一种双机热备系统中快速主备切换装置和主备切换方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种双机热备系统中快速主备切换装置和主备切换方法。快速主备切换装置包括硬件互斥电路、过滤电路，以及位于第一核心模块上的第一软件协商模块和第一看门狗模块，位于第二核心模块上的第二软件协商模块和第二看门狗模块，解决了现有主备切换系统中软件死机不能及时发现的问题，主备切换过程中的对外“双主”呈现问题，以及主备协商过程中的对外“双备”呈现问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双机热备系统中快速主备切换装置和主备切换方法
本专利技术涉及通信系统热备份
，特别是指一种双机热备系统中快速主备切换装置。
技术介绍
在电子设备中，特别是在高端核心设备，对于核心模块，都会用到双机热备方案，提供1+1冗余保护。双机热备特指基于active（主）/standby（备）方式的热备。而两个模块之间的选择和切换就需要提供一种可靠的仲裁机制和切换流程，否则容易出现主用模块软件死机不能及时发现和进行主备切换的问题，主备切换过程中的对外“双主”呈现问题，以及主备协商过程中的对外“双备”呈现问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出一种快速主备切换装置，所述装置包括硬件互斥电路、过滤电路，以及位于第一核心模块上的第一软件协商模块和第一看门狗模块，位于第二核心模块上的第二软件协商模块和第二看门狗模块，其中，第一软件协商模块和第二软件协商模块用于协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态，其输出端分别与硬件互斥电路的第一输入端和第二输入端连接，分别向硬件互斥电路输出第一核心模块和第二核心模块的主备状态信号；硬件互斥电路的第一输出端和第二输出端，分别与过滤电路的第一输入端和第二输入端连接，用于在第一核心模块输出的状态和第二核心模块输出的状态信号均变为主状态信号时，保持硬件互斥电路的原输出状态不变；过滤电路用于在硬件互斥电路的第一输出端和第二输出端的输出信号均变为备用状态信号时，保持过滤电路的原输出状态信号不变；第一看门狗模块的输出端分别连接硬件互斥电路的第三输入端和第一软件协商模块；第二看门狗模块的输出端分别连接硬件互斥电路的第四输入端和第二软件协商模块；第一看门狗模块内部具有第一硬件计数器，在第一硬件计数器计数溢出时分别向硬件互斥电路的第三输入端和第一软件协商模块发送复位信号；第二看门狗模块内部具有第二硬件计数器，在第二硬件计数器计数溢出时分别向硬件互斥电路的第四输入端和第二软件协商模块发送复位信号；第一软件协商模块还用于在收到复位信号后，首先重启第一核心模块，并置输出信号为备用状态信号，然后再启动与第二软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程；第二软件协商模块还用于在收到复位信号后，首先重启第二核心模块，并置输出信号为备用状态信号，然后再启动与第一软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程。本专利技术的有益效果主要在于以下几个方面：1，利用初始默认状态：硬件上把主模块和备模块的初始状态设置为备。正常工作时一旦发生异常死机，可以通过看门狗复位等手段自动进入默认状态。从而避免死在主状态，无法释放总线控制权，导致系统瘫痪。2，主备监测中引入看门狗复位：引入看门狗作为本模块监测自身是否正常的手段；一旦软件发现异常死机，或程序运行出现故障，看门狗发生作用，产生复位，则模块进入初始默认状态。可以从故障中恢复出来，避免死在主状态，导致瘫痪。3，主备状态协商机制和硬件互斥电路，避免对外输出双主状态：正常情况下，不会出现两个核心模块同时为主模块的状态。互斥电路的意义在于通过命令强制将备用模块转为主用模块，但原主用模块未完成“退主”情况下，出现的短时间“双主”情况。互斥电路通过其保持功能，送给后面过滤电路的输入不发生变化，因此整个系统对外输出Act1out、Act2out不会变化，直到原主用状态模块退出主状态。4，平滑切换：利用过滤电路的保持特性，使得在主备状态协商握手过程中，出现Act1tmp和Act2tmp都变为备用状态指示时，整个系统对外输出Act1out、Act2out不会变化，从而避免了对外输出“双备”状态。附图说明图1是本专利技术提出的快速主备切换装置的模块结构示例图。图2是本专利技术提出的主备切换装置的电路模块示例图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作进一步的详细描述。图1是本专利技术提出的快速主备切换装置的模块结构示例图。所述装置包括硬件互斥电路、过滤电路，以及位于第一核心模块上的第一软件协商模块和第一看门狗模块，位于第二核心模块上的第二软件协商模块和第二看门狗模块，其中，第一软件协商模块和第二软件协商模块用于协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态，其输出端分别与硬件互斥电路的第一输入端和第二输入端连接，分别向硬件互斥电路输出第一核心模块和第二核心模块的主备状态信号；硬件互斥电路的第一输出端和第二输出端，分别与过滤电路的第一输入端和第二输入端连接，用于在第一核心模块输出的状态和第二核心模块输出的状态信号均变为主状态信号时，保持硬件互斥电路的原输出状态不变；过滤电路用于在硬件互斥电路的第一输出端和第二输出端的输出信号均变为备用状态信号时，保持过滤电路的原输出状态信号不变；第一看门狗模块的输出端分别连接硬件互斥电路的第三输入端和第一软件协商模块；第二看门狗模块的输出端分别连接硬件互斥电路的第四输入端和第二软件协商模块；第一看门狗模块内部具有第一硬件计数器，在第一硬件计数器计数溢出时分别向硬件互斥电路的第三输入端和第一软件协商模块发送复位信号；第二看门狗模块内部具有第二硬件计数器，在第二硬件计数器计数溢出时分别向硬件互斥电路的第四输入端和第二软件协商模块发送复位信号；第一软件协商模块还用于在收到复位信号后，首先重启第一核心模块，并置输出信号为备用状态信号，然后再启动与第二软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程；第二软件协商模块还用于在收到复位信号后，首先重启第二核心模块，并置输出信号为备用状态信号，然后再启动与第一软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程。主备切换方法包括：处于主用状态的第一核心模块发生软件故障，致使第一硬件计数器计数溢出，第一硬件计数器向硬件互斥电路的第三输入端和第一软件协商模块发送复位信号；第一软件协商模块收到复位信号后，首先重启第一核心模块，并置输出信号为备用状态信号，然后再启动与第二软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程；处于备用状态的第二核心模块的第二软件协商模块检测到第一核心模块变为备用状态，立即启动与第一软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程；硬件互斥电路的第三输入端在第一硬件计数器发送的复位信号的作用下，将其第一输出端输出的信号由主用信号变为备用信号；过滤电路在硬件互斥电路的第一输出端和第二输出端的输出信号均变为备用状态信号时，保持输出第一核心模块为主用模块、第二核心模块为备用模块的输出信号状态。主备切换方法还包括：处于备用状态的第二核心模块接到切换为主用状态的命令后，第二软件协商模块将输出状态信号变为主用状态信号；硬件互斥电路检测到其第一输入端和第二输入端都变为主用状态信号，保持输出第一核心模块为主用模块、第二核心模块为备用模块的输出信号状态不变；第一软件协商模块检测到第二核心模块变为主用状态的信号，立即将自身状态变为备用状态，并输出备用状态信号；硬件互斥电路检测到其第一输入端变为备用状态信号，第二输入端变为主用状态信号，则硬件互斥电路在其第一输出端输出备用状态信号，在第二输出端输出主用状态信号；过滤电路检测到其第一输入端变为备用状态信号，第二输入端变为主用状态信号，则过滤电路在其第一输出端输出备用状态信号，在第二输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主备切换装置，其特征在于：所述装置包括硬件互斥电路、过滤电路，以及位于第一核心模块上的第一软件协商模块和第一看门狗模块，位于第二核心模块上的第二软件协商模块和第二看门狗模块，其中，第一软件协商模块和第二软件协商模块用于协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态，其输出端分别与硬件互斥电路的第一输入端和第二输入端连接，分别向硬件互斥电路输出第一核心模块和第二核心模块的主备状态信号；硬件互斥电路的第一输出端和第二输出端，分别与过滤电路的第一输入端和第二输入端连接，用于在第一核心模块输出的状态和第二核心模块输出的状态信号均变为主状态信号时，保持硬件互斥电路的原输出状态不变；过滤电路用于在硬件互斥电路的第一输出端和第二输出端的输出信号均变为备用状态信号时，保持过滤电路的原输出状态信号不变；第一看门狗模块的输出端分别连接硬件互斥电路的第三输入端和第一软件协商模块；第二看门狗模块的输出端分别连接硬件互斥电路的第四输入端和第二软件协商模块；第一看门狗模块内部具有第一硬件计数器，在第一硬件计数器计数溢出时分别向硬件互斥电路的第三输入端和第一软件协商模块发送复位信号；第二看门狗模块内部具有第二硬件计数器，在第二硬件计数器计数溢出时分别向硬件互斥电路的第四输入端和第二软件协商模块发送复位信号；第一软件协商模块还用于在收到复位信号后，首先重启第一核心模块，并置输出信号为备用状态信号，然后再启动与第二软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程；第二软件协商模块还用于在收到复位信号后，首先重启第二核心模块，并置输出信号为备用状态信号，然后再启动与第一软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：在第一核心模块无故障时，所述第一硬件计数器由第一核心模块周期性发送的清零信号清零；当第一核心模块发生故障时，第一硬件计数器会因收不到清零信号而计数溢出；在第二核心模块无故障时，所述第二硬件计数器由第二核心模块周期性发送的清零信号清零；当第二核心模块发生故障时，第二硬件计数器会因收不到清零信号而计数溢出。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：第一软件协商模块和第二软件协商模块输出的主备状态信号还通过信号线互相发送给对方;处于备用状态的核心模块的软件协商模块，检测到对端变为备用状态时，立刻启动第一软件协商模块和第二软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于：第一软件协商模块和第二软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程启动时，所述过滤电路的第一输入端和第二输入端输入的信号均变为备用状态信号。5.如权利要求3所述的装置，其特征在于：当第一核心模块和第二核心模块都处于备用状态时，第一软件协商模块和第二软件协商模块，根据预设的第一核心模块的主备选择优先级和预设的第二核心模块的主备选择优先级，将第一核心模块切换为主用状态或将第二核心模块切换为主用状态。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：第一核心模块和第二核心模块上电初始化后，均自动置于备用状态。7.如权利要求5所述的装置，其特征在于：主备选择优先级高的核心模块，在协商后被切换到主用状态，主备选择优先级低的核心模块，在协商后保持在备用状态。8.如权利要求1所述的装置，其特征在于：第一软件协商模块和第二软件协商模块输出的主备状态信号还通过信号线互相发送给对方;处于主用状态的核心模块的软件协商模块，检测到对端变为主用状态时，立刻将自身置为备用状态并输出备用状态信号。9.一种主备系统中的主备切换方法，其特征在于：所述系统包括硬件互斥电路、过滤电路，以及位于第一核心模块上的第一软件协商模块和第一看门狗模块，位于第二核心模块上的第二软件协商模块和第二看门狗模块，其中，第一软件协商模块和第二软件协商模块用于协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态，其输出端分别与硬件互斥电路的第一输入端和第二输入端连接，分别向硬件互斥电路输出第一核心模块和第二核心模块的主备状态信号；硬件互斥电路的第一输出端和第二输出端，分别与过滤电路的第一输入端和第二输入端连接，用于在第一核心模块输出的状态和第二核心模块输出的状态信号均变为主状态信号时，保持硬件互斥电路的原输出状态不变；过滤电路用于在硬件互斥电路的第一输出端和第二输出端的输出信号均变为备用状态信号时，保持过滤电路的原输出状态信号不变；第一看门狗模块的输出端分别连接硬件互斥电路的第三输入端和第一软件协商模块；第二看门狗模块的输出端分别连接硬件互斥电路的第四输入端和第二软件协商模块；第一看门狗模块内部具有第一硬件计数器，在第一硬件计数器计数溢出时分别向硬件互斥电路的第三输入端和第一软件协商模块发送复位信号；第二看门狗模块内部具有第二硬件计数器，在第二硬件计数器计数溢出时分别向硬件互斥电路的第四输入端和第二软件协商模块发送复位信号；第一软件协商模块还用于在收到复位信号后，首先重启第一核心模块，并置输出信号为备用状态信号，然后再启动与第二软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程；第二软件协商模块还用于在收到复位信号后，首先重启第二核心模块，并置输出信号为备用状态信号，然后再启动与第一软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程；所述方法包括：处于主用状态的第一核心模块发生软件故障，致使第一硬件计数器计数溢出，第一硬件计数器向硬件互斥电路的第三输入端和第一软件协商模块发送复位信号；第一软件协商模块收到复位信号后，首先重启第一核心模块，并置输出信号为备用状态信号，然后再启动与第二软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程；处于备用状态的第二核心模块的第二软件协商模块检测到第一核心模块变为备用状态，立即启动与第一软件协商模块协商第一核心模块和第二核心模块的主备状态的过程；硬件互斥电路的第三输入端在第一硬件计数器发送的复位信号的作用下，将其第一输出端输出的信号由主用信号变为备用信号；过滤电路在硬件互斥电路的第一输出端和第二输出端的输出信号均变为备用状态信号时，保持输出第一核心模块为主用模块、第二核心模块为备用模块的输出信号状态。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，尹焕亭，刘建元，
申请(专利权)人：浙江网新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：