[發明專利]一種硬件同步通信系統及其同步通信方法

有效

• 申請號: 201110449685.4
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102497261A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 余小鵬;高超;史瑛杰;楊振榮;楊燁;李煒瑋
• 申請（專利權）人: 上海自動化儀表股份有限公司
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 俞宗耀

技術領域

本發明屬于軌道交通安全控制領域，具體涉及一種應用于軌道交通安全計算機平臺的硬件同步通信系統及其方法。

背景技術

當前軌道交通發展日益迅速，其控制系統的安全可靠直接關系車輛安全運行和乘客人身安全。安全可靠的通信機制是軌道交通安全控制的關鍵，通常采用冗余和多樣性來提高系統可靠性。

如圖１所示，軌道交通安全計算機平臺系統采用三模冗余結構，三個具有各自獨立FPGA及ARM的微處理單元MCU1、MCU2、MCU3同時執行相同的操作。一方面，MCU1、MCU2和MCU3三個單元對軌旁發送過來的命令做三取二表決，表決結果通過CAN總線送入車載外圍接口單元PPU,用于驅動外圍的牽引執行機構；另一方面，從車載外圍接口單元PPU采集的傳感器信息通過CAN總線分別傳送到MCU1、MCU2和MCU3，再通過10M/100M以太網把傳感器信息發送到通道選擇板，在通道選擇板里做三取二表決，得到的結果通過CAN總線發送到車載通信單元OBRU及駕駛室顯示單元CDU，車載通信單元OBRU用于通過無線傳輸與軌旁運控系統通信，駕駛室顯示單元CDU用于信息的顯示。

在上述軌道交通安全計算機平臺系統中，系統的三個微處理單元MCU1、MCU2和MCU3的FPGA內部通過硬件邏輯產生送往ARM的脈沖信號，三個微處理單元在同步脈沖信號觸發下開始一個周期的工作。因此，一方面必須通過邏輯保證送往三個微處理單元中ARM的脈沖信號的同步；另一方面，必須保證在其中任何一個微處理單元發生故障時不影響另外兩個微處理單元中送往ARM的脈沖信號的同步。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種適用于上述軌道交通安全計算機平臺系統的硬件同步通信系統及其同步通信方法，該硬件同步通信系統及其同步方法既能通過邏輯保證送往三個微處理單元中ARM的脈沖信號的同步，又能保證在其中任何一個微處理單元發生故障時不影響另外兩個微處理單元中送往ARM的脈沖信號的同步。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種硬件同步通信系統，包括三個具有各自獨立的FPGA及ARM的微處理單元MCU1、MCU2、MCU3，其特征在于：所述MCU1、MCU2和MCU3的電源各自獨立，所述MCU1、MCU2和MCU3連接同一條RS485背板總線。?

如上所述硬件同步通信系統的同步通信方法，其特征在于：

所述MCU1中的FPGA通過計數器產生脈沖信號，送往自身的ARM，同時通過所述RS485背板總線發送到所述MCU2和MCU3中，所述MCU2和MCU3接收到所述MCU1發送過來的脈沖信號后，送往各自的ARM；

當所述MCU2在規定時間M內未接收到脈沖信號，則所述MCU2中的FPGA通過計數器產生脈沖信號，送往自身的ARM，同時通過所述RS485背板總線發送到所述MCU3，所述MCU3接收到所述MCU2發送過來的脈沖信號后，送往所述MCU3的ARM；

當所述MCU3在規定時間N內未接收到脈沖信號，則報系統故障。

以上所述的規定時間N>M。

本發明的積極效果是：通過在方法邏輯上對三個微處理單元MCU1、MCU2和MCU3設定優先級（即優先級大小為MCU1>MCU2>MCU3），同時通過RS485背板總線，既確保了各微處理單元中ARM脈沖信號的同步，又保證了任一微處理單元發生故障時不影響另外兩個微處理單元中送往ARM的脈沖信號的同步，滿足了三取二表決的要求。

附圖說明

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步說明。

圖1是軌道交通安全平臺體系及本發明系統的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，MCU1、MCU2和MCU3分別通過CAN總線與PPU實現點對點連接，通過以太網與通道選擇板實現點對點連接。?

一種硬件同步通信系統，包括三個具有各自獨立的FPGA及ARM的微處理單元MCU1、MCU2、MCU3，其特征在于：所述MCU1、MCU2和MCU3的電源各自獨立，所述MCU1、MCU2和MCU3連接同一條?RS485背板總線。

如上所述的硬件同步通信系統的同步通信方法，其特征在于：

所述MCU1中的FPGA通過計數器產生脈沖信號，送往自身的ARM，同時通過所述RS485背板總線發送到所述MCU2和MCU3中，所述MCU2和MCU3接收到所述MCU1發送過來的脈沖信號后，送往各自的ARM；