基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法技术

本发明专利技术涉及冗余热备份技术领域，公开了一种基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法，该设备包括两个完全相同的CPU模块、一个仲裁模块，两个CPU模块都包括业务模块和任务同步模块，通过直连网线实现数据通信完成任务同步功能。该方法中将业务模块按功能分成多个任务来执行，当任务执行结束后调用任务同步模块进行一次数据同步操作，同时任务同步模块实施心跳状态的发送处理。本发明专利技术的数据同步方法，通过余度之间的通信链路及运行在CPU模块上的任务同步软件模块，实现了两个CPU模块间的任务同步，该方法易于实现，对现有设备的硬件、软件改动量小，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法
本专利技术涉及冗余热备份
更具体地，涉及一种基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法。
技术介绍
随着互联网的飞速发展，网络已经成为社会生活中不可或缺的重要部分，企业和个人的通信与交流均离不开网络的使用，因此对网络的可靠性的要求也越来越高。热备份技术是一种软硬件结合的较高容错的应用方法，其能够在不中断运行的情况下，使用备用的模块替换故障模块，并在故障消除之后，系统能自动重新同步运行，从而有效提高设备的可靠性，避免因设备故障而中断运行。目前，为提高地面装备设备的可靠性，采用冗余热备份设计已成为广泛应用的方法。冗余热备份即为当一个设备出现故障后，另一个热备份的设备在无人为干涉情况下实现快速无缝切换，接管主设备的所有功能，确保设备故障切换后执行任务的持续性。实现冗余热备份的关键技术为余度之间的数据同步技术，热备份的设备需要知道主设备的运行状态，并与之保持一致才能保证故障切换后设备可以接续当前状态继续运行。根据同步的同步方式包括时钟同步、任务同步、松散同步。其中，时钟同步适用于高精度的实时计算系统中，要求冗余的两个模块在时钟周期内执行严格数据同步过程，需要硬件设计的支持且实现难度较大；任务同步以任务为单位实施同步减少了余度之间的交互及同步等待时间，适用于基于任务调度方式工作的设备中；而松散同步适用于对双机同步精度要求不高的设备中。数据同步的实现可以通过反射内存卡、双端口RAM的存储器方式实现，也可以通过串、并行通讯链路实现，基于反射内存卡或双端口RAM的数据同步方式需要对设备硬件进行重新设计，难度大、成本高，通常高精度时钟同步方式采用此方法，而基于串、并行通讯链路进行数据同步的方式简单易操作、成本低，满足任务级同步的非大数据量同步交互需求。因此，需要提供一种基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法，将业务模块按功能分成多个任务来执行，当任务执行结束后调用任务同步模块进行一次数据同步操作，同时任务同步模块实施心跳状态的发送处理，该方法包括设备自身业务处理后的状态数据同步，具体地第一CPU模块的第一业务模块完成一任务并发送第一任务同步请求至第一任务同步模块；第一任务同步模块接收第一任务同步请求并创建第一同步任务，将第一同步任务发送至第二CPU模块；第一CPU模块为主CPU模块，第二CPU模块为热备份CPU模块；第二CPU模块的第二业务模块完成任务并发送第二任务同步请求至第二任务同步模块；第二任务同步模块接收第二任务同步请求并创建第二同步任务；第二CPU模块的第二任务同步模块接收第一同步任务，并判断第二任务同步模块是否创建完成第二同步任务，若是，则对比第一同步任务和第二同步任务的同步数据并得出同步结果；若否，则继续等待；基于同步结果判断是否执行下一任务。第一CPU模块通过直连网线将第一同步任务发送至第二CPU模块。优选地，基于同步结果判断是否执行下一任务，包括：第二任务同步模块将同步结果发送至第一任务同步模块；第一、第二任务同步模块分别将同步结果发送至第一、第二业务模块；若同步结果为正常，则第一、第二业务模块分别执行下一任务；若同步结果为异常，则第一、第二业务模块将同步结果发送至仲裁模块；仲裁模块基于同步结果进行故障处理。第一同步任务和第二同步任务的同步数据相同，则同步结果为正常；第一同步任务和第二同步任务的同步数据不相同，则同步结果为异常。优选地，故障处理为对第一CPU模块执行断电处理或对第二CPU模块执行断电处理。优选地，数据同步方法还包括输入数据同步，具体地接收外部节点的通信数据并判断是否需要应答处理；若是，则第一、第二CPU模块进行接收应答和输入同步处理；若否，则第一、第二CPU模块进行输入同步处理。进一步优选地，输入同步处理包括：第一、第二CPU模块分别接收输入数据；执行设备自身业务处理后的状态数据同步过程，任务为数据输入；判断同步结果是否正常，若是，则第一、第二业务模块分别执行下一任务；若否，则将同步结果进行提示并发送至仲裁模块；仲裁模块基于同步结果进行故障处理。优选地，数据同步方法还包括输出数据同步，具体地执行设备自身业务处理后的状态数据同步过程，任务为数据输出；判断同步结果是否正常，若是，则主CPU模块向外部节点发送数据；若否，则将同步结果进行提示并发送至仲裁模块；仲裁模块基于同步结果进行故障处理。优选地，第一、第二CPU模块上电后，应用软件自启动开始运行，第一、第二业务模块按照预定时间间隔分别调用第一、第二任务同步模块向仲裁模块发送心跳信息。优选地，等待时间小于最长等待时间，超时后结束等待，将超时故障发送给仲裁模块并将超时故障状态进行提示。优选地，发送时间小于最长发送时间。超时后结束发送，将超时故障发送给仲裁模块并将超时故障状态进行提示。本专利技术的有益效果如下：本专利技术的基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法，通过余度之间的通信链路及运行在CPU模块上的任务同步软件模块，实现了两个CPU模块间的任务同步，该方法易于实现，对现有设备的硬件、软件改动量小，可靠性高。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法流程图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的属于“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一些列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法或设备固有的气体步骤或单元。本专利技术提出一种双冗余热备份设备的任务级数据同步方法，适用于地面装备车辆的车载综合控制设备，由于综合控制设备主要执行流程控制及通信功能，不进行算法处理，在输入相同情况下每一过程的执行结果是确定的，所以采取任务同步方式，既可降低数据同步的复杂度，同时也满足综合控制设备的同步功能需求。本专利技术中的基于任务级的双冗余热备份设备包括两个完全相同的CPU模块、一个仲裁模块，两个CPU模块通过直连网线实现数据通信完成任务同步功能，CPU模块定时向仲裁模块发送心跳数据及自身运行状态信息，仲裁模块完成对两个CPU模块的心跳检测，接收CPU模块的状态信息，完成故障的处理，实现两个CPU模块的主备切换功能。综合控制设备上电后，默认第一个槽位上的CPU模块为主CPU模块，负责与外部的通讯、控制功能，另一个作为热备份CPU模块，只接收外部的数据，不对外发送信息。设备工作过程中，两个冗余热备份CPU模块运行相同的软件，需要进行数据同步从而保证彼此状态的一致性和任务同步性。本专利技术中，一种基于任务级的双冗余热备份设备包括：第一CPU模块、第二CPU本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法，其特征在于，所述数据同步方法包括设备自身业务处理后的状态数据同步，具体地第一CPU模块的第一业务模块完成一任务并发送第一任务同步请求至第一任务同步模块；所述第一任务同步模块接收所述第一任务同步请求并创建第一同步任务，将所述第一同步任务发送至第二CPU模块；所述第一CPU模块为主CPU模块，所述第二CPU模块为热备份CPU模块；所述第二CPU模块的第二业务模块完成所述任务并发送第二任务同步请求至第二任务同步模块；所述第二任务同步模块接收所述第二任务同步请求并创建第二同步任务；所述第二CPU模块的第二任务同步模块接收所述第一同步任务，并判断所述第二任务同步模块是否创建完成所述第二同步任务，若是，则对比所述第一同步任务和第二同步任务的同步数据并得出同步结果；若否，则继续等待；基于所述同步结果判断是否执行下一任务。

【技术特征摘要】
1.一种基于任务级的双冗余热备份设备的数据同步方法，其特征在于，所述数据同步方法包括设备自身业务处理后的状态数据同步，具体地第一CPU模块的第一业务模块完成一任务并发送第一任务同步请求至第一任务同步模块；所述第一任务同步模块接收所述第一任务同步请求并创建第一同步任务，将所述第一同步任务发送至第二CPU模块；所述第一CPU模块为主CPU模块，所述第二CPU模块为热备份CPU模块；所述第二CPU模块的第二业务模块完成所述任务并发送第二任务同步请求至第二任务同步模块；所述第二任务同步模块接收所述第二任务同步请求并创建第二同步任务；所述第二CPU模块的第二任务同步模块接收所述第一同步任务，并判断所述第二任务同步模块是否创建完成所述第二同步任务，若是，则对比所述第一同步任务和第二同步任务的同步数据并得出同步结果；若否，则继续等待；基于所述同步结果判断是否执行下一任务。2.根据权利要求1所述的数据同步方法，其特征在于，所述基于所述同步结果判断是否执行下一任务，包括：第二任务同步模块将所述同步结果发送至所述第一任务同步模块；所述第一、第二任务同步模块分别将所述同步结果发送至所述第一、第二业务模块；若所述同步结果为正常，则所述第一、第二业务模块分别执行下一任务；若所述同步结果为异常，则所述第一、第二业务模块将所述同步结果发送至仲裁模块；所述仲裁模块基于所述同步结果进行故障处理。3.根据权利要求2所述的数据同步方法，其特征在于，所述故障处理为对所述第一CPU模块执行断电处理或对...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗悦，赵明，陶然，田福强，景斌，李正天，
申请(专利权)人：北京电子工程总体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11