一种双芯片冗余的实时计算机架构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种双芯片冗余的实时计算机架构，包括：第一套系统、第二套系统和总线选择器，其中：所述第一套系统由第一处理器和第一存储模块组成，所述第一处理器与第一存储模块电连接，所述第二套系统由第二处理器和第二存储模块组成，所述第二处理器与第二存储模块电连接，外部的总线与总线选择器的输入端连接，总线选择器的输出端连接第一处理器和第二处理器，所述总线选择器控制第一套系统和第二套系统的切换；所述第一处理器和第二处理器电连接，以实现第一套系统和第二套系统之间的数据交换。本实用新型专利技术通过第一处理器和第二处理器内部的高速数据通讯端口，实现两套系统之间的数据交换，形成硬件的冗余。

【技术实现步骤摘要】
一种双芯片冗余的实时计算机架构
本技术涉及计算机架构领域，尤其涉及一种双芯片冗余的实时计算机架构。
技术介绍
嵌入式计算机系统主要以计算机技术为基础，以应用为中心，用于数据计算、自动控制、状态监视等，是应用系统的核心和大脑，其实时性、可靠性与稳定性成为领域应用的关键。系统冗余备份是普遍采用的有效解决途径，当一套系统出现故障时，另一具有相同硬件、软件架构的备份系统可接替其工作，最大限度地满足应用系统对高可靠性和稳定性的要求。目前现有的冗余备份机制主要有：一是采用双模冗余备份总线，其通过FPGA数据交换建立节点监视机制，实现了总线故障节点定位与切换，该方案中的FPGA成为系统可靠性的节点，系统的可靠性完全依赖于FPGA，但FPGA的可靠性又成为一个新的问题。二是以仲裁方式实现状态实时监测及主从的切换功能，其将主机与备份机挂载在同一个CAN总线上，主机正常时，备份机处于监听状态。采用“心跳”方法保证2个主机之间的联系，一旦1个主机“心跳”信号停止，则切换检测功能模块将控制权转移到另一个主机上实现数据热备份。国防科学技术大学的胡志丹提出了类似的基于I2C的多机容错星载计算机系统，结点之间所有的容错控制、信息传递均通过I2C总线完成。但该两种备份方案均采用低速总线，难以实现高速数据交换的环境。三是基于CPCI总线的双冗余可重构星载计算机系统，该系统包括两个系统卡和一个背板，两个系统卡通过背板上的CPCI总线连接，控制逻辑根据接收的重构指令控制本系统卡的处理器的工作状态。但该方案不能实现系统任务ms级的切换，甚至存在丢失关键数据和状态的可能性。因此，关于能实现多任务系统进程切换方面的研究，目前几乎还未见到，特别是实现1ms切换时间的热备份操作系统。但是能应用于服务器级的FT2500芯片给出了可实现软件热备份的设计方案，这为应用于嵌入式系统的处理器FT2000/4，实现镜像任务进程的ms级切换提供了设计思路；但目前芯片FT2500还处于定型阶段，且FT2500太复杂、体积太大，不适合嵌入式系统的应用。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种双芯片冗余的实时计算机架构，通过总线选择器实现两套并行硬件系统应用任务的ms级实时切换，以满足应用系统高实时性、高可靠性的要求。实现本技术目的的技术方案如下：一种双芯片冗余的实时计算机架构，包括：第一套系统、第二套系统和总线选择器，其中：所述第一套系统由第一处理器和第一存储模块组成，所述第一处理器与第一存储模块电连接，所述第二套系统由第二处理器和第二存储模块组成，所述第二处理器与第二存储模块电连接，外部的总线与总线选择器的输入端连接，总线选择器的输出端连接第一处理器和第二处理器，所述总线选择器控制第一套系统和第二套系统的切换；所述第一处理器和第二处理器电连接，以实现第一套系统和第二套系统之间的数据交换。本技术通过第一处理器和第二处理器内部的高速数据通讯端口，实现两套系统之间的数据交换，形成硬件的冗余。作为本技术的进一步改进，所述第一处理器通过其内的通讯端口将数据传输到第二处理器；所述第二处理器通过其内的通讯端口将数据传输到第一处理器。作为本技术的进一步改进，还包括：逻辑控制电路，所述逻辑控制电路的输入端与第一处理器和第二处理器电连接，所述逻辑控制电路的输出端与总线选择器电连接。本技术通过设定处理器内部的看门狗信号输出，实现总线选择器的ms级切换。作为本技术的进一步改进，所述总线选择器为高速总线选择器。作为本技术的进一步改进，所述高速总线选择器中具有至少一组选择模块，所述选择模块通过逻辑控制电路控制；所述选择模块处于第一位置时，第一套系统完成运算和存储的冗余工作，此时第一处理器将数据发送给第二套系统，所述第二套系统完成冗余热备份；所述选择模块处理第二位置时，第二套系统完成运算和存储的冗余工作，此时第二处理器将数据发送给第一套系统，所述第一套系统完成冗余热备份。作为本技术的进一步改进，所述选择模块由第一选择单元、第二选择单元和第三选择单元组成，第一选择单元、第二选择单元和第三选择单元分别具有一个公共触点和两个选择触点，所有公共触点与外部的总线电连接；所述第一选择单元的两个选择触点中的其中一个悬空，另一个选择触点接第一处理器，所述第三选择单元的两个选择触点中的其中一个悬空，另一个选择触点接第二处理器；所述第二选择单元的两个选择触点中的其中一个触点接第一处理器，另一个选择触点接第二处理器。作为本技术的进一步改进，所述第一选择单元的选择触点与第一处理器接通、第二选择单元的选择触点与第一处理器接通、第三选择单元的选择触点悬空时，第一套系统处理完成运算和存储的冗余工作；所述第一选择单元的选择触点悬空、第二选择单元的选择触点与第二处理器接通、第三选择单元的选择触点与第二处理器接通，第二套系统处理完成运算和存储的冗余工作。作为本技术的进一步改进，所述第一处理器和第二处理器的型号均为X86处理器。作为本技术的进一步改进，所述第一存储模块和第二存储模块为标准的SIMM内存条。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、本技术通过总线选择器实现两套并行硬件系统应用任务的ms级实时切换，以满足应用系统高实时性、高可靠性的要求。2、本技术通过第一处理器和第二处理器内部的高速数据通讯端口，实现两套系统之间的数据交换，形成硬件的冗余。3、本技术通过设定处理器内部的看门狗信号输出，实现总线选择器的ms级切换。附图说明图1为双芯片冗余的实时计算机架构原理图。具体实施方式下面结合附图所示的各实施方式对本技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本技术的保护范围之内。实施例1：本实施例提供了一种双芯片冗余的实时计算机架构，包括：第一套系统、第二套系统和总线选择器，其中：第一套系统由第一处理器和第一存储模块组成，第一处理器与第一存储模块电连接，第二套系统由第二处理器和第二存储模块组成，第二处理器与第二存储模块电连接，外部的总线与总线选择器的输入端连接，总线选择器的输出端连接第一处理器和第二处理器，总线选择器控制第一套系统和第二套系统的切换；第一处理器和第二处理器电连接，以实现第一套系统和第二套系统之间的数据交换。本实施例通过第一处理器和第二处理器内部的高速数据通讯端口，实现两套系统之间的数据交换，形成硬件的冗余。实施例2：如图1所示，本实施例提供了一种双芯片冗余的实时计算机架构，包括：第一套系统、第二套系统和总线选择器，其中：第一套系统由第一处理器和第一存储模块组成，第一处理器与第一存储模块电连接，第二套系统由第二处理器和第二存储模块组成，第二处理器与第二存储模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双芯片冗余的实时计算机架构，其特征在于，包括：第一套系统、第二套系统和总线选择器，其中：/n所述第一套系统由第一处理器和第一存储模块组成，所述第一处理器与第一存储模块电连接；/n所述第二套系统由第二处理器和第二存储模块组成，所述第二处理器与第二存储模块电连接；/n外部的总线与总线选择器的输入端连接，总线选择器的输出端连接第一处理器和第二处理器，所述总线选择器控制第一套系统和第二套系统的切换；/n所述第一处理器和第二处理器电连接，以实现第一套系统和第二套系统之间的数据交换。/n

【技术特征摘要】
1.一种双芯片冗余的实时计算机架构，其特征在于，包括：第一套系统、第二套系统和总线选择器，其中：
所述第一套系统由第一处理器和第一存储模块组成，所述第一处理器与第一存储模块电连接；
所述第二套系统由第二处理器和第二存储模块组成，所述第二处理器与第二存储模块电连接；
外部的总线与总线选择器的输入端连接，总线选择器的输出端连接第一处理器和第二处理器，所述总线选择器控制第一套系统和第二套系统的切换；
所述第一处理器和第二处理器电连接，以实现第一套系统和第二套系统之间的数据交换。


2.根据权利要求1所述的实时计算机架构，其特征在于，所述第一处理器通过其内的通讯端口将数据传输到第二处理器；
所述第二处理器通过其内的通讯端口将数据传输到第一处理器。


3.根据权利要求1或2所述的实时计算机架构，其特征在于，还包括：逻辑控制电路，所述逻辑控制电路的输入端与第一处理器和第二处理器电连接，所述逻辑控制电路的输出端与总线选择器电连接。


4.根据权利要求1所述的实时计算机架构，其特征在于，所述总线选择器为高速总线选择器。


5.根据权利要求4所述的实时计算机架构，其特征在于，所述高速总...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯斌，
申请(专利权)人：西安霍威机电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61