本发明专利技术公开了一种基于总线同步校验的铁路信号安全计算机平台，属于铁路信号安全计算机系统技术领域。包括两套各自独立的计算机单元A和计算机单元B，计算机单元A和计算机单元B还包括以下相同结构：包括ARINC659背板总线，各通信模块、处理器CPUx和处理器CPUy通过ARINC659总线通讯连接：VCU板设有ARINC659背板总线接口单元BIUx模块和BIUy模块，总线接口板MBI板上设有处理器CPU，总线接口板MBI板上还设有ARINC659背板总线接口单元BIUx模块和BIUy模块。本发明专利技术具有性能可靠、软件开发、维护工作量小、便于硬件维修等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铁路信号安全计算机系统
技术介绍
目前所采用的铁路信号安全计算机系统以二取二的处理器为核心，通过以并行总线通信（PCI或ISA）方式传递运行结果和运行状态信息，通过状态信息实现同步，根据传递的运行结果信息进行软件比较，比较一致通过背板并行总线通信方式控制相应通信卡实现对外输出。在这种结构中同步和比较由软件实现，因此增大了软件的开发及维护工作量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于总线同步校验的铁路信号安全计算机平台，它具有性能可靠、软件开发、维护工作量小、便于硬件维修等特点。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种基于总线同步校验的铁路信号安全计算机平台，包括两套各自独立的计算机单元A和计算机单元B，计算机单元A和计算机单元B各包括：设置在逻辑处理板VCU板上的处理器CPUx和处理器CPUy， VCU板的后接板VCU-EX板设有主备状态线，还包括设置在总线接口板MBI板上的至少一个通信模块，总线接口板MBI板的后接板MBI-EX板设有两个以上通信模块的对外输出通信接口，其中一个对外输出通信接口为对外总线接口，另一个对外输出通信接口为主备信息交互接口；计算机单元A和计算机单元B通过主备状态线的连接方式确定主备状态，计算机单元A和计算机单元B还包括以下相同结构：包括ARINC659背板总线，各通信模块、处理器CPUx和处理器CPUy通过ARINC659总线通讯连接：VCU板设有ARINC659背板总线接口单元BIUx模块和BIUy模块，分别用于处理器CPUx和处理器CPUy与ARINC659总线之间进行通讯连接，总线接口板MBI板上设有用于对通信模块所传输的信息与ARINC659总线所传输的信息进行协议转换的处理器CPU，总线接口板MBI板上还设有ARINC659背板总线接口单元BIUx模块和BIUy模块，通信模块所传输信号通过处理器CPU转换协议后，经BIUx模块和BIUy模块与ARINC659总线通讯连接。本专利技术进一步改进在于：处理器CPUx和处理器CPUy各具有独立的电源、时钟、保护电路、看门狗和复位电路模块。处理器CPUx和处理器CPUy功能参数相同：处理器CPUx和处理器CPUy主要性能参数：字长：32 bits；主频：＞300 MHz。主备信息信息交互接口为以太网接口。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1) 提供了安全计算机系内、系间的统一通用的高速、高容错数据传输和同步机制；传统并行背板总线的连线数据众多，如果采用冗余总线设计难度大，而串行背板总线，每条总线包括信号3根，4重冗余12根线，易于系统设计。2) 消除了传统计算机结构中各通道以处理器为核心的缺点，各类模块可以按照功能性和可靠性要求，按需配置。3) 通过模块化结构，为系统的功能扩展提供了极大的便利——系统功能的增加不需要修改已存在的模块，仅需在预留的扩展槽位增加功能模块即可；两套安全计算机物理、电气相互独立，可关断一套进行维修而不影响另外一套。4) 相比传统的任务级自监控方式（一种二乘二取二系统的同步方法和设备 200910237497.8 ），基于背板冗余总线自监控比较方式，克服了需要软件参与监控比对的缺点，其自监控机制完全对软件透明，减轻了软件设计、验证和认证的复杂度；相比于时钟锁步自监控（Lock-Step）（用于锁步同步的系统和方法 201180028954.8），此种方式避免了设计复杂的时钟锁步电路的设计。本专利技术具有性能可靠、软件开发、维护工作量小、便于硬件维修等特点。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1中逻辑处理板VCU板上各模块与ARINC659总线连接结构示意图；图3是图1中总线接口板MBI板上各模块与ARINC659总线连接结构示意图。ARINC659总线介绍：ARINC659总线由四重冗余总线构成，数据在总线进行发送时，在发送端进行回读校核，发送和回读不一致将发现。在接收端也进行接收比较，比较不一致拒绝接收该数据。ARINC659总线即可实现挂接在总线上的两个处理器运算的比较。减轻软件开发工作量（其规范标准详见ARINC SPECIFICATION 659 BACKPLANE DATA BUS,DEC.27,1993）。具体实施方式下面将结合附图和具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。由图1-3所示的实施例可知，本实施例包括两套各自独立的计算机单元A和计算机单元B，计算机单元A和计算机单元B各包括：设置在逻辑处理板VCU板上的处理器CPUx和处理器CPUy， VCU板的后接板VCU-EX板设有主备状态线，还包括设置在总线接口板MBI板上的至少一个通信模块，总线接口板MBI板的后接板MBI-EX板设有两个以上通信模块的对外输出通信接口，其中一个对外输出通信接口为对外总线接口，另一个对外输出通信接口为主备信息交互接口；计算机单元A和计算机单元B通过主备状态线的连接方式确定主备状态，计算机单元A和计算机单元B还包括以下相同结构：包括ARINC659背板总线，各通信模块、处理器CPUx和处理器CPUy通过ARINC659总线通讯连接：VCU板设有ARINC659背板总线接口单元BIUx模块和BIUy模块，分别用于处理器CPUx和处理器CPUy与ARINC659总线之间进行通讯连接，总线接口板MBI板上设有用于对通信模块所传输的信息与ARINC659总线所传输的信息进行协议转换的处理器CPU，总线接口板MBI板上还设有ARINC659背板总线接口单元BIUx模块和BIUy模块，通信模块所传输信号通过处理器CPU转换协议后，经BIUx模块和BIUy模块与ARINC659总线通讯连接。处理器CPUx和处理器CPUy各具有独立的电源、时钟、保护电路、看门狗和复位电路模块。处理器CPUx和处理器CPUy功能参数相同：处理器CPUx和处理器CPUy主要性能参数：字长：32 bits；主频：＞300 MHz。主备信息信息交互接口为以太网接口。工作原理：逻辑处理板VCU板内包含各自独立的处理器CPUx和处理器CPUy，其分别各自控制一个节点的BIU模块对（串行背板总线接口单元的BIUx模块和BIUy模块），两通道之间保持绝对的独立性，并利用加强绝缘来进行电气隔离，处理器CPUx和处理器CPUy具有独立的电源、时钟、保护电路、看门狗和复位电路。保证系内/间的故障不会影响到另一系所有与安全通信接口相关的信息输入、处理和输出的功能。 处理器CPUx和CPUy执行完全相同的软件任务，并且同时由各自的BIU自ARINC659总线取得输入数据，因此经过软件解算后输出至各自BIU待发送的数据也应该是相同的；在时间规划表约定的时刻经过BIU交叉回绕比对发现此不一致，则BIU将立即停止本次发送并关闭对方发送，同时接收方也将检测到此次数据传输是错误，从而使得系统导向安全侧（停止对外输出）。BIU模块对严格依照存储在其中的“时间规划表”规定的步骤和时间段参与ARINC659总线的运行，时间规划表是在设计阶段得以完全规定，并从根本上避免了节点对总线占用的“冲突”，通过时间触发机制，保证了系统运行的确定性和强实时性，杜绝了各个节点对总线资源抢占所引起的资源冲突导致的系统执行的不确定性，并且降本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于总线同步校验的铁路信号安全计算机平台，包括两套各自独立的计算机单元A和计算机单元B，所述计算机单元A和计算机单元B各包括：设置在逻辑处理板VCU板上的处理器CPUx和处理器CPUy， VCU板的后接板VCU‑EX板设有主备状态线，还包括设置在总线接口板MBI板上的至少一个通信模块，所述总线接口板MBI板的后接板MBI‑EX板设有两个以上通信模块的对外输出通信接口，其中一个对外输出通信接口为对外总线接口，另一个对外输出通信接口为主备信息交互接口；所述计算机单元A和计算机单元B通过主备状态线的连接方式确定主备状态，其特征在于：所述计算机单元A和计算机单元B还包括以下相同结构：包括ARINC659背板总线，所述各通信模块、所述处理器CPUx和处理器CPUy通过ARINC659总线通讯连接：所述VCU板设有ARINC659背板总线接口单元BIUx模块和BIUy模块，分别用于所述处理器CPUx和处理器CPUy与ARINC659总线之间进行通讯连接，所述总线接口板MBI板上设有用于对通信模块所传输的信息与ARINC659总线所传输的信息进行协议转换的处理器CPU，所述总线接口板MBI板上还设有ARINC659背板总线接口单元BIUx模块和BIUy模块，所述通信模块所传输信号通过处理器CPU转换协议后，经BIUx模块和BIUy模块与ARINC659总线通讯连接。...
【技术特征摘要】
1.一种基于总线同步校验的铁路信号安全计算机平台，包括两套各自独立的计算机单元A和计算机单元B，所述计算机单元A和计算机单元B各包括：设置在逻辑处理板VCU板上的处理器CPUx和处理器CPUy， VCU板的后接板VCU-EX板设有主备状态线，还包括设置在总线接口板MBI板上的至少一个通信模块，所述总线接口板MBI板的后接板MBI-EX板设有两个以上通信模块的对外输出通信接口，其中一个对外输出通信接口为对外总线接口，另一个对外输出通信接口为主备信息交互接口；所述计算机单元A和计算机单元B通过主备状态线的连接方式确定主备状态，其特征在于：所述计算机单元A和计算机单元B还包括以下相同结构：包括ARINC659背板总线，所述各通信模块、所述处理器CPUx和处理器CPUy通过ARINC659总线通讯连接：所述VCU板设有ARINC659背板总线接口单元BIUx模块和BIUy模块，分别用于所述处理器CPUx和处理器CPUy与ARINC659总线...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘明，刚建雷，赵永清，管伟军，段武，张玲，胡燕来，梁志国，齐志华，徐登科，张宏韬，张杰，张素阳，王海腾，关恽珲，孙翼，杨磷，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院，中国铁道科学研究院通信信号研究所，北京市华铁信息技术开发总公司，北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。