[發明專利]一種冷備份冗余星載計算機的加電切換控制系統及方法

有效

• 申請號: 201410712859.5
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104407948A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 伊嵐;何海峰;劉曙蓉;佘星星
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第九研究院第七七一研究所
• 主分類號: G06F11/16
• 分類號: G06F11/16;G06F1/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及電子信息技術領域，具體為一種冷備份冗余星載計算機的加電切換控制方法。

背景技術

目前，星載計算機為了實現高可靠、長壽命的設計目標，多采用雙機冷備份的冗余設計，其中兩個單機分別命名為主機與備機，在同一時間只有一臺單機進行工作。兩者之間通過外部直接指令控制繼電器簧片的吸合與斷開來實現備份雙機的加斷電管理。直接指令在控制繼電器實現加斷電功能時，其控制方法如圖1所示。雖然其控制方法和依賴的控制電路簡單，但是僅依靠直接指令來實現冗余備份的加斷電切換，不僅降低了系統可靠性，而且當衛星處于非地面站控制區域，星載計算機由于不具備自治能力，一旦發生故障將會影響整星的正常工作。例如若某單機加電指令異常，該單機將不能加電工作失去備份的作用，無法確保整星任務的順利執行。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種能夠主動完成雙機之間的冗余切換，可靠性高的冷備份冗余星載計算機的加電切換控制方法。

本發明是通過以下技術方案來實現：

本發明一種冷備份冗余星載計算機的加電切換控制系統，包括，

用于在整機加電后分別向主機發送主機加電指令，向備機發送備機關電指令的整機加電電路；

對應每個單機分別設置的看門狗開機電路；看門狗開機電路用于對應的單機加電后，以加電單機的I/O端口的讀寫操作信號作為喂狗信號，一旦未在規定時間內喂狗，加電單機對未加電單機發送看門狗開機指令；

對應每個單機分別設置的電源監測開機電路；電源監測開機電路用于監測單機加電后單機的電源電壓，一旦電源低于約定閾值該電路會對未加電單機發送開機指令；

對應每個單機分別設置的端口關機電路；端口關機電路用于對應的單機加電后，對其他單機發送端口關機指令；

對應每個單機分別串聯設置的或門邏輯電路和反相驅動電路；或門邏輯電路和反相驅動電路用于間接開機或關機指令的發送；主機的開機或門邏輯電路的輸入端分別接入對應的主機加電指令、看門狗開機指令和電源監測開機指令，開機反相驅動電路輸出端輸出主機的間接開機指令；主機的關機或門邏輯電路的輸入端接入對應的端口關機指令，關機反相驅動電路輸出端輸出主機的間接關機指令；備機的開機或門邏輯電路的輸入端分別接入對應的看門狗開機指令和電源監測開機指令，開機反相驅動電路輸出端輸出備機的間接開機指令；備機的關機或門邏輯電路的輸入端接入對應的備機關電指令和端口關機指令，關機反相驅動電路輸出端輸出備機的間接關機指令；

分別設置在主機或備機電源輸入端的控制繼電器；控制繼電器包括控制端并聯的間接控制繼電器和直接控制繼電器，對應單機的直接開關機指令接入到直接繼電器的對應控制端；對應單機的間接開關機指令接入到間接繼電器的對應控制端。

優選的，整機加電電路包括串聯的電源監測電路和反相器，電源監測電路的輸入端分別連接加主機電源和公共電源。

優選的，看門狗開機電路包括串聯的計數器、移位寄存器和三輸入與非門；用于提供喂狗時間計數器的輸入端連接喂狗信號；移位寄存器和三輸入與非門用于根據喂狗信號得到對未加電單機的看門狗開機指令。

優選的，電源監測開機電路包括串聯的電源監測電路和單穩電路，電源監測電路的輸入端分別連接對應單機的電源和公共電源。

優選的，端口關機電路包括串聯的D型觸發器和與門；D型觸發器的輸入端分別接入對應單機的工作信號、I/O端口譯碼信號和復位信號。

本發明一種冷備份冗余星載計算機的加電切換控制方法，包括，

a.進行初始化，給整機供電后，分別向主機發送主機加電指令，向備機發送備機關電指令；

b.監測整機中加電單機的I/O端口的讀寫操作，如果在設定時間內加電單機沒有進行讀寫操作，則向未加電單機發送看門狗開機指令；

c.監測加電單機電源，如果加電單機電源低于門檻電壓時，則向未加電單價發送電源監測開機指令；

d.當整機中任意一個單機加電后，均向其他單機發送端口關機指令；

e.步驟a中的主機加電指令，步驟b中看門狗開機指令和步驟c中對應主機的電源監測開機指令一同經或門邏輯電路和反相驅動電路處理得到主機的間接開機指令；步驟b中看門狗開機指令和步驟c中對應備機的電源監測開機指令一同經或門邏輯電路和反相驅動電路處理得到備機的間接開機指令；