[發(fā)明專利]總線網(wǎng)絡(luò)雙計(jì)算機(jī)主站

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910432563.0
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN110138643B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高建波;張傳錦;關(guān)勝;王巖;趙燦;賈中青;李海明
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院激光研究所
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/26;H04L1/22;G06F13/40
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，特別涉及一種總線網(wǎng)絡(luò)雙計(jì)算機(jī)主站。本發(fā)明中采用兩臺計(jì)算機(jī)，通過主控計(jì)算機(jī)的仲裁模塊對兩臺計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行檢查和對比，并對仲裁錯(cuò)誤和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和輸出。本發(fā)明提出的總線網(wǎng)絡(luò)雙計(jì)算機(jī)主站方案可利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)等類似通用設(shè)備方便快捷地搭建高安全性總線網(wǎng)絡(luò)主站，硬件設(shè)備可以直接從市場上購買、不需經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)和開發(fā)，有大量容易獲取的通用軟件資源，大大節(jié)省了建設(shè)雙核主站的時(shí)間，并且通用性和可靠性高，主站故障率低、維護(hù)方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，特別涉及一種總線網(wǎng)絡(luò)雙計(jì)算機(jī)主站。

背景技術(shù)

近年來，總線網(wǎng)絡(luò)已廣泛應(yīng)用。在總線網(wǎng)絡(luò)中，所有設(shè)備都通過總線相互連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。總線網(wǎng)絡(luò)的一種形式是主從式結(jié)構(gòu)，即網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)主站，屬于控制設(shè)備，其它為從站，屬于被控設(shè)備。這種主從式結(jié)構(gòu)如附圖4所示，這種總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中控制，即一個(gè)主站控制多個(gè)從站。主站一般是計(jì)算機(jī)等有計(jì)算和邏輯控制功能的設(shè)備。從站可能是傳感器、執(zhí)行器或是二者的綜合體。主站的任務(wù)是通過總線讀取所有從站的信息，然后根據(jù)控制算法產(chǎn)生控制命令，最后通過總線將命令分別發(fā)送給各個(gè)從站，從而完成系統(tǒng)功能。由此可見，主站擔(dān)負(fù)著整個(gè)系統(tǒng)的核心控制任務(wù)，若主站發(fā)生故障，則導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的失效。

因此，人們發(fā)明了多種技術(shù)用來減少主站故障所帶來的負(fù)面影響，目前常用的是雙核冗余方法。例如名稱為“用于卡件的基于雙核控制器的雙冗余高速IO網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”，專利號：CN200810100765的專利公開了一種用于卡件的基于雙核控制器的雙冗余高速IO網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它包括雙核控制器和兩條冗余總線，雙核控制器包括主CPU、從CPU和雙口RAM，主CPU和從CPU通過雙口RAM進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；正常情況下，兩條冗余總線周期輪流通訊，當(dāng)一條損壞時(shí)，就使用另外一條繼續(xù)通訊，并給出報(bào)警信息；如果兩條都損壞，則給出報(bào)警信息并每間隔一定時(shí)間執(zhí)行一次總線探測，如果這時(shí)總線硬件恢復(fù)正常，則繼續(xù)進(jìn)行正常通訊，否則繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)間隔時(shí)間的總線探測；主CPU處理具體通訊協(xié)議；從CPU負(fù)責(zé)鏈路層的數(shù)據(jù)傳輸。但是，現(xiàn)有專利技術(shù)采用封閉一體式主站結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)沒有通用產(chǎn)品，若要在總線網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)雙核主站，必須進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，包括電路設(shè)計(jì)、繪制電路板和軟件開發(fā)。設(shè)計(jì)過程工作量大，周期長。設(shè)計(jì)出來的主站通用性差，很難應(yīng)用到不同場合，很難形成批量化。這造成整個(gè)工作投入大，產(chǎn)出小，綜合效率低、綜合成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是克服背景技術(shù)的不足，提供一種總線網(wǎng)絡(luò)雙計(jì)算機(jī)主站。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種總線網(wǎng)絡(luò)雙計(jì)算機(jī)主站，包括主控計(jì)算機(jī)和冗余計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)包括計(jì)算機(jī)接口A、本地輸入接口、總線接口、本地輸出接口、輸入模塊、處理模塊A和輸出模塊，總線接口與總線連接；冗余計(jì)算機(jī)包括計(jì)算機(jī)接口B和處理模塊B，所述主控計(jì)算機(jī)和冗余計(jì)算機(jī)通過計(jì)算機(jī)接口A和計(jì)算機(jī)接口B連接；所述主控計(jì)算機(jī)還包括仲裁模塊，

其中：

輸入模塊：將來自本地輸入接口和總線接口的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行解析匯總，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到處理模塊A進(jìn)行處理，同時(shí)將數(shù)據(jù)通過計(jì)算機(jī)接口A和計(jì)算機(jī)接口B發(fā)送到處理模塊B進(jìn)行處理；

處理模塊A：處理模塊A對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，將數(shù)據(jù)處理結(jié)果發(fā)送給仲裁模塊；

處理模塊B：接收輸入模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，按照與主控計(jì)算機(jī)相同的算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將數(shù)據(jù)處理結(jié)果發(fā)送給仲裁模塊；

仲裁模塊：將來自主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果和來自冗余計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行檢查和對比，若數(shù)據(jù)處于正確范圍內(nèi)且二者差別也在所規(guī)定的范圍內(nèi)，則認(rèn)為主站對此數(shù)據(jù)的處理正確，否則產(chǎn)生錯(cuò)誤報(bào)告；仲裁模塊對仲裁錯(cuò)誤和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并判斷是否完成了全部數(shù)據(jù)的仲裁；將處理結(jié)果發(fā)送給輸出模塊；

輸出模塊：將仲裁模塊的處理結(jié)果按類別分別通過總線接口發(fā)送到總線上和本地輸出接口，其中仲裁后得到的輸出數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上，仲裁錯(cuò)誤通過本地輸出接口進(jìn)行輸出。