[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于可編程器件的冗余系統(tǒng)及其冗余實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810101909.0
• 申請(qǐng)日: 2008-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101251816A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 買(mǎi)鵬;謝應(yīng)科;章立生;鄧珊珊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06F11/16
• 分類(lèi)號(hào): G06F11/16
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王勇

1.一種用于可編程器件的冗余系統(tǒng)，包括用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容錯(cuò)的N模冗余部分，用于檢測(cè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)及定位錯(cuò)誤冗余模塊的表決器部分，其特征在于，還包括用于實(shí)現(xiàn)冗余模塊間狀態(tài)同步的狀態(tài)寄存器復(fù)制數(shù)據(jù)通路部分，所述的表決器部分還對(duì)所述的狀態(tài)寄存器復(fù)制數(shù)據(jù)通路部分的開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制；其中，

所述的N模冗余部分中的各個(gè)冗余模塊并行連接到所述的表決器部分，每個(gè)所述的冗余模塊各自包含有用于存儲(chǔ)狀態(tài)數(shù)據(jù)的狀態(tài)寄存器；所述的N模冗余部分中的各個(gè)冗余模塊還通過(guò)所述的狀態(tài)寄存器復(fù)制數(shù)據(jù)通路部分連接，所述的表決器部分分別與各個(gè)冗余模塊上的對(duì)應(yīng)的狀態(tài)寄存器復(fù)制通路部分連接；所述N值為大于等于3的奇數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可編程器件的冗余系統(tǒng)，其特征在于，所述的狀態(tài)寄存器復(fù)制數(shù)據(jù)通路部分為單向數(shù)據(jù)傳輸通道，將所述N模冗余部分中的一個(gè)冗余模塊的狀態(tài)寄存器中的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳遞到相鄰的下一個(gè)冗余模塊，直至形成一個(gè)狀態(tài)數(shù)據(jù)傳遞的單向閉合回路。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于可編程器件的冗余系統(tǒng)，其特征在于，所述的狀態(tài)寄存器復(fù)制數(shù)據(jù)通路部分在每個(gè)冗余模塊的寄存器反饋回路上有一個(gè)2選1選擇器，選擇器的一路輸入接所在冗余模塊的狀態(tài)寄存器輸出信號(hào)，另一路輸入接所述的相鄰的下一個(gè)模塊的寄存器輸出信號(hào)，所述選擇器的輸出信號(hào)接入所在冗余模塊，所述選擇器的選擇控制信號(hào)由所述表決器提供。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可編程器件的冗余系統(tǒng)，其特征在于，所述的N模冗余部分中的所有冗余模塊具有相同的邏輯結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于可編程器件的冗余系統(tǒng)，其特征在于，所述的狀態(tài)寄存器復(fù)制數(shù)據(jù)通路部分采用并行數(shù)據(jù)通路或串行數(shù)據(jù)通路實(shí)現(xiàn)。

6.一種采用所述權(quán)利要求1-5中的用于可編程器件的冗余系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)冗余的方法，包括以下步驟：

步驟1)、所述的N模冗余部分中的各個(gè)冗余模塊分別對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算；

步驟2)、所述的表決器部分對(duì)各個(gè)冗余模塊的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，屏蔽發(fā)生故障的冗余模塊所輸出的計(jì)算結(jié)果；

步驟3)、所述的表決器部分對(duì)發(fā)生故障的冗余模塊進(jìn)行定位；

步驟4)、所述的表決器部分根據(jù)步驟3)的定位結(jié)果通知外接的中央處理器對(duì)發(fā)生故障的冗余模塊進(jìn)行局部動(dòng)態(tài)重構(gòu)；

步驟5)、所述的局部動(dòng)態(tài)重構(gòu)完成后，利用正常工作的冗余模塊的狀態(tài)信息對(duì)所述的發(fā)生故障的冗余模塊進(jìn)行狀態(tài)同步；

步驟6)、撤銷(xiāo)對(duì)發(fā)生故障的冗余模塊所輸出的計(jì)算結(jié)果的屏蔽。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冗余實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，在所述的步驟5)中，包括：

步驟5-1)、所述的表決器部分向與發(fā)生故障的冗余模塊相關(guān)的狀態(tài)寄存器復(fù)制數(shù)據(jù)通路發(fā)送控制命令，將相鄰冗余模塊的狀態(tài)寄存器中的信息復(fù)制到發(fā)生故障的冗余模塊的狀態(tài)寄存器中；

步驟5-2))、狀態(tài)同步結(jié)束后，所述的表決器發(fā)出終止?fàn)顟B(tài)寄存器中信息復(fù)制的控制命令。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冗余實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述的控制命令通過(guò)令牌機(jī)制實(shí)現(xiàn)，在所述的步驟5-1)中，所述的表決器部分向與發(fā)生故障的冗余模塊相關(guān)的狀態(tài)寄存器復(fù)制數(shù)據(jù)通路發(fā)送控制命令包括：所述的表決器部分向與發(fā)生故障的冗余模塊相關(guān)的狀態(tài)寄存器復(fù)制數(shù)據(jù)通路發(fā)送令牌；在所述的步驟5-2)中，所述的表決器發(fā)出終止?fàn)顟B(tài)寄存器中信息復(fù)制的控制命令包括：所述的表決器部分收回令牌。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冗余實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述的表決器部分向與發(fā)生故障的冗余模塊相關(guān)的狀態(tài)寄存器復(fù)制數(shù)據(jù)通路發(fā)送令牌包括：所述的表決器部分向所述的狀態(tài)寄存器復(fù)制數(shù)據(jù)通路中的2選1選擇器發(fā)送控制信號(hào)，使得所述的2選1選擇器的輸出結(jié)果為所述的相鄰的下一個(gè)模塊的寄存器輸出信號(hào)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的冗余實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述的表決器部分收回令牌包括：所述的表決器部分向所述的狀態(tài)寄存器復(fù)制數(shù)據(jù)通路中的2選1選擇器發(fā)送控制信號(hào)，使得所述的2選1選擇器的輸出結(jié)果為所述的所在冗余模塊的狀態(tài)寄存器輸出信號(hào)。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的冗余實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，在所述的步驟5-2)中，所述的狀態(tài)同步結(jié)束的判斷標(biāo)準(zhǔn)為：

所述選擇器部分檢測(cè)發(fā)生故障的冗余模塊與其它冗余模塊間的數(shù)據(jù)輸出是否一致，若一致，則認(rèn)為狀態(tài)同步過(guò)程結(jié)束。