RU2610681C1 - Method for saving information in fault recorders - Google Patents
Method for saving information in fault recorders Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610681C1 RU2610681C1 RU2016105323A RU2016105323A RU2610681C1 RU 2610681 C1 RU2610681 C1 RU 2610681C1 RU 2016105323 A RU2016105323 A RU 2016105323A RU 2016105323 A RU2016105323 A RU 2016105323A RU 2610681 C1 RU2610681 C1 RU 2610681C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- data
- flash memory
- recorded
- drive
- recording
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
- B64D2045/0065—Black boxes, devices automatically broadcasting distress signals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
- G06F13/382—Information transfer, e.g. on bus using universal interface adapter
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/40—Data acquisition and logging
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B2020/1087—Digital recording or reproducing wherein a selection is made among at least two alternative ways of processing
- G11B2020/10879—Digital recording or reproducing wherein a selection is made among at least two alternative ways of processing the kind of record carrier being the selection criterion
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
Landscapes
- Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
- Recording Measured Values (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области бортовых аварийных регистраторов данных, применяемых на транспортных средствах (автомобилях, поездах, судах, летательных аппаратах). Система сбора и регистрации полетной информации относится к информационно-измерительной технике и может быть использована для сбора и регистрации полетных данных, сохранения этой информации в случае летных происшествий.The invention relates to the field of on-board emergency data recorders used on vehicles (cars, trains, ships, aircraft). The flight information collection and registration system relates to information-measuring equipment and can be used to collect and record flight data, and to save this information in case of flight accidents.
Современный бортовой регистратор данных представляет собой электронную вычислительную систему, выполняющую сбор информации от различных источников (датчиков, микрофонов, видеокамер и др.) и запись ее в накопитель информации. Под накопителем информации понимается подсистема регистратора, обеспечивающая сохранение заданного объема информации в течение заданного времени (объем информации и время хранения определяются условиями эксплуатации транспортного средства, потребностями служб, использующих информацию, и другими факторами).A modern on-board data logger is an electronic computer system that collects information from various sources (sensors, microphones, video cameras, etc.) and writes it to the information storage device. Information storage is understood as a registrar subsystem that ensures the preservation of a given amount of information for a given time (the amount of information and storage time are determined by the operating conditions of the vehicle, the needs of services that use the information, and other factors).
Так известна система регистрации данных, которая содержит малогабаритный бортовой регистратор (МБР), состоящий из модулей: модуля сбора и преобразования, выполненного на базе микросхем коммутаторов, аналого-цифровых преобразователей и микропроцессоров, модуля контроля, который, в частности, может быть построен на базе микропроцессорных наборов, цифроаналоговых преобразователей в качестве источников аналоговых тестовых сигналов и формирователей разовых тестовых сигналов, модуля обработки звуковой информации, который может быть построен на базе специализированных микросхем кодеков и микропроцессора со встроенным специальным программным обеспечением для обработки звуковой информации, защищенного накопителя, выполненного на базе микросхем энергонезависимой памяти, модуля суммарной наработки. Модуль суммарной наработки представляет собой набор микросхем с энергонезависимой памятью, в которую производится запись средней наработки и средней наработки на отказ в полете для подтверждения показателей надежности и контроля выработки ресурса блока, кроме того, модуль суммарной наработки может записывать как суммарную наработку двигателя, так и наработку двигателя на различных режимах работы. Информация (данные), поступающая от датчиков и систем контролируемого объекта на информационные входы МБР, преобразуется в цифровую форму в модуле сбора и преобразования и через модуль контроля преобразуется к виду, требуемому для записи в защищенный накопитель (RU 2454713, G06F 17/40, опубл. 27.06.2012).Thus, a data recording system is known that contains a small-sized on-board recorder (ICBM), consisting of modules: a collection and conversion module based on switch microcircuits, analog-to-digital converters and microprocessors, a control module, which, in particular, can be built on the basis of microprocessor sets, digital-to-analog converters as sources of analog test signals and shapers of one-time test signals, a module for processing audio information, which can be constructed On the basis of specialized microchips of codecs and a microprocessor with built-in special software for processing audio information, a protected drive made on the basis of non-volatile memory microcircuits, and a total operating time module. The accumulated operating time module is a chipset with non-volatile memory, in which the average operating time and the mean time between failures in flight are recorded to confirm reliability indicators and control the life of the unit, in addition, the total operating time module can record both the total operating time of the engine and the operating time engine in various modes of operation. Information (data) coming from sensors and systems of the controlled object to the information inputs of ICBMs is converted to digital form in the acquisition and conversion module and, through the control module, converted to the form required for writing to a protected drive (RU 2454713, G06F 17/40, publ. . June 27, 2012).
В известном решении в каждом цикле записи проводится контроль правильности записи информации путем считывания и передачи ее по внутренней шине с накопителя на вход модуля контроля для сравнения. При обнаружении ошибок производится несколько повторных циклов записи/чтения. В случае, если запись осуществляется с ошибкой, принимается решение о дефекте элемента памяти и запись производится в соседний элемент памяти. Номер дефектного элемента записывается в специально отведенную часть служебной области памяти накопителя, регистрируемая информация (данные) записывается только в исправные элементы памяти. Кроме того, если число дефектных элементов превысит допустимый уровень, в модуле контроля формируется сигнал отказа, который передается с выхода МБР для предъявления оператору через систему отображения информации или индикатор исправности. Одновременно с записью информационных кадров в накопителе в модуль контроля 3 поступают считанные из служебной области памяти накопителя градуировочные характеристики датчиков и эксплуатационные ограничения. Эта информация обрабатывается с целью выявления выходов режимов управления объектом за допустимые пределы. При обнаружении таких ситуаций формируются сигналы для последующей регистрации в памяти защищенного накопителя и одновременно эти сигналы с выхода МБР поступают на вход системы отображения информации или индикатор на приборной доске для предупреждения летчика о выходе режима управления объекта за допустимые пределы. При этом информация, поступающая от отдельных звуковых каналов, пишется в отдельные зоны информационной области памяти, специально выделенные для этого.In the known solution, in each recording cycle, the correctness of recording information is checked by reading and transmitting it via the internal bus from the drive to the input of the control module for comparison. When errors are detected, several repeated write / read cycles are performed. In the event that the recording is carried out with an error, a decision is made about the defect of the memory element and the recording is made to the neighboring memory element. The number of the defective element is recorded in a specially allocated part of the service area of the drive’s memory, the recorded information (data) is recorded only in serviceable memory elements. In addition, if the number of defective elements exceeds the permissible level, a failure signal is generated in the control module, which is transmitted from the ICBM output for presentation to the operator through the information display system or the health indicator. Simultaneously with the recording of information frames in the drive, the calibration module read from the service area of the drive’s memory receives sensor calibration characteristics and operational limitations. This information is processed in order to identify the outputs of the object control modes beyond the permissible limits. When such situations are detected, signals are generated for subsequent registration in the memory of the protected drive and at the same time these signals from the ICBM output go to the input of the information display system or an indicator on the dashboard to warn the pilot about the object's control mode overstepping limits. At the same time, information coming from individual audio channels is written to separate zones of the information area of the memory, specially allocated for this.
При работе с дополнительным накопителем со съемной кассетой, в котором осуществляется запись на съемную кассету с энергонезависимой памятью, в памяти съемной кассеты создается точная копия содержимого модуля памяти, причем вся область памяти съемной кассеты, выделенная для записи, подразделяется на отдельные зоны по аналогии с памятью защищенного накопителя.When working with an additional drive with a removable cartridge, in which recording is made on a removable cartridge with non-volatile memory, an exact copy of the contents of the memory module is created in the memory of the removable cartridge, and the entire memory area of the removable cartridge allocated for recording is divided into separate zones by analogy with the memory protected drive.
В этот модуль памяти съемной кассеты записывается суммарная наработка блока МБР при включении питания блока, суммарная наработка в полете - по наличию разовых команды включения двигателя, обжатия шасси или других признаков полетного режима, суммарная наработка двигателя и наработка двигателя на различных режимах работы записывается по информации с датчика оборотов ротора двигателя и датчика температуры двигателя. Все превышения допустимых режимов эксплуатации двигателя хранятся в энергонезависимой памяти и при наземной обработке принимается решение о дальнейшей эксплуатации или отправке двигателя на ремонт, что влияет на безопасность полета. Информация, записанная в энергонезависимую память модуля суммарной наработки блока МБР, позволила контролировать выработку ресурса блока для его своевременной замены, используется также для подтверждения показателей надежности (наработка в полете), суммарная наработка двигателя и наработка на различных режимах работы позволила своевременно проводить капитальный ремонт двигателя. Наличие двунаправленной связи между МБР и блоком съема информации со съемной кассетой позволяет контролировать правильность принимаемой информации.The total operating time of the ICBM unit when the power is turned on is recorded in this memory module of the removable cartridge, the total operating time in flight - by the presence of one-time commands to turn on the engine, squeeze the landing gear or other signs of flight mode, the total operating time of the engine and the operating time of the engine in various operating modes are recorded according to engine speed sensor and engine temperature sensor. All excesses of the permissible operating modes of the engine are stored in non-volatile memory and during ground handling a decision is made on further operation or sending the engine for repair, which affects flight safety. The information recorded in the non-volatile memory of the module of the total operating time of the ICBM block made it possible to control the life of the block for its timely replacement, it is also used to confirm reliability indicators (operating time in flight), the total operating time of the engine and the operating time in various operating modes made it possible to carry out engine overhauls in a timely manner. The presence of bi-directional communication between the ICBM and the information retrieval unit with the removable cartridge allows you to control the accuracy of the received information.
Как видно, в известном решении в качестве энергонезависимой памяти используется кассета, то есть запись данных осуществляется на магнитных (магнитная лента или металлическая проволока) носителях. Однако известны недостатки таких носителей - малый срок службы, разрушение информации, влияние магнитных полей и т.д. В современных регистраторах в качестве носителей информации, как правило, используются устройства на основе флеш-памяти.As you can see, in the known solution, a cartridge is used as non-volatile memory, that is, data is recorded on magnetic (magnetic tape or metal wire) media. However, the disadvantages of such carriers are known - short service life, destruction of information, the influence of magnetic fields, etc. In modern registrars, flash memory devices are usually used as information carriers.
Так известен видеографический регистратор SM1000 компании ABB (Техническое описание SS/SM1000-RU Редакция 19) компании ABB Inc. (12.2013 г.), для регистрации и хранения данных, обеспечивающий 12 каналов записи и до 12 универсальных аналоговых выходов, которые можно просматривать в самых различных форматах отображения: график, гистограмма, цифровой индикатор и сводка процесса. Обеспечиваются журналы исторических данных для записи предупредительных сигналов, событий оператора и системы и значений счетчика. В регистраторе SM1000 имеется встроенная флэш-память для безопасного хранения данных технологического процесса. Данные технологического процесса также могут протоколироваться на карте Compact Flash и затем переписываться в ПК для хранения и анализа.The ABB video recorder SM1000 (Technical Description SS / SM1000-EN Edition 19) of ABB Inc. is well known. (12.2013), for recording and storing data, providing 12 recording channels and up to 12 universal analog outputs, which can be viewed in a variety of display formats: graph, bar graph, digital indicator and process summary. Historical data logs are provided to record alarms, operator and system events, and meter values. The SM1000 has a built-in flash memory for secure storage of process data. Process data can also be recorded on a Compact Flash card and then transferred to a PC for storage and analysis.
Использование технологии флэш-памяти позволяет регистратору SM1000 обходиться без батарей, чтобы сохранить имеющиеся данные при отказе сетевого питания. Во внутренней памяти данные хранятся небольшими блоками со своими контрольными суммами для обеспечения их надежности. Внутренняя флэш-память предназначена для буферизации данных процесса. После заполнения памяти происходит возврат к ее началу и запись выполняется поверх самых старых данных, обеспечивая наличие самых последних данных процесса. Для архивации могут использоваться карты памяти Compact Flash. Эти карты на полупроводниковой основе обеспечивают бессбойную работу регистратора SM1000 при температуре окружающей среды до 50°C (122°F), в то время как традиционные электромеханические приводы на дискетах могут работать только при температурах не выше 40°C (104°F). Каждая запись в архивное запоминающее устройство проверяется на достоверность данных. Данные процесса могут архивироваться на съемный носитель информации в одном из двух настраиваемых форматов: разделяемые запятой переменные (CSV) или двоичное кодирование. Кроме аналоговых/цифровых каналов записи на съемном носителе также могут архивироваться журналы алармов, счетчика (если установлен) и контрольные журналы. Всегда обеспечивается безопасность всех данных процесса, записываемых на карту памяти. Файлы, записываемые в формате CSV, сопровождаются зашифрованной цифровой подписью, а безопасность записи файлов двоичного формата обеспечивается кодированием со встроенными проверками достоверности. Оба формата хранения данных соответствуют стандарту FDA 21 CFR Часть П. В стандартной поставке предусмотрена запираемая дверца для отсека носителя информации, предотвращающая несанкционированный доступ к съемному носителю.Using flash memory technology allows the SM1000 to do without batteries in order to preserve available data in the event of a power failure. In the internal memory, data is stored in small blocks with their checksums to ensure their reliability. Internal flash memory is used to buffer process data. After filling the memory, it returns to its beginning and recording is performed on top of the oldest data, ensuring the availability of the latest process data. Compact Flash cards can be used for archiving. These semiconductor cards provide trouble-free operation of the SM1000 recorder at ambient temperatures up to 50 ° C (122 ° F), while traditional electromechanical floppy drives can only operate at temperatures not exceeding 40 ° C (104 ° F). Each entry in the archive storage device is checked for data reliability. Process data can be archived to a removable storage medium in one of two custom formats: comma-separated variables (CSV) or binary encoding. In addition to analog / digital recording channels, removable media can also archive alarm, counter (if installed), and audit logs. The safety of all process data recorded on the memory card is always ensured. Files recorded in CSV format are accompanied by an encrypted digital signature, and the security of writing binary files is ensured by encoding with built-in validation checks. Both storage formats comply with FDA 21 CFR Part P. The standard delivery includes a lockable door for the media compartment, which prevents unauthorized access to removable media.
Любая флеш-память, будь то USB накопитель, или ММС для телефона, или CF для фотоаппарата, или какая другая, строится по одному принципу и всегда состоит из 2 основных узлов: контроллера и микросхемы накопителя данных. Контроллер выполняет функцию согласования интерфейсов, управление размещением данных дефект-менеджментом. Есть некоторые типы флеш-памяти, которые не имеют контроллера, а лишь несут в себе «голый» чип памяти.Any flash memory, whether it is a USB drive, or MMS for a phone, or CF for a camera, or some other, is built on the same principle and always consists of 2 main nodes: a controller and a data storage chip. The controller performs the function of matching interfaces, managing the placement of data by defect management. There are some types of flash memory that do not have a controller, but only carry a “bare” memory chip.
Независимо из скольких микросхем состоит флеш-память, главной микросхемой в любом накопителе является NAND-чип, хранящий данные. Все эти микросхемы сделаны по технологии NAND, что расшифровывается как Not-AND, по-русски НЕ И. Это метод и структура ячейки, хранящей минимальную единицу информации. Наиболее используемой частью любого накопителя является его начало - это как дно сосуда, если наливаешь в него воду, дно всегда будет укрыто водой. Но до краев сосуд наполняется редко. Так и с накопителями начало всегда в использовании, конец почти всегда пустой. Идея технологии Wear Leveling заключается в том, чтобы создать при каждом изменении данных пользовательской области данных физически в микросхему памяти записывать данные в разные ячейки памяти. И все ячейки памяти микросхемы включить в общую ротацию. Это значит, что независимо от того, сколько мы храним данных на накопителе, при каждом изменении данных будут использоваться новые ячейки памяти, благодаря чему общий ресурс работы устройства возрастет в десятки раз. Плюс этого алгоритма в том, что он добавляет накопителю инерционность после модификации пользовательских данных, контроллер должен сохранить свои таблицы и микропрограммы в ту же микросхему памяти. И если по причине внезапного отключения питания или сбоя контроллера он этого не сделает, возникнет несоответствие микропрограмм и пользовательских данных, записанных в память. При следующем включении такой накопитель уже не заработает, контроллер не смог найти правильные микропрограммы и собрать свой виртуальный «транслятор». Все, флешка в ОС определяется как 0 размера либо обращение к любому ее сектору вызывает ошибку. В данной ситуации пользовательские данные все еще есть в микросхеме.Regardless of how many chips the flash memory consists of, the main chip in any drive is a NAND chip that stores data. All these microcircuits are made using NAND technology, which stands for Not-AND, in Russian, NOT I. This is the method and structure of the cell that stores the minimum unit of information. The most used part of any drive is its beginning - it’s like the bottom of a vessel, if you pour water into it, the bottom will always be covered with water. But the vessel is rarely filled to the brim. So with drives, the beginning is always in use, the end is almost always empty. The idea of Wear Leveling technology is to create data each time the user data area is physically written to different memory cells in a memory chip. And all the memory cells of the microcircuit are included in the general rotation. This means that no matter how much data we store on the drive, each time the data is changed, new memory cells will be used, due to which the total life of the device will increase by tens of times. The advantage of this algorithm is that it adds inertia to the drive after modifying user data, the controller must save its tables and firmware in the same memory chip. And if, due to a sudden power outage or controller failure, he does not do this, there will be a mismatch between the firmware and user data recorded in memory. The next time you turn on such a drive will no longer work, the controller could not find the correct firmware and assemble its own virtual “translator”. That's it, a flash drive in the OS is defined as size 0 or a call to any of its sectors causes an error. In this situation, user data is still in the chip.
Накопитель аварийного регистратора должен обеспечивать сохранность записанной в нем информации как в рабочих условиях эксплуатации, так и в случае аварии транспортного средства. При аварии возможно возникновение таких факторов, как ударное торможение, сдавливание, высокая температура и пламя, высокое электрическое напряжение (при случайном соединении со сторонними электрическими цепями), агрессивные среды (вода, рабочие жидкости гидроприводов, огнетушащие смеси). Чтобы предотвратить повреждение носителей информации, накопитель встраивают в защитную капсулу, составленную из нескольких защитных оболочек. Помещать в защитную капсулу остальные части вычислительной системы регистратора нецелесообразно, поскольку пришлось бы значительно увеличить размеры и массу капсулы; эти части обычно находятся в отдельном блоке, не имеющем защиты от аварийных воздействий. Из данной особенности конструкции вытекает, что в случае аварии возможна внезапная потеря связи (электрической и информационной) между накопителем и основной частью вычислительной системы вследствие повреждения последней.The drive of the emergency recorder must ensure the safety of the information recorded in it both in the operating operating conditions and in the event of a vehicle accident. In an accident, factors such as shock braking, squeezing, high temperature and flame, high electrical voltage (if accidentally connected to external electrical circuits), aggressive media (water, hydraulic fluids, fire extinguishing mixtures) may occur. To prevent damage to storage media, the drive is embedded in a protective capsule composed of several protective shells. It is impractical to place the remaining parts of the computer system of the recorder into the protective capsule, since the size and weight of the capsule would have to be significantly increased; these parts are usually located in a separate unit that does not have protection against accidental impacts. From this design feature it follows that in the event of an accident, a sudden loss of communication (electrical and information) between the drive and the main part of the computing system due to damage to the latter is possible.
При использовании в регистраторах современных операционных систем и накопителей на основе флеш-памяти внезапная потеря связи с накопителем может приводить к нарушениям структуры данных накопителя, в частности к потере целостности служебных данных файловой системы. Следствием такого нарушения в худшем случае может быть невозможность извлечения из накопителя какой бы то ни было полезной информации (в том числе и той, которая была записана задолго до потери связи). Указанная проблема обусловлена следующими особенностями процесса записи данных в накопитель. Данные записываются в файлы накопителя отдельными порциями (блоками). Допустим, перед началом записи очередного блока данные накопителя целостны; если бы в этот момент накопитель был отключен от регистратора, можно было бы извлечь всю содержащуюся в нем информацию. Получив от прикладной программы команду на запись блока данных, операционная система начинает выполнять ряд манипуляций с данными накопителя: освобождает место под новый блок данных, записывает этот блок, выполняет несколько изменений служебных данных. По завершении этих манипуляций данные накопителя снова целостны, и из него можно извлечь всю записанную информацию, включая новый блок. Но во время манипуляций по записи блока существуют моменты, когда данные накопителя не являются целостными: часть данных уже изменена, а другая часть - еще нет, из-за чего эти части не согласованы друг с другом. При штатной работе вычислительной системы указанная особенность не вызывает никаких трудностей, поскольку все начатые операции записи блоков доводятся до конца. Однако, в случае внезапной потери связи, накопитель может остаться в состоянии, при котором служебные данные файловой системы не согласованы друг с другом, т.е. нарушена их целостность, в результате чего вся содержащаяся в накопителе полезная информация может оказаться недоступной. Вероятность данной ситуации невелика, поскольку продолжительность каждой операции записи обычно мала по сравнению с интервалами между операциями записи, а также потому, что даже из накопителя с нарушенной целостностью служебных данных часто удается извлечь информацию. Тем не менее, поскольку информация, записываемая аварийными регистраторами, может иметь очень высокую ценность, нельзя игнорировать возможность ее потери по указанной причине.When using modern operating systems and flash drives in recorders, sudden loss of connection with the drive can lead to disruptions in the drive's data structure, in particular, to the loss of integrity of the file system service data. In the worst case, the result of such violation may be the inability to extract from the drive any useful information (including the one that was recorded long before the loss of communication). This problem is caused by the following features of the process of writing data to the drive. Data is written to drive files in separate portions (blocks). Suppose, before starting to write another block, the drive data is complete; if at this moment the drive were disconnected from the registrar, it would be possible to extract all the information contained in it. Having received a command from the application program to write a data block, the operating system begins to perform a number of manipulations with the drive data: it frees up space for a new data block, writes this block, and makes several changes to the service data. Upon completion of these manipulations, the drive data is again integral, and all recorded information, including the new block, can be extracted from it. But during manipulations on writing a block, there are times when the drive data is not complete: part of the data has already been changed, and the other part is not yet, which is why these parts are not consistent with each other. With the regular operation of the computing system, this feature does not cause any difficulties, since all the started operations of writing blocks are brought to the end. However, in the event of a sudden loss of communication, the drive may remain in a state in which the service data of the file system is not consistent with each other, i.e. their integrity is violated, as a result of which all the useful information contained in the drive may not be available. The probability of this situation is small, since the duration of each write operation is usually small in comparison with the intervals between write operations, and also because even from a drive with a compromised integrity of service data it is often possible to extract information. Nevertheless, since the information recorded by emergency recorders can be of very high value, one cannot ignore the possibility of its loss for this reason.
Сегодня для решения данной проблемы - не сохранение данных при внезапной потере питания, решается применением бортового регистратора, содержащего в корпусе электронный интерфейс, присоединенный для приема данных, блок памяти, электрически присоединенный к электронному интерфейсу для сохранения данных, и резервный источник питания, физически и съемным образом расположенный снаружи корпуса, резервный источник питания имеет электрический разъем, присоединенный к ответному электрическому разъему корпуса для обеспечения рабочего напряжения на электронный интерфейс и блок памяти, при этом физические размеры резервного источника питания и электрического разъема помещаются в пределах конструктива, который является предопределенным для корпуса применяемым стандартом, блок памяти включает в себя устройство энергонезависимой памяти и дополнительно включает в себя аккумуляторную батарею, расположенную в резервном источнике питания (RU 156448, B64D 45/00, опубл. 10.11.2015).Today, to solve this problem - not saving data in the event of a sudden loss of power, is solved by using an on-board recorder containing in the case an electronic interface connected to receive data, a memory unit electrically connected to the electronic interface to save data, and a redundant power supply, physically and removable located outside the housing, the redundant power supply has an electrical connector connected to the response electrical connector of the housing to provide operating voltage data on the electronic interface and the memory unit, while the physical dimensions of the backup power source and the electrical connector are placed within the construct, which is the standard that is predetermined by the housing, the memory unit includes a non-volatile memory device and additionally includes a battery located in the backup power source (RU 156448, B64D 45/00, publ. 10.11.2015).
Однако данное решение не нашло применения из-за проблем, обуславливающих нарушение питания и несрабатывание резервного источника питания в период до начала выключения основного источника питания.However, this solution did not find application because of the problems causing a power failure and the failure of the backup power source in the period before the main power source shuts down.
Таким образом, проблема сохранения данных остается в разряде востребованных к разрешению, так как процесс сохранения данных однозначно определен выработанным алгоритмом, который до сих пор сохраняется как единый для всех компьютеризированных устройств и единственный механизм, а потеря питания - это только одна из причин, по которой запись данных может быть не сохранена.Thus, the problem of data storage remains in the category of demand for resolution, since the process of data storage is uniquely determined by the developed algorithm, which is still preserved as a single for all computerized devices and the only mechanism, and power loss is only one of the reasons why The data record may not be saved.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационной надежности за счет обеспечения сохранения максимально возможных по объему записанных в памяти данных в случае потери работоспособности бортового аварийного регистратора данных и обеспечения возможности прочтения сохраненных данных.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing operational reliability by ensuring the preservation of the maximum possible data recorded in the memory in case of loss of operation of the on-board emergency data logger and providing the ability to read the stored data.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе сохранения информации в аварийных регистраторах, заключающемся в осуществлении записи цифровых данных, соответствующих по крайне мере одному параметру по крайней мере одного текущего физического процесса, в накопитель, выполненный на основе одной флеш-памяти, и в последующем выполнении операции по сохранению записанных в файл цифровых данных в этой флеш-памяти, в накопителе используют по крайней мере одну дополнительную флеш-память с USB-подключением, совпадающую по параметрам с первой упомянутой флеш-памятью, также выполненной с USB-подключением, запись производят блоками цифровых данных, при этом каждый блок цифровых данных, подлежащий записи, записывают сначала в одну, а потом этот блок цифровых данных записывают в дополнительную флеш-память, причем запись в любую из флеш-памяти производят после завершения записи и сохранения ее в другой флеш-памяти.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of storing information in emergency recorders, which consists in recording digital data corresponding to at least one parameter of at least one current physical process, to a drive made on the basis of one flash memory, and subsequently performing the operation of storing the digital data recorded in the file in this flash memory, the drive uses at least one additional flash memory with a USB connection that matches the parameter frames with the first mentioned flash memory, also made with a USB connection, the recording is performed by digital data blocks, each digital data block to be recorded is recorded first in one, and then this digital data block is recorded in an additional flash memory, recording in any of the flash memory is performed after the recording is completed and stored in another flash memory.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are significant and are interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.The present invention is illustrated by a specific example of execution, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result.
На фиг. 1 - блок-схема накопителя для аварийного регистратора;In FIG. 1 is a block diagram of a drive for an emergency recorder;
фиг. 2 - интерфейс вывода графических картинок по изменению параметров процесса при использовании способа сохранения цифровых данных в двух флеш-памяти.FIG. 2 - an interface for outputting graphic images for changing process parameters when using the method of storing digital data in two flash memory.
Согласно настоящего изобретения рассматривается новый способ записи и сохранения информации в аварийных регистраторах.According to the present invention, a new method for recording and storing information in emergency recorders is contemplated.
Предлагаемое изобретение позволяет преодолеть проблему сохранения данных на накопителе 1, соответствующим параметрам какого-либо технического процесса, в случае аварийной потери питания или в результате иных технических проблем, когда прекращается работа аварийного регистратора 2. Это решается тем, что накопитель 1 данных для аварийного регистратора 2 (детальная конструкция самого регистратора не рассматривается, так как не является объектом настоящей заявки, может использоваться регистратор любой известной конструкции, имеющий возможность подсоединения флеш-памяти через USB порт 3) предлагаемой конструкции состоит из двух одинаковых флеш-памяти 4 и 5 (микросхем памяти), выполненных каждая с подключением каждой через USB порт 3.The present invention overcomes the problem of storing data on the drive 1 corresponding to the parameters of any technical process in the event of an emergency power loss or as a result of other technical problems when the
Особенностью данного изобретения является то, что поток постоянно поступающих данных с датчиков, регистрирующих параметры физического процесса, в операционной системе 6 регистратора преобразуется в блоки данных, в каждый блок входит часть данных общего потока. Все блоки данных выстроены последовательно.A feature of this invention is that the flow of constantly incoming data from sensors recording parameters of a physical process in the
Каждый блок данных, преобразованных из аналоговых сигналов в цифровые, следующих один за другим во времени, и подлежащий сохранению в накопителе 1 в виде файла, записывается сначала в одну флеш-память накопителя, а потом в другую флеш-память этого же накопителя. Операции записи в накопители никогда не перекрываются во времени: операция записи в любою флеш-память накопителя начинается только при условии, что в данный момент не идет операция записи в другую флеш-память.Each block of data converted from analog to digital signals, one after the other in time, and to be stored in drive 1 as a file, is written first to one flash memory of the drive, and then to another flash memory of the same drive. Write operations to drives never overlap in time: the write operation to any flash memory of the drive begins only if there is currently no write operation to another flash memory.
Таким образом, исключаются интервалы времени, когда нарушена целостность данных обоих флеш-памяти или накопителя сразу. В случае аварийной потери связи между накопителем 1 и остальными частями вычислительной системы 7 регистратора 2, хотя бы из одной флеш-памяти можно будет извлечь всю информацию, записанную до момента аварии.Thus, time intervals are excluded when the integrity of the data of both flash memory or storage device is immediately violated. In the event of an emergency loss of communication between drive 1 and the rest of the
Для решения задачи очередности записи и сохранения блоков цифровых данных в обеих флеш-памяти может использоваться операционный аппарат процессора (вычислительной системы 7) самого регистратора 2. Это касается варианта, когда процессор самого регистратора может программно реализовать функцию поочередной передачи по двум каналам блоков, подлежащих записи и сохранению цифровых данных в две флеш-памяти.To solve the task of recording and storing digital data blocks in both flash memory, the operating unit of the processor (computing system 7) of the
Также может использоваться контроллер 8 с функцией направления потока цифровых данных в одну флеш-память, отсчета времени на запись данных в этой флеш-памяти, выдачи сигнала на сохранение записанных данных в файл, запрете копирования данных во второй флеш-памяти, выдачи сигнала на разрешение копирования блока цифровых данных во второй флеш-памяти при получении сигнала о сохранении файла в первой флеш-памяти и т.д. по циклу (фиг. 1).A
Также может рассматриваться вариант с накоплением каждого блока данных в буферном блоке и с применением контроллера или коммутатора с управлением от отдельного микропроцессора, выдающего управляющие сигналы в накопитель по перечисленным шагам алгоритма поочередной записи и сохранения цифровых данных блоками.It may also be considered the option of accumulating each data block in the buffer block and using a controller or switch controlled by a separate microprocessor that issues control signals to the drive according to the above steps of the algorithm for writing and saving digital data in blocks.
Вопрос выбора конкретной схемы, обеспечивающей поочередное включение на запись то одну, то другую флеш-память, может быть рассмотрен только применительно к конкретному аварийному регистратору.The question of choosing a specific circuit that provides alternate inclusion on the record of one or the other flash memory can only be considered in relation to a specific emergency recorder.
Любая флеш-память состоит из контроллера 9 и микросхемы 10 накопителя данных. Контроллер выполняет функцию согласования интерфейсов, управление размещением данных дефект-менеджментом. Есть некоторые типы флеш-памяти, которые не имеют контроллера, а лишь несут в себе «голый» чип памяти. Для таких типов флеш-памяти должен использоваться контроллер 6 с дополнительной функцией согласования интерфейсов и управления размещением данных.Any flash memory consists of a
В связи с этим, был разработан и опробирован новый в тестовом режиме, а потом в режиме опытной эксплуатации способ записи и сохранения информации в аварийных регистраторах, согласно которого осуществляют запись цифровых данных, соответствующих по крайне мере одному параметру по крайней мере одного текущего физического процесса, в накопитель 1, выполненный на основе двух совпадающих по параметрам флеш-памяти, и в последующем выполнении операции по сохранению записанных в файл данных в этих флеш-памяти. Запись производят блоками цифровых данных. При этом один блок цифровых данных, подлежащий записи, записывают сначала в одну, а потом этот же блок данных записывают во вторую флеш-память, причем запись в любую из флеш-памяти производят после завершения записи и сохранения ее в другой флеш-памяти.In this regard, a new one was developed and tested in test mode, and then in trial operation, a method of recording and storing information in emergency recorders, according to which digital data is recorded that correspond to at least one parameter of at least one current physical process, in the drive 1, made on the basis of two matching flash memory parameters, and in the subsequent operation to save the data recorded in the file in these flash memory. Record is made by blocks of digital data. In this case, one block of digital data to be recorded is recorded first in one, and then the same data block is recorded in the second flash memory, and recording in any of the flash memory is performed after recording is completed and stored in another flash memory.
Рассмотренный пример построен на использовании двух флеш-памяти, но ничто не исключает применение трех и более флеш-памяти в том режиме, который описан в новом способе.The considered example is based on the use of two flash memory, but nothing excludes the use of three or more flash memory in the mode described in the new method.
Как было отмечено, для такого накопителя (состоящего из двух флеш-памяти) вероятность потери информации вследствие нарушения целостности служебных данных мала, поэтому, в случае аварийной потери связи, велика вероятность того, что информация может быть извлечена из обоих накопителей. С другой стороны, информация может быть потеряна и вследствие обычного отказа флеш-памяти накопителя, не связанного с потерей связи. Поскольку предлагаемый накопитель является сдвоенным, вероятность потери информации вследствие отказа накопителя существенно ниже, чем для обычного накопителя, что является еще одним преимуществом предлагаемого изобретения.As noted, for such a drive (consisting of two flash memory), the probability of information loss due to violation of the integrity of service data is small, therefore, in the event of an emergency loss of communication, it is likely that the information can be extracted from both drives. On the other hand, information may also be lost due to the usual failure of the flash memory of the drive, which is not associated with a loss of communication. Since the proposed drive is dual, the likelihood of information loss due to drive failure is significantly lower than for a conventional drive, which is another advantage of the invention.
Особенностью заявленного способа является то, что потеря записываемых данных по тем или иным причинам срыва работы системы (физическая неработоспособность не рассматривается) возможна только для случая, когда прерывание работы системы (например, обесточивание) происходит до момента сохранения цифровых данных в накопителе программным способом. Это значит, что при непрерывной записи в один накопитель при отказе источника питания система не закрывает файл на сохранение. Это приводит к полной потере всех ранее записанных данных. При записи блоков цифровых данных (после записи каждого блока происходит программное сохранение записанных данных) и при отказе источника питания не сохраняются данные только последнего блока цифровых данных (в силу невозможности проведения операции сохранения) (что соответствует потери информации за несколько миллисекунд), но при этом сохраняются цифровые данные во всех ранее сохраненных блоках. Такой способ записи и сохранения данных позволяет в аварийных ситуациях извлечь достаточный объем информации для последующего анализа процесса. Естественно, что получаемые в виде графика визуализации на дисплее выглядят в виде графиков, составленных из дискретных участков. Такой способ может использоваться для текущих процессов различных систем, к которым не предъявлены требования по повышенной сохранности и надежности вследствие техногенных причин.A feature of the claimed method is that the loss of recorded data for one reason or another disruption of the system (physical inoperability is not considered) is possible only for the case when the interruption of the system (for example, blackout) occurs before digital data is stored in the drive programmatically. This means that during continuous recording to one drive in the event of a power failure, the system does not close the file for saving. This leads to a complete loss of all previously recorded data. When recording blocks of digital data (after recording of each block, the recorded data is saved programmatically) and when the power supply fails, only the data of the last block of digital data is saved (due to the impossibility of the storage operation) (which corresponds to the loss of information for several milliseconds), but at the same time digital data is saved in all previously saved blocks. This method of recording and saving data allows in emergency situations to extract a sufficient amount of information for subsequent analysis of the process. Naturally, the visualizations obtained in the form of a graph on the display look like graphs composed of discrete sections. This method can be used for the current processes of various systems, which are not presented with requirements for increased safety and reliability due to anthropogenic reasons.
Алгоритмически такой способ формулируется как способ сохранения информации в аварийных регистраторах, заключающийся в осуществлении записи цифровых данных, соответствующих по крайне мере одному параметру по крайней мере одного текущего физического процесса, в накопитель, выполненный на основе флеш-памяти, и в последующем выполнении операции по сохранению записанных в файл данных в этой флеш-памяти, при этом запись производят блоками цифровых данных, при этом запись каждого последующего блока цифровых данных производят после завершения записи и сохранения в файл предыдущего блока цифровых данных.Algorithmically, such a method is formulated as a method of storing information in emergency recorders, which consists in recording digital data corresponding to at least one parameter of at least one current physical process to a drive made on the basis of flash memory, and in the subsequent execution of the save operation recorded in a data file in this flash memory, while recording is performed by blocks of digital data, while the recording of each subsequent block of digital data is performed after completed Saving and saving to a file the previous block of digital data.
Для ответственных бортовых аварийных регистраторов данных целесообразно применение двух и более накопителей в виде флеш-памяти с целью исключения появления технического сбоя или выхода из строя одной флеш-карты (такая вероятность мала, но она существует).For responsible on-board emergency data loggers, it is advisable to use two or more flash drives in order to exclude the occurrence of a technical malfunction or failure of one flash card (this probability is small, but it exists).
Настоящее изобретение промышленно применимо, позволяет обеспечить сохранность регистрационных данных в накопителе аварийного регистратора даже в случае отключения питания этого регистратора или накопителя в практически полном объеме, позволяющем провести оценку физического процесса.The present invention is industrially applicable, allows to ensure the safety of registration data in the drive of the emergency recorder even in the event of a power failure of this recorder or drive in almost full volume, allowing the assessment of the physical process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016105323A RU2610681C1 (en) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | Method for saving information in fault recorders |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016105323A RU2610681C1 (en) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | Method for saving information in fault recorders |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2610681C1 true RU2610681C1 (en) | 2017-02-14 |
Family
ID=58458541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016105323A RU2610681C1 (en) | 2016-02-18 | 2016-02-18 | Method for saving information in fault recorders |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2610681C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107134850A (en) * | 2017-04-26 | 2017-09-05 | 中国人民解放军海军工程大学 | A kind of Ship Electrical Power System failure wave-recording main frame |
| RU2772996C1 (en) * | 2021-11-02 | 2022-05-30 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов им. М.А. Карцева" (АО "ВНИИВК им. М.А. Карцева") | Vehicle display recorder |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2242805C2 (en) * | 1999-02-26 | 2004-12-20 | Сони Корпорейшн | Recording method, control device and recording device |
| RU55702U1 (en) * | 2006-03-01 | 2006-08-27 | Александр Викторович Баев | TRAFFIC CIRCUMSTANCES SYSTEM |
| WO2010124023A2 (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Microsoft Corporation | Intelligent tiers of backup data |
| WO2011154684A1 (en) * | 2010-06-08 | 2011-12-15 | Penny & Giles Aerospace Limited | Flight recorder |
| RU2454713C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-06-27 | Курское открытое акционерное общество "Прибор" | Miniature system for gathering and recording flight information |
| RU2481720C2 (en) * | 2008-12-31 | 2013-05-10 | Эпл Инк. | Real-time or near real-time streaming |
| WO2015038325A1 (en) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | Qualcomm Incorporated | Ascertaining command completion in flash memories |
| RU156448U1 (en) * | 2008-06-19 | 2015-11-10 | Эл-3 КОММЬЮНИКЕЙШНЗ КОРПОРЕЙШН | ON-BOARD RECORDER HAVING AN INTEGRATED RESERVE POWER SUPPLY WITHIN AN ENCLOSURE CONSTRUCTION |
-
2016
- 2016-02-18 RU RU2016105323A patent/RU2610681C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2242805C2 (en) * | 1999-02-26 | 2004-12-20 | Сони Корпорейшн | Recording method, control device and recording device |
| RU55702U1 (en) * | 2006-03-01 | 2006-08-27 | Александр Викторович Баев | TRAFFIC CIRCUMSTANCES SYSTEM |
| RU156448U1 (en) * | 2008-06-19 | 2015-11-10 | Эл-3 КОММЬЮНИКЕЙШНЗ КОРПОРЕЙШН | ON-BOARD RECORDER HAVING AN INTEGRATED RESERVE POWER SUPPLY WITHIN AN ENCLOSURE CONSTRUCTION |
| RU2481720C2 (en) * | 2008-12-31 | 2013-05-10 | Эпл Инк. | Real-time or near real-time streaming |
| WO2010124023A2 (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Microsoft Corporation | Intelligent tiers of backup data |
| WO2011154684A1 (en) * | 2010-06-08 | 2011-12-15 | Penny & Giles Aerospace Limited | Flight recorder |
| RU2454713C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-06-27 | Курское открытое акционерное общество "Прибор" | Miniature system for gathering and recording flight information |
| WO2015038325A1 (en) * | 2013-09-10 | 2015-03-19 | Qualcomm Incorporated | Ascertaining command completion in flash memories |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107134850A (en) * | 2017-04-26 | 2017-09-05 | 中国人民解放军海军工程大学 | A kind of Ship Electrical Power System failure wave-recording main frame |
| CN107134850B (en) * | 2017-04-26 | 2024-02-13 | 中国人民解放军海军工程大学 | Ship electric power system fault wave recording host |
| RU2772996C1 (en) * | 2021-11-02 | 2022-05-30 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов им. М.А. Карцева" (АО "ВНИИВК им. М.А. Карцева") | Vehicle display recorder |
| RU2772996C9 (en) * | 2021-11-02 | 2022-07-12 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов им. М.А. Карцева" (АО "НИИВК им. М.А. Карцева") | Vehicle display recorder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105468484B (en) | Method and apparatus for locating a fault in a storage system | |
| CN107908495B (en) | Embedded system abnormal record display method | |
| US10789148B2 (en) | Electronic device and method for event logging | |
| EP3486617B1 (en) | Gas meter with a smart power supply | |
| US20090205054A1 (en) | Process for protecting stored operating data of machinery or similar equipment | |
| CN103809147A (en) | AC ammeter fault self diagnosis method | |
| CN112084097B (en) | Disk alarm method and device | |
| CN106951354A (en) | Solid state hard disc and its failure detector and method | |
| CN106844166B (en) | Data processing method and device | |
| CN113961478A (en) | Memory fault recording method and device | |
| JP2009181425A (en) | Memory module | |
| CN101408790B (en) | Method and system for detecting component removal while operating in a battery backup mode | |
| RU2610681C1 (en) | Method for saving information in fault recorders | |
| JP4371720B2 (en) | Storage device system and storage system maintenance method | |
| CN111726563A (en) | Video storage device for train video monitoring system | |
| US20250164554A1 (en) | System and method for fault sequence recording | |
| US12235319B2 (en) | System and method for fault sequence recording | |
| US9053006B2 (en) | Method for memory management | |
| CN104504349B (en) | A kind of Video data safe storage device and method | |
| CN104537726B (en) | A kind of device recording mine crushing machine state | |
| CN117093402A (en) | Recording method and device for PSU AC loss event after equipment power failure | |
| CN116674611A (en) | Universal recorder platform for train control vehicle-mounted equipment | |
| CN120973638A (en) | Method, device, equipment, storage medium and product for monitoring hard disk state | |
| JP5011159B2 (en) | Computer with system monitoring circuit | |
| KR101777383B1 (en) | Apparatus and method for overwritting flash memory |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190219 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20191211 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210219 |