一种热备份计算机中多模冗余总线容错架构及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种热备份计算机中多模冗余总线容错架构及其控制方法，属于通信技术领域。本发明专利技术根据空间站制导导航控制分系统特性，设计一种包含M条总线的热备份计算机多模冗余总线容错架构。根据任务需求，使众多的敏感器、执行结构合理的分布于M条总线上。空间站制导导航控制计算机的各个单机设计有N路总线控制线路，分别连接在M条总线中的N条总线。正常情况下，每台单机控制一条总线，即每台单机的一路总线控制器工作在主控模式，其他N‑1路总线控制器作为冗余备份工作在监听/休眠模式。采用该种热备份计算机多模冗余总线容错架构及其控制方法，满足了复杂长寿命制导导航控制分系统对总线长期高可靠且总线数据吞吐带宽高的性能要求。

A multimode redundant bus fault tolerant architecture and its control method in a hot standby computer

The invention relates to a multi-mode redundant bus fault tolerant architecture and a control method in a hot backup computer, belonging to the communication technology field. According to the characteristics of the guidance and navigation subsystem of the space station, the present invention designs a multi-mode redundant bus fault tolerant architecture including a M bus. According to the mission requirements, a large number of sensors and execution structures are distributed on the M bus reasonably. Each single machine of space station guidance and navigation control computer is designed with N bus control circuit, which is connected to the N bus in M bus. Under normal conditions, each single machine controls one bus, that is, the one - way bus controller of each single machine works in the master control mode, and the other N controller 1 bus controllers work in the monitor / dormancy mode as redundant backup. The fault tolerant architecture and control method of this kind of hot backup computer multimode redundancy bus are adopted to meet the high reliability of long long long life guidance and navigation control system and the high bandwidth of bus data throughput.

【技术实现步骤摘要】
一种热备份计算机中多模冗余总线容错架构及其控制方法
本专利技术涉及一种热备份计算机中多模冗余总线容错架构及其控制方法，特别适用于总线数据量庞大且具有长时间高可靠任务需求的多模冗余热备份计算机系统中，属于通信

技术介绍
传统热备份计算机中均采用单总线方式与其他敏感器、执行机构、部件以及其它分系统通信，这种总线具有结构简单、造价低、容易实现等优点，但同时其存在三个显著的缺点：1、当控制周期较短，且每个控制周期内需要传输的总线数据量较大时，单总线方式无法满足需求。2、单总线结构中，若总线故障会引起制导导航控制分系统功能失效，无法满足长时间高可靠的性能需求。3、在单总线结构中，除总线故障外，总线控制器故障也会引起总线通讯故障，造成单机失效，系统降级。空间站具有多个舱段，制导导航控制分系统庞大，与传统航天器相比，需要更多的敏感器、执行机构以及部件与制导导航控制计算机配合完成制导导航控制任务，即制导导航控制计算机需要跟更多的敏感器、执行结构、部件及其它分系统通信，造成星载总线每个控制周期需要传输的数据量增大，负载加重。单总线结构中，当星载总线数据传输速率一定时，总线数据量增加势必使传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热备份计算机多模冗余总线容错架构，其特征在于：该容错架构包括热备份控制计算机和M条总线，其中热备份计算机中含有K个单机，每个单机上包含有N路总线控制器，，热备份计算机中总线控制器均匀分布在M条总线上，M大于等于2。

【技术特征摘要】
1.一种热备份计算机多模冗余总线容错架构，其特征在于：该容错架构包括热备份控制计算机和M条总线，其中热备份计算机中含有K个单机，每个单机上包含有N路总线控制器，，热备份计算机中总线控制器均匀分布在M条总线上，M大于等于2。2.根据权利要求1所述的一种热备份计算机多模冗余总线容错架构，其特征在于：K大于等于4。3.根据权利要求1所述的一种热备份计算机多模冗余总线容错架构，其特征在于：热备份计算机中总线控制器的总数为M的整数倍且M不小于N。4.根据权利要求1所述的一种热备份计算机多模冗余总线容错架构，其特征在于：当M为偶数时，M条总线中出现故障的总线数大于等于M/2时，热备份计算机不能正常工作。5.根据权利要求1所述的一种热备份计算机多模冗余总线容错架构，其特征在于：当M为奇数时，M条总线中出现故障的总线数大于等于(M-1)/2时，热备份计算机不能正常工作。6.根据权利要求1所述的一种热备份计算机多模冗余总线容错架构，其特征在于：热备份计算机中的每个单机最多能够控制两条总线。7.根据权利要求1所述的一种热备份计算机多模冗余总线容错架构，其特征在于：当某条总线上的当班总线控制器发生故障时，需要将该条总线上处于监听/休眠状态的总线控制器切换为当班总线控制器，该过程中各个单机仍只控制一条总线。8.一种热备份计算机多模冗余总线容错架构的控制方法，其特征在于该方法的步骤包括：(1)建立M条总线上总线控制器的当班优先级查询列表，记为表I，该列表包括了所有总线控制器当班情况，该表中每一项代表一种当班情况，第一项的优先级最高，依次类推；(2)建立每个单机上的总线控制器的状态以及该单机自己负责的总线的状态列表，记为表II；(3)建立热备份计算机中所有的总线控制器的状态及M条总线状态列表，记为表III；(4)建立当前当班控制列表，记为表IV，各个单机按照该表进行总线控制器当班设置；(5)热备份计算机中每个单机均在每个控制周期检测本单机上的总线控制器的状态以及该单机负责的总线状态，实时更新步骤(2)中的表II；更...

【专利技术属性】
技术研发人员：史少龙，衣学慧，刘超伟，冯丹，江耿丰，徐建，邢晓琪，高瑛珂，程照强，谭彦亮，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11