兼具双机备援及容错架构的计算机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种兼具双机备援及容错架构的计算机，要解决的技术问题是提高计算机系统的稳定性，本实用新型专利技术的兼具双机备援及容错架构的计算机，中央处理单元分别连接有输出入接口、地址译码器、双端口内存、总线三态缓冲器、仲裁电路；双端口内存的第一接收端与地址译码器的第一发送端相连接，总线三态缓冲器的一端与双端口内存的第一个接口相连接，仲裁电路的输出端与总线三态缓冲器的致能端相连接，本实用新型专利技术与现有技术相比，二计算机执行相同的程序运算，发生错误的一台计算机自动放弃对系统总线的主控权，实现双机备援及容错的目的，减少因系统程序跑飞所造成的损失，同时兼具容错、自动修复、自动隔离故障及不程序跑飞的功能。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
兼具双机备援及容错架构的计算机
本技术涉及一种计算机。
技术介绍
现有技术的计算机，其基本配置包括一中央处理单元CPU，分别与中央处理单元CPU连接的复数个只读存储器ROM、复数个随机存取内存RAM及一系统总线System Bus。如图1所示，中央处理单元10用以操控各组件，并对程序进行运算，只读存储器11用以储存所需的程序，随机存取内存12用以暂存运算过程中所需的数值及数据，系统总线13则将运算结果输出或用以读取周边装置所输入的数值及数据，此种具有单一中央处理单元10的计算机，一般均无任何防止程序跑飞的机制，因此，当该种计算机1上所安装的软件或硬件发生错误时，即造成程序跑飞，而无法继续运作。为弥补程序跑飞后计算机无法继续运行的问题，许多强调安全性、持续运行或公用性的电子设备的计算机系统上，如：飞机操控仪器、生产线设备及大众运输系统等，安装有至少两台以上的计算机，如图2及图3所示，计算机2、3分别插设在一独立的底座4、5上，该底座4、5上设有一仲裁电路40、50，利用硬件或软件方式，侦测计算机2、3是否发生错误，进而根据判断结果，控制计算机2或计算机3对系统总线41、51的控制权，以达到双机或多机备援及容错控制的目的，有效改善计算机系统的稳定性，大幅减少因程序跑飞所造成的损失。一般言，双机或多机容错可分为软件容错及硬件容错两大类，其中软件容错以美国航天飞机内的设备为例说明，如图2所示，计算机-->使用二个以上的中央处理单元20及专用软件容错系统，该软件容错系统具有容量庞大且运算复杂的软件，以使每一个中央处理单元20在每次进行程序运算时，均须经过二种以上不同算法进行计算，再通过该仲裁电路40，对其运算结果进行比对，利用在软件内部增加CRC或ECC等校验码的方式，来确认运算结果是否有错，并在判断出发生错误时，自动校验修复；如图3所示，在硬件容错系统中，一般将三个以上功能相同的计算机3插设在该底座5上，使得所有计算机3的中央处理单元30同时进行程序运算，并将运算结果输出到该仲裁电路50，由该仲裁电路50将多数相同的运算结果作为系统的最终输出值，通过该系统总线51传输出去，此种硬件容错系统虽为一极佳的容错系统，但由于其制造成本过高，且其仲裁电路过于复杂，故一般仅使用在特别重视安全性及机密性的特殊领域，如：飞机、潜艇及卫星等，而无法被普遍应用于一般的生产设备及操控仪器中。由前述传统双机或多机备援及容错计算机系统可知，所有计算机的中央处理单元均执行相同的程序运算，并将所有中央处理单元的运算结果传送到仲裁电路，由仲裁电路对所有的运算结果进行比对，并选择以多数相同的运算结果，作为正确的运算结果，再通过系统总线直接输出至相关电子设备。在使用软件容错的系统中，当计算机的硬件发生永久性故障时，由于计算机的中央处理单元已经程序跑飞，再好的软件也无法令系统正常运作，故终将因计算机程序跑飞导致系统无法运行。在使用硬件容错的系统中，由于其硬件成本过高，且仲裁电路的设计难度极高，必需耗费极高的成本及冗长的时间，培育出适格的工程师，来进行此一类型容错系统的设计及开发工作，故该容错系统并不适合被应用至一般市场性较窄或价格较低的生产设备或其它操控仪器上。另由于传统容错系统上必需增设一额外的底座，致硬件-->零件增多，造成接触点大幅增加，此一现象，亦令系统程序跑飞的风险大幅提高，并因此而抵消掉一些稳定度，使得整体稳定度增加并不多。此外，由于前述传统容错系统中，所有计算机的运算结果，均系通过仲裁电路进行比对，各该计算机间并无法针对运算结果，直接进行沟通，故，事实上，一旦俟系统遭遇错误时，常因运算数据遗失，而发生无法修复的情事。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种兼具双机备援及容错架构的计算机，要解决的技术问题是提高计算机系统的稳定性，减少程序跑飞所造成的损失，并降低计算机硬件的成本。本技术采用以下技术方案：一种兼具双机备援及容错架构的计算机，具有中央处理单元，所述中央处理单元分别连接有输出入接口、地址译码器、双端口内存、总线三态缓冲器、仲裁电路；双端口内存的第一接收端与地址译码器的第一发送端相连接，总线三态缓冲器的一端与双端口内存的第一个接口相连接，仲裁电路的输出端与总线三态缓冲器的致能端相连接。本技术的计算机是两个配置相同的具有单一中央处理单元及其连接件构成的计算机连接而成。本技术计算机的输出入接口的发送端及接收端分别与另一计算机的输出入接口的接收端及发送端相连接。本技术计算机的地址译码器的第二发送端与另一计算机的双端口内存的第二接收端相连接。本技术总线三态缓冲器另一端与双端口内存的第二个接口共同连接至一系统总线。本技术的计算机带有一按钮，按钮的输出端与仲裁电路的第-->三输入端相连接。本技术计算机的仲裁电路的第二输入端与另一计算机的仲裁电路的输出端相连接。本技术的仲裁电路为控制芯片，及与控制芯片连接的非与门，控制芯片输入端与中央处理单元连接，非与门的输出端与总线三态缓冲器的致能端相连接。本技术的控制芯片向非与门输出的信号为无效作业信号、监控信号、系统重置信号和软件控制信号。本技术计算机的非与门一输入端，与另一计算机的仲裁电路的输出端相连接。本技术的中央处理单元连接有只读存储器和随机存取内存。本技术的中央处理单元采用X86 CPU，读存储器采用Flashmemory，随机存取内存采用SDRAM，输出入接口采用RS232端口、打印机端口、通用输入/输出接口GPIO、USB接口、KB/MS端口、PCI总线或ISA总线，地址译码器采用74138，双端口内存采用DUAL-SRAM，总线三态缓冲器采用74245，控制芯片采用7474，非与门采用7400，系统总线采用74245。本技术与现有技术相比，二台相同配置的计算机相互连接成一双机系统时，二计算机将执行相同的程序运算，并通过其上的输出入端口及双端口内存，进行数据交换及比对，根据比对结果，控制仲裁电路的输出值，使总线三态缓冲器变成双向导通或高阻抗隔离的状态，令发生错误的一台计算机自动放弃对系统总线的主控权，在无需增设额外硬件的情形下，实现双机备援及容错的目的，因接触点减少，增加了计算机系统的稳定性，减少因系统程序跑飞所造成的损失，同时兼具容错、自动修复、自动隔离故障及不程序跑飞的功能。-->附图说明图1是现有技术具有单一中央处理单元的计算机系统方框图。图2是现有技术具有双中央处理单元的计算机系统方框图。图3是现有技术具有三个中央处理单元的计算机系统方框图。图4是本技术实施例(一)的方框图。图5是本技术实施例(二)的方框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明。本技术的计算机系一种兼具双机备援及容错配置的计算机，如图4所示，该计算机6包括一中央处理单元60、一只读存储器61及一随机存取内存62，中央处理单元60用以操控该计算机6的各组件，并对程序进行运算，只读存储器61与中央处理单元60相连接，用以储存所需的程序，随机存取内存62与中央处理单元60相连接，用以暂存运算过程中所需的数值及数据，计算机6尚包括一输出入接口I/O 63、一地址译码器64、一双端口内存65、一总线三态缓冲器66及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兼具双机备援及容错架构的计算机，具有中央处理单元，其特征在于：所述中央处理单元分别连接有输出入接口、地址译码器、双端口内存、总线三态缓冲器、仲裁电路；双端口内存的第一接收端与地址译码器的第一发送端相连接，总线三态缓冲器的一端与双端口内存的第一个接口相连接，仲裁电路的输出端与总线三态缓冲器的致能端相连接。

【技术特征摘要】
1.一种兼具双机备援及容错架构的计算机，具有中央处理单元，其特征在于：所述中央处理单元分别连接有输出入接口、地址译码器、双端口内存、总线三态缓冲器、仲裁电路；双端口内存的第一接收端与地址译码器的第一发送端相连接，总线三态缓冲器的一端与双端口内存的第一个接口相连接，仲裁电路的输出端与总线三态缓冲器的致能端相连接。2.根据权利要求1所述的兼具双机备援及容错架构的计算机，其特征在于：所述计算机是两个配置相同的具有单一中央处理单元及其连接件构成的计算机连接而成。3.根据权利要求2所述的兼具双机备援及容错架构的计算机，其特征在于：所述计算机的输出入接口的发送端及接收端分别与另一计算机的输出入接口的接收端及发送端相连接。4.根据权利要求3所述的兼具双机备援及容错架构的计算机，其特征在于：所述计算机的地址译码器的第二发送端与另一计算机的双端口内存的第二接收端相连接。5.根据权利要求4所述的兼具双机备援及容错架构的计算机，其特征在于：所述总线三态缓冲器另一端与双端口内存的第二个接口共同连接至一系统总线。6.根据权利要求5所述的兼具双机备援及容错架构的计算机，其特征在于：所述计算机带有一按钮，按钮的输出端与仲裁电路的第三输入端相连接。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：戴文钟，
申请(专利权)人：深圳市昭营科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]