一种基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元制造技术

本发明专利技术涉及一种基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元，本发明专利技术所述的国产龙芯处理器的测控设备包括两台，称为第一国产龙芯处理器的测控设备和第二国产龙芯处理器的测控设备，两个国产龙芯处理器的测控设备均包括冗余切换模块，产生包含龙芯测控设备状态信息的心跳数据包，发送给对方；接收对方发送的心跳数据包，并诊断，判断另一龙芯测控设备是否正常工作。本发明专利技术开展可靠性评估技术研究，并设计智能多机冗余切换策略，通过双重心跳信号与人工判断的综合分析，对设备的当前状态进行准确评估，能够有效防止因干扰、电缆等外部原因导致的“漏判”或“错判”等情况，判断的可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元
本专利技术涉及一种基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元，属于地面设备可靠性设计领域。
技术介绍
随着国产龙芯处理器越来越广泛的应用于航天产业中，对于国产龙芯处理器电气设备的可靠性也提出了越来越高的要求。仅仅通过提高单机的可靠性已经不能满足某些系统对可靠性的要求，因而如何提高系统的可靠性成为可靠性研究的热门课题。冗余技术是提高控制系统可靠性的一种最有效的方法之一。冗余技术就是通过增加额外的同等功能的部件，并通过一定的冗余逻辑使它们协调地同步运行，使系统应用功能得到多重保证。冗余技术包含多个内容，其中包括设备的可靠性检测评估(即设备状态的评估与判断)、冗余模式(如冷备份、暖备份、热备份等)、冗余切换方法(即冗余切换的逻辑或策略)等。传统的冗余技术往往采用冷备份加人工评估设备状态或热备份加单心跳线评估设备状态的方法，冷备份加人工评估设备状态具有冗余切换不及时的缺点，而热备份加单心跳线评估设备状态过分依赖评估设备(心跳线)的可靠性。如何提供一种可靠性高、实时性好的龙芯测控设备冗余切换方法是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元，开展可靠性评估技术研究，并设计智能多机冗余切换策略，弥补单一国产化设备可靠性不足的问题，确保系统长时间可信、可靠工作，为航天产品在整装整贮等各任务剖面中研究提供国产化信息基础平台。本专利技术目的通过如下技术方案予以实现：提供一种基于国产龙芯处理器的测控设备的冗余切换单元模块，国产龙芯处理器的测控设备包括第一国产龙芯处理器的测控设备和第二国产龙芯处理器的测控设备，两个国产龙芯处理器的测控设备均包括冗余切换模块，其特征在于，冗余切换单元模块包括冗余控制逻辑模块和主控制器模块；冗余控制模块产生包含龙芯测控设备状态信息的心跳数据包并发送给另一龙芯测控设备的冗余控制模块，接收另一龙芯测控设备发送的心跳数据包，并判断另一龙芯测控设备是否正常工作，并将判断结果通发送给主控制器模块；主控制器模块根据心跳诊断的结果控制本国产龙芯处理器的测控设备的工作模式。优选的，国产龙芯处理器的测控设备的工作模式包括备份工作模式、主份工作模式和单机模式；在备份工作模式下，断开该国产龙芯处理器的测控设备与被控设备的通讯；在主份工作模式下，该国产龙芯处理器的测控设备与被控设备正常通讯，控制被控设备工作；在单机模式下，冗余控制模块不工作，两个国产龙芯处理器的测控设备分别与被控设备的通讯。优选的，国产龙芯处理器的测控设备的工作模式包括备份工作模式和主份工作模式；在备份工作模式下，断开该国产龙芯处理器的测控设备与被控设备的通讯；在主份工作模式下，该国产龙芯处理器的测控设备与被控设备正常通讯，控制被控设备工作。优选的，冗余控制模块包括心跳发生模块、心跳接收模块、心跳诊断模块、冗余控制逻辑模块；心跳发生模块在冗余控制逻辑模块的控制下产生包含龙芯测控设备状态信息的心跳数据包；心跳接收模块接收另一龙芯测控设备发送的心跳数据包，并发送给心跳诊断模块；心跳诊断模块根据心跳数据包，判断另一龙芯测控设备是否正常工作，并将判断结果发送给冗余控制逻辑模块；冗余控制逻辑模块控制心跳诊断模块发送心跳数据包给另一龙芯测控设备的心跳接收模块，并将心跳诊断模块发送的判断结果通发送给主控制器模块。优选的，主控制器模块根据心跳诊断的结果控制本国产龙芯处理器的测控设备的工作模式的具体方法为：当判断结果为正常时，保持当前工作模式；当判断结果为不正常时，查看本国产龙芯处理器的测控设备工作模式，如果本国产龙芯处理器的测控设备工作模式为主份工作模式则保持主份工作模式，如果本国产龙芯处理器的测控设备工作模式为备份工作模式则发起冗余切换请求，发送给另一台国产龙芯处理器的测控设备。优选的，心跳发生模块为产生脉冲方波的电路，心跳接收模块为方波信号检测电路，心跳诊断模块对一段时间内心跳接收模块接收到的方波信号的个数进行记数，根据记数结果判断心跳信号是否正常。优选的，主控制器模块包括数据同步模块，对两个国产龙芯处理器的测控设备的数据进行同步。优选的，第一国产龙芯处理器的测控设备和第二国产龙芯处理器的测控设备通过双路通讯向对方发送心跳数据包；心跳诊断模块判断国产龙芯处理器的测控设备是否正常工作的判断方式如下：当心跳诊断结果为两路心跳均正常时，继续进行心跳诊断，报告诊断结果为正常；当有且仅有一路对机心跳异常时，向主控制器模块报告异常结果，并继续进行心跳诊断；当两路对机心跳均出现异常时，向主控制器模块报告对机死机故障。优选的，主控制器模块根据心跳诊断模块发送的诊断结果，进行判断，当两路心跳均正常时，维持当前工作模式；当有且仅有一路对机心跳异常时，主控制器模块记录该心跳异常结果，并维持当前工作模式；当接收到对机死机故障时，查看本龙芯测控设备工作模式，如果本国产龙芯处理器的测控设备工作模式为主份工作模式则保持主份工作模式，如果本国产龙芯处理器的测控设备工作模式为备份工作模式则发起冗余切换请求，发送给另一台国产龙芯处理器的测控设备；当接收到另一台国产龙芯处理器的测控设备发送的冗余切换请求时，返回允许切换信号；当接收到允许切换信号时，将自身切换为主份工作模式，并发送切换完成信号；另一台国产龙芯处理器的测控设备接收到切换完成信号后将自身切换为备份工作模式。优选的，如果主控制器模块连续发送3次冗余切换请求，均没有接收到允许切换信号，则向后端主机发送询问信号，询问另一台国产龙芯处理器的测控设备是否正常，如果后端主机返回的信号为另一台国产龙芯处理器的测控设备正常，则两台国产龙芯处理器的测控设备均进入单机模式，如果返回的信号为另一台国产龙芯处理器的测控设备故障，则将自身切换为主份工作模式。同时提供一种利用所述的基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元进行冗余切换的方法，包括如下步骤：(1)第一国产龙芯处理器的测控设备和第二国产龙芯处理器的测控设备通过双路通讯向对方发送心跳数据包，心跳诊断模块根据心跳数据包进行诊断，当心跳诊断结果为两路心跳均正常时，则报告正常诊断结果；当有且仅有一路对机心跳异常时，向主控制器模块报告一路异常诊断结果；当两路对机心跳均出现异常时，向主控制器模块报告对机死机故障诊断结果；(2)主控制器模块根据心跳诊断模块发送的诊断结果，判断采用的工作模式，当两路心跳均正常时，维持当前工作模式；当有且仅有一路对机心跳异常时，主控制器模块记录该心跳异常结果；当接收到对机死机故障时，查看本龙芯测控设备工作模式，如果本国产龙芯处理器的测控设备工作模式为主份工作模式则保持主份工作模式，如果本国产龙芯处理器的测控设备工作模式为备份工作模式则发起冗余切换请求，发送给另一国产龙芯处理器的测控设备；当接收到另一台国产龙芯处理器的测控设备发送的冗余切换请求时，返回允许切换信号；当主控制器模块接收到允许切换信号时，将自身切换为主份工作模式，并发送切换完成信号；另一台龙芯测控设备接收到切换完成信号后将自身切换为备份工作模式。优选的，如果主控制器模块连续发送3次冗余切换请求，均没有接收到允许切换信号，则向后端主机发送询问信号，询问另一台国产龙芯处理器的测控设备是否正常，如果后端主机返本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于国产龙芯处理器的测控设备的冗余切换单元模块，国产龙芯处理器的测控设备包括第一国产龙芯处理器的测控设备和第二国产龙芯处理器的测控设备，两个国产龙芯处理器的测控设备均包括冗余切换模块，其特征在于，冗余切换单元模块包括冗余控制逻辑模块和主控制器模块；冗余控制模块产生包含龙芯测控设备状态信息的心跳数据包并发送给另一龙芯测控设备的冗余控制模块，接收另一龙芯测控设备发送的心跳数据包，并判断另一龙芯测控设备是否正常工作，并将判断结果通发送给主控制器模块；主控制器模块根据心跳诊断的结果控制本国产龙芯处理器的测控设备的工作模式。

【技术特征摘要】
1.一种基于国产龙芯处理器的测控设备的冗余切换单元模块，国产龙芯处理器的测控设备包括第一国产龙芯处理器的测控设备和第二国产龙芯处理器的测控设备，两个国产龙芯处理器的测控设备均包括冗余切换模块，其特征在于，冗余切换单元模块包括冗余控制逻辑模块和主控制器模块；冗余控制模块产生包含龙芯测控设备状态信息的心跳数据包并发送给另一龙芯测控设备的冗余控制模块，接收另一龙芯测控设备发送的心跳数据包，并判断另一龙芯测控设备是否正常工作，并将判断结果通发送给主控制器模块；主控制器模块根据心跳诊断的结果控制本国产龙芯处理器的测控设备的工作模式。2.如权利要求1所述的基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元，其特征在于，国产龙芯处理器的测控设备的工作模式包括备份工作模式、主份工作模式和单机模式；在备份工作模式下，断开该国产龙芯处理器的测控设备与被控设备的通讯；在主份工作模式下，该国产龙芯处理器的测控设备与被控设备正常通讯，控制被控设备工作；在单机模式下，冗余控制模块不工作，两个国产龙芯处理器的测控设备分别与被控设备的通讯。3.如权利要求1所述的基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元，其特征在于，国产龙芯处理器的测控设备的工作模式包括备份工作模式和主份工作模式；在备份工作模式下，断开该国产龙芯处理器的测控设备与被控设备的通讯；在主份工作模式下，该国产龙芯处理器的测控设备与被控设备正常通讯，控制被控设备工作。4.如权利要求1或2所述的基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元，其特征在于，冗余控制模块包括心跳发生模块、心跳接收模块、心跳诊断模块、冗余控制逻辑模块；心跳发生模块在冗余控制逻辑模块的控制下产生包含龙芯测控设备状态信息的心跳数据包；心跳接收模块接收另一龙芯测控设备发送的心跳数据包，并发送给心跳诊断模块；心跳诊断模块根据心跳数据包，判断另一龙芯测控设备是否正常工作，并将判断结果发送给冗余控制逻辑模块；冗余控制逻辑模块控制心跳诊断模块发送心跳数据包给另一龙芯测控设备的心跳接收模块，并将心跳诊断模块发送的判断结果通发送给主控制器模块。5.如权利要求1或2所述的基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元，其特征在于，主控制器模块根据心跳诊断的结果控制本国产龙芯处理器的测控设备的工作模式的具体方法为：当判断结果为正常时，保持当前工作模式；当判断结果为不正常时，查看本国产龙芯处理器的测控设备工作模式，如果本国产龙芯处理器的测控设备工作模式为主份工作模式则保持主份工作模式，如果本国产龙芯处理器的测控设备工作模式为备份工作模式则发起冗余切换请求，发送给另一台国产龙芯处理器的测控设备。6.如权利要求1或2所述的基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元，其特征在于，心跳发生模块为产生脉冲方波的电路，心跳接收模块为方波信号检测电路，心跳诊断模块对一段时间内心跳接收模块接收到的方波信号的个数进行记数，根据记数结果判断心跳信号是否正常。7.如权利要求1或2所述的基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元，其特征在于，主控制器模块包括数据同步模块，对两个国产龙芯处理器的测控设备的数据进行同步。8.如权利要求1或2所述的基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元，其特征在于，第一国产龙芯处理器的测控设备和第二国产龙芯处理器的测控设备通过双路通讯向对方发送心跳数据包；心跳诊断模块判断国产龙芯处理器的测控...

【专利技术属性】
技术研发人员：王之平，窦振飞，张宏德，汪文明，阎小涛，黄晨，郝金杰，李旷代，苏小峰，王淑炜，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11