VDM通訊故障”，飛行后經視頻回放、與飛行員溝通后確認故障現象：

（1）平顯備份視頻字符畫面與背景視頻同時凍結;

（2）平顯畫面和記錄視頻顯示正常;

（3）平顯報故：DPM與VDM通訊故障。

2 故障原因分析

2.1 工作原理概述

平顯備份視頻工作流程為：平顯電子組件內部記錄視頻與光柵顯示處理軟件（簡稱RDS軟件）接收控制管理通信軟件（簡稱CMS軟件）發送的畫面定義文件，通過共享內存將畫面數據轉發給備份顯示視頻處理軟件（簡稱VDS軟件），VDS軟件通過解析畫面數據繪制備份視頻的字符畫面，再根據指令判斷輸出字符畫面或字符疊加外景視頻畫面。如圖1所示。

2.2 故障定位

根據故障現象及備份視頻工作流程，建立故障樹如圖2所示。

2.2.1 VDM模塊故障

若VDM模塊硬件故障，導致VDS軟件無法正常工作，備份顯示視頻可能存在凍結。

因VDM模塊上存在VDS軟件和RDS軟件，若VDM模塊故障，RDS軟件也無法正常工作。通過現場回放記錄視頻可知，記錄視頻工作正常。因此排除VDM模塊故障。

2.2.2 M9子卡故障

M9子卡狀態異常會導致備份視頻凍結。VDM模塊存在兩個M9子卡，其中第二塊M9子卡負責備份視頻生成工作。通過軟件中增加M9子卡狀態記錄功能，在故障復現時查看記錄狀態確認M9子卡工作正常。因此排除M9子卡故障。

2.2.3 備份視頻電纜故障

若備份視頻電纜故障導致視頻無法傳輸到任務機，則下顯顯示的平顯備份視頻應為黑屏，實際故障現象為視頻畫面凍結。因此排除備份視頻電纜故障。

2.2.4 畫面定義文件異常

若RDS軟件通過UDP接口接收到的畫面定義文件異常，導致VDS軟件無法正常繪制畫面，備份視頻凍結。

畫面定義文件由CMS軟件生成后同時發送給RDS軟件和筆劃字符顯示軟件（簡稱SDS軟件），若畫面定義文件在CMS軟件生成時即出現異常，則平顯畫面也應出現異常。經檢查故障發生時平顯畫面顯示正常，說明畫面定義文件正常。因此排除畫面定義文件異常。

2.2.5 RDS軟件處理異常

RDS軟件處理異常指RDS軟件中高優先級任務陷入死循環，VDS軟件無法正常執行，導致備份視頻凍結。

經相關廠所人員檢查分析，兩個高優先級任務均未陷入死循環。因此排除RDS軟件處理異常。

2.2.6 VDS軟件處理異常

VDS軟件處理異常指VDS軟件運行異常，無法正常生成備份視頻畫面，導致備份視頻凍結。

經相關廠所人員檢查分析，當視頻采集中斷異常，無法觸發中斷時，VDS繪圖函數無法得到執行，會導致VDS軟件運行異常，備份視頻凍結。通過在軟件代碼中增加數據記錄功能，并讀取視頻凍結時記錄的數據，通過分析數據發現，不存在視頻采集中斷出現異常情況。因此，排除VDS軟件處理異常。

2.2.7 RDS-VDS接口數據異常

RDS軟件通過UDP接收到的畫面定義文件經處理后通過共享內存傳遞給VDS軟件，VDS軟件根據畫面數據進行備份視頻畫面繪制工作。RDS軟件和VDS軟件都在VDM模塊運行，RDS通過UDP接收畫面定義文件，經過處理后將畫面數據寫入共享內存中，VDS通過共享內存獲取畫面數據，并解析畫面數據繪制備份視頻畫面。

經過相關廠家的實驗分析數據發現，畫面數據被異常覆蓋的位置存在不確定性，在視頻凍結時，VDS解析的畫面數據中虛線長度數據被覆蓋為異常數據，導致繪制虛線函數長時間無法結束，VDS無法繼續執行后續操作，視頻無法正常生成，視頻畫面凍結，且由于當前任務長時間占用CPU資源，自檢測任務無法得到執行，自檢測結果無法上報CMS軟件，CMS軟件認為UDP通信故障，上報UDP通信故障。

因VDS任務優先級低，RDS中UDP數據接收任務優先級高，二者對共享內存數據未實現互斥訪問，當VDS在讀取畫面數據時，UDP數據接收任務會搶占CPU資源更新畫面數據，因此會導致畫面數據被異常覆蓋，接口數據異常，VDS軟件數據解析錯誤，導致VDS軟件處理異常，引發備份視頻凍結問題。

3 故障結論

通過上述故障分析可知，備份視頻凍結問題是因為RDS-VDS接口數據未互斥訪問，導致畫面數據異常，VDS軟件在使用異常數據解析繪制畫面時，繪制虛線指令因虛線長度數據異常陷入死循環，致使備份視頻凍結。同時也導致同優先級的周期故障檢測結果上報任務無法執行，引起CMS軟件上報DPM模塊與VDM模塊通訊故障。

4 結語

針對某型機平顯備份顯示視頻凍結故障，進行一定的分析研究，發現軟件的邏輯設計在機載系統中的重要性并建議相關廠所進行修改與驗證。

對飛機平顯系統的了解，掌握其故障的分析定位方法能有效地縮短維護周期，同時外場維修人員將系統存在的問題及時反饋，建議相關廠所作相應的改進措施，提升飛機系統的穩定性、可靠性。

參考文獻

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