[發明專利]一種基于CPCI總線的雙冗余可重構星載計算機系統

有效

• 申請號: 201611204421.1
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106776468B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 劉振星;高丁;張振;孫立超;張琦
• 申請（專利權）人: 山東航天電子技術研究所
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;G06F11/20
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

本發明公開了一種基于CPCI總線的雙冗余可重構星載計算機系統，設計基于CPCI總線的計算機系統支持雙機熱備份模式，并可同時獨立完成各自工作任務,滿足了國內外軟件無線電技術對硬件平臺的通用化、標準化、模塊化、可重構需求，以及星載電子設備的冗余設計需要兼顧長壽命與高可靠性的要求；通過設計靈活的邏輯控制電路，可由多種方式實現計算機系統重構，提高了計算機系統的安全性與可靠性；雙冗余的計算機系統原理圖完全一致，實現了硬件平臺通用化、標準化、模塊化的目標；本計算機系統的背板支持至少兩個、至多八個插槽，可根據不同的任務需求方便配置功能板卡，具有可擴展的特點。

技術領域

本發明屬于軟件無線電技術領域，具體涉及一種基于CPCI總線的雙冗余可重構星載計算機系統。

背景技術

軟件無線電技術的基本思想是在模塊化、通用的硬件平臺基礎上，通過軟件技術實現硬件配置，具有靈活的可重構特性。其中的關鍵技術之一就是實現計算機系統可重構功能，系統可重構是提高計算機安全性與可靠性的重要手段之一。冗余設計是對星載關鍵電子設備要求之一，目的是減少單點失效，提高任務可靠性。

在總線架構上，CPCI總線是軟件無線電硬件平臺經常采用的總線接口方式。1994年，為達到在嵌入式領域應用PCI總線的目的，國際工業計算機制造者聯合會在PCI總線電氣規范的基礎上，提出了CPCI高性能工業總線標準。CPCI總線因具有可熱插拔、高開放性、高可靠性的特點，在工控計算機和通信產品領域有著廣泛的應用。通常CPCI總線中只有一個系統卡，因此不能實現系統卡的重構，同時不滿足星載電子設備的冗余設計要求。例如，中國專利CN102571317A，名稱為軟件無線電系統中基于PCI總線的數據同步方法及系統，其中采用的便是單處理器模塊的架構，即只有一個系統卡。

發明內容

針對國內外軟件無線電技術對硬件平臺的通用化、標準化、模塊化、可重構需求，以及星載電子設備的冗余設計需要兼顧長壽命與高可靠性的要求，本發明提出一種基于CPCI總線的雙冗余可重構星載計算機系統。

一種基于CPCI總線的雙冗余可重構星載計算機系統，包括兩個系統卡和一個背板；兩個系統卡通過背板上的CPCI總線連接；

所述系統卡包括處理器、控制邏輯以及底部接插件；所述處理器與控制邏輯相連，處理器通過底部接插件與背板相連，邏輯控制也通過底部接插件與背板相連；

所述控制邏輯根據接收的重構指令控制本系統卡的處理器處于當班或者非當班狀態；同時，將非對方系統卡發送的重構指令通過CPCI總線發送給對方系統卡的控制邏輯；其中，所述重構指令為從外部接收的遙控指令，或者從本系統卡內的處理器接收的重構指令，再或者從對方系統卡接收的重構指令；并且，控制邏輯當接收到一次復位指令后，控制所在系統卡的處理器進行復位；在所在系統卡為當前當班狀態下，控制邏輯連續兩次接收到復位指令后，控制所在系統卡的處理器復位并為非當班狀態，并通過CPCI總線向對方控制邏輯發送復位指令和“本系統卡為當班系統卡”重構指令。

進一步的，所述系統卡還包括時鐘信號控制電路；所述控制邏輯包括信號方向控制電路和復位信號控制電路；所述處理器包括仲裁器、IDSEL譯碼器和中斷控制器；

將兩個系統卡分別定義為系統卡A和系統卡B，則將系統卡A中包括的模塊分別定義為：處理器A、控制邏輯A、時鐘信號控制電路A；將系統卡B中包括的模塊分別定義為：處理器B、控制邏輯B、時鐘信號控制電路B；則，在將系統卡A重構為當班系統卡，且將系統卡B重構為非當班系統卡時：

所述控制邏輯A中的復位信號控制電路為處理器A提供本地復位信號，同時控制本系統卡中的信號方向控制電路經由接插件將復位信號發送給系統卡B；