專利名稱：基于單片機(jī)自監(jiān)控的雙余度容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙余度容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的雙余度容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由主處理器完成多任務(wù)調(diào)度、數(shù)據(jù)采集、控制率計(jì) 算、健康狀態(tài)監(jiān)控、余度管理、輸出控制等功能，其中的健康狀態(tài)監(jiān)控對(duì)可靠性要求較高的 容錯(cuò)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的任務(wù)。而傳統(tǒng)的雙余度容錯(cuò)系統(tǒng)處理器實(shí)現(xiàn)健康狀態(tài)監(jiān)控 的能力較弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種基于單片機(jī)自監(jiān)控的雙余度容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其解決了現(xiàn)
有雙余度容錯(cuò)系統(tǒng)處理器實(shí)現(xiàn)健康狀態(tài)監(jiān)控的能力較弱的技術(shù)問(wèn)題。 本發(fā)明的技術(shù)方案為 —種基于單片機(jī)自監(jiān)控的雙余度容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括兩個(gè)通道(A通道、B通 道)，每個(gè)通道均包含主處理機(jī)(A通道主處理機(jī)、B通道主處理機(jī))及相應(yīng)的受控對(duì)象，所 述兩個(gè)通道(A通道、B通道)通過(guò)各自的主處理機(jī)(A通道主處理機(jī)、B通道主處理機(jī))進(jìn) 行雙機(jī)交互，其特征在于所述每個(gè)通道(A通道、B通道)均包含單片機(jī)(A通道單片機(jī)、B 通道單片機(jī))，所述單片機(jī)(A通道單片機(jī)、B通道單片機(jī))用于對(duì)各自的受控對(duì)象進(jìn)行故障 檢測(cè)或故障處理，并將受控對(duì)象的狀態(tài)信息傳遞給各自的主處理機(jī)(A通道主處理機(jī)、B通 道主處理機(jī))。 上述受控對(duì)象包括主處理機(jī)(A通道主處理機(jī)、B通道主處理機(jī))、電源(A通道電 源、B通道電源)、傳感器(A通道傳感器、B通道傳感器)、關(guān)鍵部件(A通道關(guān)鍵部件、B通 道關(guān)鍵部件)和/或執(zhí)行機(jī)構(gòu)(A通道執(zhí)行機(jī)構(gòu)、B通道執(zhí)行機(jī)構(gòu))。
本發(fā)明的技術(shù)效果為 1、本發(fā)明采用兩個(gè)獨(dú)立的單片機(jī)對(duì)雙余度容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行健康狀態(tài)監(jiān)控和 余度管理，使得系統(tǒng)自檢測(cè)能力大大增強(qiáng)，同時(shí)減輕了主處理機(jī)用于監(jiān)控和余度管理的開 銷，簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)軟件開發(fā)設(shè)計(jì)，提高了任務(wù)的可靠性。 2、本發(fā)明將系統(tǒng)健康狀態(tài)監(jiān)控等功能交給單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，可大大提高系統(tǒng)健康狀態(tài)
的監(jiān)控、故障診斷、故障隔離和余度管理能力，也可簡(jiǎn)化主處理器的軟件設(shè)計(jì)。 3、本發(fā)明引入單片機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)健康狀態(tài)監(jiān)控和故障管理。由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的
健康狀態(tài)監(jiān)管，包括對(duì)主處理器工作狀態(tài)監(jiān)控、傳感器工作狀態(tài)監(jiān)控、執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)監(jiān)
控、關(guān)鍵部件監(jiān)控、電源工作狀態(tài)監(jiān)控等。同時(shí)通過(guò)單片機(jī)將故障信息送至主處理機(jī)，由主
處理機(jī)也可由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障通道的檢測(cè)、隔離和切換，減輕主處理器對(duì)容錯(cuò)和余度管
理的負(fù)擔(dān)，提高任務(wù)的可靠性。


圖1為本發(fā)明的工作原理框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為一種基于單片機(jī)自監(jiān)控的雙余度容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1 ，包括兩個(gè)通 道(A通道、B通道)，每個(gè)通道均包含主處理機(jī)(A通道主處理機(jī)、B通道主處理機(jī))及相應(yīng) 的受控對(duì)象，所述兩個(gè)通道(A通道、B通道)通過(guò)各自的主處理機(jī)(A通道主處理機(jī)、B通道 主處理機(jī))進(jìn)行雙機(jī)交互，其特征在于所述每個(gè)通道(A通道、B通道)均包含單片機(jī)(A通 道單片機(jī)、B通道單片機(jī))，所述單片機(jī)(A通道單片機(jī)、B通道單片機(jī))用于對(duì)各自的受控 對(duì)象進(jìn)行故障檢測(cè)或故障處理，并將受控對(duì)象的狀態(tài)信息傳遞給各自的主處理機(jī)(A通道 主處理機(jī)、B通道主處理機(jī))。受控對(duì)象包括主處理機(jī)(A通道主處理機(jī)、B通道主處理機(jī))、 電源(A通道電源、B通道電源)、傳感器(A通道傳感器、B通道傳感器)、關(guān)鍵部件(A通道 關(guān)鍵部件、B通道關(guān)鍵部件)和/或執(zhí)行機(jī)構(gòu)(A通道執(zhí)行機(jī)構(gòu)、B通道執(zhí)行機(jī)構(gòu))。
單片機(jī)與主處理機(jī)相連，通過(guò)監(jiān)控主處理機(jī)的故障指示信號(hào)，判斷本機(jī)主處理機(jī) 是否工作正常，在主處理機(jī)發(fā)生瞬態(tài)故障時(shí)，向主處理機(jī)發(fā)出復(fù)位信號(hào)，使主處理機(jī)復(fù)位以 排除故障。 每個(gè)容錯(cuò)系統(tǒng)的主處理相互連接，各主處理機(jī)在進(jìn)行采集信息交叉互比出現(xiàn)不一 致時(shí)，可直接進(jìn)行故障檢測(cè)，也可以通知單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的故障檢測(cè)，以減輕主處理機(jī)的工 作負(fù)擔(dān)。單片機(jī)采集本容錯(cuò)系統(tǒng)(或本通道)傳感器信號(hào)(例如電流、溫度、壓力、加速度 計(jì)、速度等)送給主處理機(jī)，由主處理機(jī)通過(guò)相應(yīng)信號(hào)的特征提取算法來(lái)預(yù)測(cè)和評(píng)估本通 道的健康狀況，以確定主處理機(jī)或主處理機(jī)通知單片機(jī)是否切除本通道或降級(jí)工作。
單片機(jī)通過(guò)采集執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋參數(shù)送給主處理機(jī)，由主處理機(jī)通過(guò)相應(yīng)的特征 提取算法預(yù)測(cè)本通道輸出控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否工作正常，在判定某些部件故障時(shí)由主處理或 由主處理通知單片機(jī)隔離、關(guān)閉該部件。 單片機(jī)還可以通過(guò)采集、監(jiān)控電源電壓和電流的變化以判定本通道電源是否工作 正常。 單片機(jī)同時(shí)可以對(duì)系統(tǒng)中關(guān)鍵部件(如關(guān)鍵信號(hào)采集部件和關(guān)鍵信號(hào)輸出控制 部件)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控和健康狀態(tài)預(yù)測(cè)，以確定系統(tǒng)可能發(fā)生的故障并及時(shí)通知主處理機(jī)進(jìn) 行風(fēng)險(xiǎn)防范。 單片機(jī)根據(jù)監(jiān)控到的本通道故障信息和接收來(lái)自對(duì)方通道的故障信息通過(guò)主處 理機(jī)或主處理機(jī)通知單片機(jī)對(duì)余度系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，隔離故障部件或通道，并通知主處理機(jī) 按照重構(gòu)的結(jié)果調(diào)整相應(yīng)的控制算法。
權(quán)利要求
一種基于單片機(jī)自監(jiān)控的雙余度容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括兩個(gè)通道(A通道、B通道)，每個(gè)通道均包含主處理機(jī)(A通道主處理機(jī)、B通道主處理機(jī))及相應(yīng)的受控對(duì)象，所述兩個(gè)通道(A通道、B通道)通過(guò)各自的主處理機(jī)(A通道主處理機(jī)、B通道主處理機(jī))進(jìn)行雙機(jī)交互，其特征在于所述每個(gè)通道(A通道、B通道)均包含單片機(jī)(A通道單片機(jī)、B通道單片機(jī))，所述單片機(jī)(A通道單片機(jī)、B通道單片機(jī))用于對(duì)各自的受控對(duì)象進(jìn)行故障檢測(cè)或故障處理，并將受控對(duì)象的狀態(tài)信息傳遞給各自的主處理機(jī)(A通道主處理機(jī)、B通道主處理機(jī))。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)自監(jiān)控的雙余度容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于 所述受控對(duì)象包括主處理機(jī)(A通道主處理機(jī)、B通道主處理機(jī))、電源(A通道電源、B通道 電源)、傳感器(A通道傳感器、B通道傳感器)、關(guān)鍵部件(A通道關(guān)鍵部件、B通道關(guān)鍵部 件)和/或執(zhí)行機(jī)構(gòu)(A通道執(zhí)行機(jī)構(gòu)、B通道執(zhí)行機(jī)構(gòu))。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于單片機(jī)自監(jiān)控的雙余度容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有雙余度容錯(cuò)系統(tǒng)處理器實(shí)現(xiàn)健康狀態(tài)監(jiān)控的能力較弱的技術(shù)問(wèn)題。包括兩個(gè)通道，每個(gè)通道均包含主處理機(jī)及相應(yīng)的受控對(duì)象，所述兩個(gè)通道通過(guò)各自的主處理機(jī)進(jìn)行雙機(jī)交互，每個(gè)通道均包含單片機(jī)，單片機(jī)用于對(duì)各自的受控對(duì)象進(jìn)行故障檢測(cè)或故障處理，并將受控對(duì)象的狀態(tài)信息傳遞給各自的主處理機(jī)。具有提高了任務(wù)的可靠性的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F11/16GK101710299SQ20091031221
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者林榮超, 王保衛(wèi) 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司第六三一研究所