平显备份视频冻结故障分析

王鹏 尚浩

摘 要：本文针对一起平显备份视频冻结故障，通过机理分析，确定了故障原因，并对由软件设计引起的故障提出了改进措施和建议，提高机载系统的稳定性和可靠性。

关键词：平显;备份视频;视频冻结;互斥访问

中图分类号：V527 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）21-0018-02

0 引言

平显是飞机的主显示器，能够为飞行员显示载机飞行信息、导航信息、火控系统传感器信息、目标信息等信息。平显备份视频作为平显画面的备份，能够为后舱飞行员提供平显画面一样的信息。

1 故障现象

某型机在外场试飞过程中平显备份视频冻结，故障清单报“DPM-VDM通讯故障”，飞行后经视频回放、与飞行员沟通后确认故障现象：

（1）平显备份视频字符画面与背景视频同时冻结;

（2）平显画面和记录视频显示正常;

（3）平显报故：DPM与VDM通讯故障。

2 故障原因分析

2.1 工作原理概述

平显备份视频工作流程为：平显电子组件内部记录视频与光栅显示处理软件（简称RDS软件）接收控制管理通信软件（简称CMS软件）发送的画面定义文件，通过共享内存将画面数据转发给备份显示视频处理软件（简称VDS软件），VDS软件通过解析画面数据绘制备份视频的字符画面，再根据指令判断输出字符画面或字符叠加外景视频画面。如图1所示。

2.2 故障定位

根据故障现象及备份视频工作流程，建立故障树如图2所示。

2.2.1 VDM模块故障

若VDM模块硬件故障，导致VDS软件无法正常工作，备份显示视频可能存在冻结。

因VDM模块上存在VDS软件和RDS软件，若VDM模块故障，RDS软件也无法正常工作。通过现场回放记录视频可知，记录视频工作正常。因此排除VDM模块故障。

2.2.2 M9子卡故障

M9子卡状态异常会导致备份视频冻结。VDM模块存在两个M9子卡，其中第二块M9子卡负责备份视频生成工作。通过软件中增加M9子卡状态记录功能，在故障复现时查看记录状态确认M9子卡工作正常。因此排除M9子卡故障。

2.2.3 备份视频电缆故障

若备份视频电缆故障导致视频无法传输到任务机，则下显显示的平显备份视频应为黑屏，实际故障现象为视频画面冻结。因此排除备份视频电缆故障。

2.2.4 画面定义文件异常

若RDS软件通过UDP接口接收到的画面定义文件异常，导致VDS软件无法正常绘制画面，备份视频冻结。

画面定义文件由CMS软件生成后同时发送给RDS软件和笔划字符显示软件（简称SDS软件），若画面定义文件在CMS软件生成时即出现异常，则平显画面也应出现异常。经检查故障发生时平显画面显示正常，说明画面定义文件正常。因此排除画面定义文件异常。

2.2.5 RDS软件处理异常

RDS软件处理异常指RDS软件中高优先级任务陷入死循环，VDS软件无法正常执行，导致备份视频冻结。

经相关厂所人员检查分析，两个高优先级任务均未陷入死循环。因此排除RDS软件处理异常。

2.2.6 VDS软件处理异常

VDS软件处理异常指VDS软件运行异常，无法正常生成备份视频画面，导致备份视频冻结。

经相关厂所人员检查分析，当视频采集中断异常，无法触发中断时，VDS绘图函数无法得到执行，会导致VDS软件运行异常，备份视频冻结。通过在软件代码中增加数据记录功能，并读取视频冻结时记录的数据，通过分析数据发现，不存在视频采集中断出现异常情况。因此，排除VDS软件处理异常。

2.2.7 RDS-VDS接口数据异常

RDS软件通过UDP接收到的画面定义文件经处理后通过共享内存传递给VDS软件，VDS软件根据画面数据进行备份视频画面绘制工作。RDS软件和VDS软件都在VDM模块运行，RDS通过UDP接收画面定义文件，经过处理后将画面数据写入共享内存中，VDS通过共享内存获取画面数据，并解析画面数据绘制备份视频画面。

经过相关厂家的实验分析数据发现，画面数据被异常覆盖的位置存在不确定性，在视频冻结时，VDS解析的画面数据中虚线長度数据被覆盖为异常数据，导致绘制虚线函数长时间无法结束，VDS无法继续执行后续操作，视频无法正常生成，视频画面冻结，且由于当前任务长时间占用CPU资源，自检测任务无法得到执行，自检测结果无法上报CMS软件，CMS软件认为UDP通信故障，上报UDP通信故障。

因VDS任务优先级低，RDS中UDP数据接收任务优先级高，二者对共享内存数据未实现互斥访问，当VDS在读取画面数据时，UDP数据接收任务会抢占CPU资源更新画面数据，因此会导致画面数据被异常覆盖，接口数据异常，VDS软件数据解析错误，导致VDS软件处理异常，引发备份视频冻结问题。

3 故障结论

通过上述故障分析可知，备份视频冻结问题是因为RDS-VDS接口数据未互斥访问，导致画面数据异常，VDS软件在使用异常数据解析绘制画面时，绘制虚线指令因虚线长度数据异常陷入死循环，致使备份视频冻结。同时也导致同优先级的周期故障检测结果上报任务无法执行，引起CMS软件上报DPM模块与VDM模块通讯故障。

4 结语

针对某型机平显备份显示视频冻结故障，进行一定的分析研究，发现软件的逻辑设计在机载系统中的重要性并建议相关厂所进行修改与验证。

对飞机平显系统的了解，掌握其故障的分析定位方法能有效地缩短维护周期，同时外场维修人员将系统存在的问题及时反馈，建议相关厂所作相应的改进措施，提升飞机系统的稳定性、可靠性。

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