[發(fā)明專利]一種基于CMC芯片的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611205452.9
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106648998A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董海榮;湯兆全;孫緒彬;張磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號: G06F11/20
• 分類號: G06F11/20;G06F15/163
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 付生輝,張雪梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種基于CMC芯片的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前鐵路系統(tǒng)中常用的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有二乘二取二結(jié)構(gòu)和三取二結(jié)構(gòu)，二乘二取二結(jié)構(gòu)即計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中包括兩個(gè)控制模塊、兩個(gè)表決模塊，當(dāng)兩個(gè)控制模塊的輸出都符合表決模塊的要求才可輸出積極結(jié)果，兩個(gè)表決模塊為冗余設(shè)計(jì)，存在一個(gè)熱備表決器，以減小系統(tǒng)的故障概率。而三取二結(jié)構(gòu)是當(dāng)三個(gè)控制模塊的輸出中有兩個(gè)以上符合表決模塊的要求才可輸出積極結(jié)果，而在三取二結(jié)構(gòu)中三個(gè)控制模塊的控制板分別為Ⅰ系、Ⅱ系、Ⅲ系，各系中都有CPU模塊，控制模塊既作為處理器又作為表決器。三取二結(jié)構(gòu)增加了各控制模塊CPU的工作負(fù)擔(dān)，軟件結(jié)構(gòu)也會變得更加復(fù)雜，同時(shí)也增加了系統(tǒng)故障的可能性，并且不方便維護(hù)。

因此，需要提供一種基于CMC芯片的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，解決處理器和表決器均集成在控制模塊中所產(chǎn)生的問題，降低控制模塊的復(fù)雜性，針對表決模塊進(jìn)行安全冗余設(shè)計(jì)，提高安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供一種基于CMC芯片的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將表決器從控制模塊中分離，降低控制模塊的復(fù)雜性，并針對表決模塊進(jìn)行安全冗余設(shè)計(jì)，提高安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

本發(fā)明公開了一種基于CMC芯片的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括：

多個(gè)相同的控制模塊，用于分別接收輸入信號，并處理所述輸入信號得到對應(yīng)的輸出信號；

表決模塊，用于同步接收多個(gè)所述控制模塊的輸出信號，并進(jìn)行邏輯處理，輸出安全判斷結(jié)果；以及

同步總線，用于將每個(gè)控制模塊的輸出信號傳輸至所述表決模塊。

優(yōu)選地，所述控制模塊的個(gè)數(shù)為三個(gè)。

優(yōu)選地，所述控制模塊采用CMC芯片。

優(yōu)選地，所述表決模塊用于比對多個(gè)所述控制模塊的輸出信號；

當(dāng)兩個(gè)以上所述控制模塊的輸出信號的差異在預(yù)設(shè)閾值以下時(shí)，根據(jù)少數(shù)服從多數(shù)的原則輸出安全結(jié)果，否則輸出導(dǎo)向安全結(jié)果。

優(yōu)選地，所述表決模塊包括主表決器和熱備表決器；

所述主表決器用于接收并處理所述同步總線傳輸?shù)亩鄠€(gè)控制模塊的輸出信號，輸出安全判斷結(jié)果，并將所述輸出信號和主表決器的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)傳輸至所述熱備表決器；

所述熱備表決器用于在所述主表決器的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)異常時(shí)，接收并邏輯處理所述輸出信號，輸出安全判斷結(jié)果。

優(yōu)選地，所述表決模塊進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)器；

所述計(jì)數(shù)器用于監(jiān)控所述主表決器的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值用于作為標(biāo)志位與所述輸出信號一同由所述主表決器傳輸至所述熱備表決器。

優(yōu)選地，所述主表決器和熱備表決器采用CMC芯片。

優(yōu)選地，所述同步總線為控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明公開的一種基于CMC芯片的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基于CMC芯片建立多個(gè)相同的控制模塊和表決模塊，解決了將處理器和表決器均集成在控制模塊中對所述控制模塊造成的工作負(fù)擔(dān)，降低了控制模塊模塊結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。同時(shí)，針對表決模塊進(jìn)行安全冗余設(shè)計(jì)，表決模塊可包括主表決器和熱備表決器，采用計(jì)數(shù)器對主表決器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)主表決器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)將切換到熱備表決器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，降低了整個(gè)系統(tǒng)的故障概率，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。采用同步總線，將多個(gè)相同的控制模塊的輸出信號同時(shí)傳輸?shù)奖頉Q模塊，保證表決模塊接收數(shù)據(jù)的同步，保證了系統(tǒng)輸出的安全判斷結(jié)果的正確性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1示出本發(fā)明公開的一種基于CMC芯片的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具體實(shí)施例的示意圖。

圖2示出本發(fā)明公開的一種基于CMC芯片的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作流程圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明公開了一種基于CMC芯片的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括多個(gè)相同的控制模塊、表決模塊和同步總線。