[發(fā)明專(zhuān)利]三模冗余控制和數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)及其使用方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410431388.0
• 申請(qǐng)日: 2014-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104182305A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田文波;鄭攀;關(guān)寧;孫逸帆;邱源
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海航天電子通訊設(shè)備研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06F11/16
• 分類(lèi)號(hào): G06F11/16
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種高可靠三模冗余控制和數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)，其特征在于：包括了電源模塊、固態(tài)存儲(chǔ)模塊、表決控制模塊、接口控制模塊和三個(gè)處理器模塊，所述電源模塊包括三個(gè)電源單元，分別為三個(gè)所述處理器模塊供電，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述固態(tài)存儲(chǔ)模塊、表決控制模塊、接口控制模塊供電，所述固態(tài)存儲(chǔ)模塊包括三個(gè)固態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，分別與三個(gè)所述處理器模塊間實(shí)現(xiàn)信號(hào)互通，且與地面的測(cè)控通訊機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)互通，所述表決控制模塊包括三個(gè)表決控制單元，每個(gè)所述表決控制單元均與三個(gè)所述處理器模塊之間實(shí)現(xiàn)信號(hào)互通，每個(gè)所述表決控制單元的輸出接口均包括了1553B總線輸出接口、OC門(mén)輸出接口和RS422通訊輸出接口，且均通過(guò)對(duì)應(yīng)的所述表決控制單元控制其輸出使能或禁止?fàn)顟B(tài)。

2.如權(quán)利要求1所述的高可靠三模冗余控制和數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)，其特征在于：三個(gè)所述處理器模塊的硬件、軟件配置均相同，所述處理器模塊至少包括CPU以及與所述CPU連接的SRAM、SDRAM、PROM、EEPROM、FPGA，所述PROM至少用于存儲(chǔ)系統(tǒng)的啟動(dòng)程序；所述EEPROM至少用以存儲(chǔ)軟件程序和配置信息，所述SRAM至少用以運(yùn)行軟件程序；所述SDRAM至少用以存儲(chǔ)其他數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求1所述的高可靠三模冗余控制和數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)，其特征在于：所述表決控制單元至少包括了FPGA與連接于所述FPGA的SRAM，所述FPGA分別與三個(gè)所述處理器模塊連接。

4.如權(quán)利要求1所述的高可靠三模冗余控制和數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)，其特征在于：包含三種工作模式，分別是三機(jī)冗余模式、雙機(jī)熱備模式以及僅一個(gè)處理器模塊運(yùn)行的單機(jī)模式；

所述三機(jī)冗余模式中，三個(gè)所述處理器模塊分別運(yùn)行，且通過(guò)所述處理器模塊和表決控制模塊選擇其中一個(gè)處理器模塊輸出數(shù)據(jù)；

所述雙機(jī)熱備模式中，一個(gè)所述處理器模塊作為當(dāng)班機(jī)運(yùn)行并輸出數(shù)據(jù)，另一個(gè)作為備用機(jī)運(yùn)行但不輸出數(shù)據(jù)。

5.一種高可靠三模冗余控制和數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)的使用方法，其特征在于：包括一同步過(guò)程，用以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的高可靠三模冗余控制和數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)中三個(gè)處理器模塊的同步，該同步過(guò)程包括如下步驟：

每個(gè)所述表決控制單元產(chǎn)生一個(gè)冗余的同步脈沖，三個(gè)同步脈沖傳至每個(gè)所述處理器模塊；

所述處理器模塊中的FPGA依據(jù)三取二表決的邏輯選擇一個(gè)同步脈沖，并把該同步脈沖發(fā)送至所述處理器模塊中的CPU，從而使得三個(gè)CPU在統(tǒng)一的同步脈沖驅(qū)動(dòng)下工作。

6.一種高可靠三模冗余控制和數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)的使用方法，其特征在于：包括依次實(shí)施的數(shù)據(jù)表決過(guò)程和輸出權(quán)表決過(guò)程，用以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的高可靠三模冗余控制和數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)中三個(gè)處理器輸出什么數(shù)據(jù)的表決以及哪個(gè)處理器模塊進(jìn)行輸出的表決；

該數(shù)據(jù)表決過(guò)程包括如下步驟：

每個(gè)所述處理器模塊分別從各自對(duì)應(yīng)的表決控制單元讀取所有三個(gè)處理器模塊的輸出數(shù)據(jù)；

然后進(jìn)行三取二表決，得到輸出的數(shù)據(jù)；

該輸出權(quán)表決過(guò)程包括如下步驟：

三個(gè)所述處理器模塊依據(jù)數(shù)據(jù)表決過(guò)程的表決結(jié)果，表決選擇一個(gè)用以輸出數(shù)據(jù)的處理器模塊，并將選擇結(jié)果傳輸至所述表決控制單元；

每個(gè)所述表決控制單元接受三個(gè)所述處理器模塊傳輸而來(lái)的選擇結(jié)果進(jìn)行三取二表決，確定用以輸出數(shù)據(jù)的處理器模塊，最后將表決結(jié)果反饋給所述處理器模塊，從而實(shí)現(xiàn)輸出。

7.如權(quán)利要求6所述的高可靠三模冗余控制和數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)的使用方法，其特征在于：在所述輸出權(quán)表決過(guò)程中，當(dāng)三個(gè)處理器模塊有大于或等于兩個(gè)選擇其中一個(gè)處理器模塊進(jìn)行輸出，則該處理器模塊對(duì)應(yīng)的1553B總線配置為BC模式，并控制該處理器模塊中各輸出單元的使能端輸出，另外兩個(gè)處理器模塊對(duì)應(yīng)的1553B總線配置為MT模式，禁止該兩個(gè)處理器模塊中各輸出單元的輸出。

8.如權(quán)利要求6所述的高可靠三模冗余控制和數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)的使用方法，其特征在于：在所述輸出權(quán)表決過(guò)程和數(shù)據(jù)表決過(guò)程中，若三個(gè)處理器模塊中有一個(gè)的輸出多次與其他兩個(gè)處理器模塊不一致，則對(duì)該處理器模塊進(jìn)行關(guān)機(jī)操作，使得另兩個(gè)處理器模塊以雙機(jī)熱備模式進(jìn)行工作，在所述雙機(jī)熱備模式中，一個(gè)所述處理器模塊作為當(dāng)班機(jī)運(yùn)行并輸出數(shù)據(jù)，另一個(gè)作為備用機(jī)運(yùn)行但不輸出數(shù)據(jù)。