[實用新型]一種新型二乘二取二安全計算機系統

有效

• 申請號: 201520718077.2
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN204990103U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 劉春霞
• 申請（專利權）人: 濱州學院
• 主分類號: G06F1/16
• 分類號: G06F1/16
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及計算機領域，具體涉及一種新型二乘二取二安全計算機系統。

背景技術

隨著軌道交通產業的飛速發展，基于二乘二取二的安全計算機系統以其良好的可靠性和安全性已經得到了越來越廣泛的應用。近年來也有越來越多的文獻聚焦于對二乘二取二安全計算機系統的分析和實現，文獻描述了二乘二取二和三取二安全計算機系統的結構，并對這兩種制式的安全計算機系統的可靠性和安全性進行了比較，文獻側重比較了雙機熱備與二乘二取二計算機聯鎖系統的性能，文獻提出了一種二乘二取二安全計算機系統的設計與實現，其切換模塊側重于CPU周期性地向故障邏輯單元更新狀態來實現，對軟件的穩定性要求過。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種新型二乘二取二安全計算機系統。

為解決上述技術問題，本實用新型提供以下技術方案：一種新型二乘二取二安全計算機系統，系統由兩套相同的子系統構成冗余關系，每個子系統均由兩個通道構成二取二結構，系統由I/O模塊、CPU模塊和切換模塊構成，所述CPU模塊包括數據采集子模塊、同步表決子模塊和通信子模，所述I/O模塊的輸入部采集現場的繼電器設備，并將數據發送給CPU模塊，輸出部分從CPU模塊獲取數據來控制現場繼電器，所述數據采集子模塊與I/O模塊通信，從I/O模塊獲取數據給同步表決子模塊進行表決，并將表決結果發送給I/O模塊以驅動現場繼電器設備，所述切換模塊進行兩個通道之間切換。

在上述方案基礎上優選，所述CPU模塊的通信子模塊負責實現對外通信。

本實用新型與現有技術相比具有的有益效果是：本實用新型基于以太網來實現同步表決功能，并將同步表決功能與邏輯計算功能分配到不同的處理器上來進行以便提高計算效率，其切換模塊采用了對輸出回路控制的方法，從硬件上來保證無縫切換能夠快速可靠地進行。

附圖說明

圖1為本實用新型整體結構示意圖。

圖2為本實用新型數據采集子模塊的功能原理示意圖。

圖3為本實用新型同步表決子模塊的功能原理示意圖。

圖中標號為：1-I/O模塊，2-CPU模塊，3-切換模塊，4-現場繼電器設備，5-數據采集子模塊，6-同步表決子模塊，7-通信子模塊。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

參照圖1可知，一種新型二乘二取二安全計算機系統，系統由兩套相同的子系統構成冗余關系，每個子系統均由兩個通道構成二取二結構，系統由I/O模塊、CPU模塊和切換模塊構成，所述CPU模塊包括數據采集子模塊、同步表決子模塊和通信子模，所述I/O模塊的輸入部采集現場的繼電器設備，并將數據發送給CPU模塊，輸出部分從CPU模塊獲取數據來控制現場繼電器，所述數據采集子模塊與I/O模塊通信，從I/O模塊獲取數據給同步表決子模塊進行表決，并將表決結果發送給I/O模塊以驅動現場繼電器設備，所述切換模塊進行兩個通道之間切換。

在上述實施例上優選，所述CPU模塊的通信子模塊負責實現對外通信。

本實用新型CPU模塊的設計：CPU模塊作為安全計算機的核心部分，主要是完成數據的存儲、同步表決以及與外部通信的功能，CPU模塊主要包含3個子模塊：數據采集子模塊，同步表決子模塊，通信子模塊，CPU模塊采用了嵌入式技術來實現其功能。

本實用新型數據采集子模塊的設計(如圖2所示)：數據采集子模塊的作用是作為I/O模塊和同步表決子模塊之間的一個中轉，主要實現與I/O模塊之間的CAN總線通信，并將I/O模塊的輸入輸出數據以及外部傳感器數據存儲到共享內存中。同步表決子模塊通過PCI總線獲取數據采集子模塊共享內存中相應的數據進行表決，并把表決結果寫入到共享內存中等待發送給I/O模塊進行輸出。數據采集子模塊與通信子模塊通過以太網連接可以與外部進行通信并實現數據報文的輸入輸出。