在具有至少两个处理单元的计算机系统中进行模式转换和信号比较的方法和设备技术方案

用于在具有至少两个处理单元的计算机系统中进行转换以及进行数据比较的方法和设备，这些处理单元分别以预先给定的时钟处理数据，其中设置有转换装置，并且在至少两个运行模式之间进行转换，其中设置有比较装置，并且第一运行模式对应于比较模式并且第二运行模式对应于性能模式，其特征在于，设置有同步装置，这些同步装置根据处理单元将时钟信息分配给可预先给定的数据，并且至少比较装置在相应的数据时考虑该时钟信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
在WO 01/46806 A1中描述了一种用于在比较模式中识别错误的方法。在此，数据在具有两个处理单元ALU的处理单元中并行地被处理和比较。在错误(软错误，瞬时错误)的情况下，在那里两个ALU一直彼此独立地工作，直到有错误的数据被去除并且可以进行重新的(部分重复的)冗余处理。这以两个ALU能够彼此同步地工作并且结果能够时钟精确地被比较为前提。在现有技术中公开了这样的方法，即如何能够在用于错误识别的比较模式和用于实现更高的效率的性能模式之间转换，其中在比较模式中冗余地执行任务。在此前提是，处理单元针对比较模式相互被同步。为此必要的是，两个处理单元能够被停止并且时钟精确地同步工作，以便能够在写入存储器中时将结果数据相互比较。为此对硬件的干预是必要的，提出各个解决方案。在专利文献EP 0969373 A2中，与此相对地，即使处理单元彼此异步地工作，即不是时钟相同地或者以未知的时钟偏移工作，也保证冗余地工作的处理单元的结果的比较。由飞机工业公开了表决系统，这些系统可以使用标准计算机的输入并且通过多数决定法(Mehrheitsentscheid)可靠地处理这些输入，并且由此可以触发安全性相关的动作。将内部处理单元和内部控制单元通信彼此结合的系统是FME系统，其中由于高的冗余度，即使在单个或者甚至多个错误的情况下，系统仍然保持能够工作，并且是由DASA针对宇宙航行所开发的(Urban等人所著的A survivableavioncs system for space applications，Int.Symposium onFault-tolerant Computing，FTCS-28(1998)，第372-381页)。该系统甚至可以容忍拜占庭式(byzantinische)错误(即特别糟糕的错误，其中不是所有的部件都获得相同的信息，而是由阴谋者甚至“故意地”将不同错误的信息分发给不同的部件)。这种系统由于高昂的开销而在商业上可用于特别紧要的系统，这些系统以非常少的件数被制造。一种能够以大的件数来制造并且附加地还具有转换可能性的成本有利的解决方案未被公开。因此本专利技术的任务在于，实现一种转换和比较单元，其允许转换两个或者更多个处理单元的运行模式，并且在此无需对这些处理单元的结构的干预也能完成，并且也无需用于该目的的附加的信号。在此应该可以将不同处理单元的不同的数字或者模拟信号在比较模式中进行相互比较。在此，当处理单元以不同的时钟信号来驱动并且彼此不同步地工作时，该比较应该也许也是可能的。此外，本专利技术的任务是，提供装置和方法，通过该装置和该方法，所述比较也可以利用不同的时钟来进行。优点有利地使用一种用于在具有至少两个处理单元的计算机系统中进行转换以及进行数据比较的方法，这些处理单元分别以预先给定的时钟处理数据，其中设置有转换装置，并且在至少两个运行模式之间进行转换，其中设置有比较装置，并且第一运行模式对应于比较模式并且第二运行模式对应于性能模式，其特征在于，设置有同步装置，这些同步装置根据处理单元将时钟信息分配给可预先给定的数据，并且至少该比较装置在相应的数据时考虑该时钟信息。有利地使用一种方法，在该方法中，同步装置至少包含存储装置，并且在该存储装置中存储可预先给定的数据和被分配给这些数据的时钟信息。有利地使用一种方法，在该方法中，根据被分配给可预先给定的数据的时钟信息进行这些数据的进一步处理。有利地使用一种方法，在该方法中，以被分配给可预先给定的数据的时钟信息实现这些数据的提供。有利地使用一种方法，在该方法中，数据在输入到比较装置之前被缓冲。有利地使用一种方法，在该方法中，这样来设置握手接口，使得数据接收被确认。有利地使用一种方法，在该方法中，通过比较信号来实现下一个输出数据应该被比较的预先给定。有利地使用一种方法，在该方法中，应该被比较的数据被分配标识，通过该标识来触发比较。有利地使用一种用于在具有至少两个处理单元的计算机系统中进行转换以及进行数据比较的设备，这些处理单元分别以预先给定的时钟处理数据，其中包含有转换装置，并且在至少两个运行模式之间进行转换，其中包含有比较装置，并且第一运行模式对应于比较模式并且第二运行模式对应于性能模式，其特征在于，包含有同步装置，这些同步装置这样被构造，使得根据处理单元将时钟信息分配给可预先给定的数据，并且该比较装置这样被构造，使得这些比较装置在相应的数据时考虑该时钟信息。有利地使用一种设备，在该设备中，同步装置至少包含存储装置，并且这些存储装置这样被构造，使得在这些存储装置中存储可预先给定的数据和被分配给这些数据的时钟信息。有利地使用一种设备，在该设备中，存储装置是至少一个FIFO存储器。有利地使用一种设备，在该设备中，每个处理单元都被分配一个同步装置。有利地使用一种设备，在该设备中，转换装置和比较装置被构造为转换和比较单元，并且被相互分配。有利地使用一种设备，在该设备中，设置有至少一个输入缓冲存储器，其这样被构造，使得数据在输入到比较装置中之前被缓冲。有利地使用一种设备，在该设备中，这样来设置握手接口，使得数据接收被确认。其它的优点和有利的扩展方案从权利要求的特征以及说明书中得到。附图说明图1示出用于两个处理单元的转换和比较单元的基本功能；图1a示出比较器的一般化图示；图1c示出比较器的扩展的图示；图1b示出转换和比较单元的一般化图示；图2示出用于两个处理单元的转换和比较单元的详细图示；图3示出用于两个处理单元的转换和比较单元的一种可能的实现；图4示出用于多于两个处理单元的转换和比较单元的更详细的图示；图5示出用于多于两个处理单元的转换和比较单元的一种可能的实现；图6示出控制寄存器的一种可能的实现；图7示出用于集中表决的表决单元；图8示出用于分散表决的表决单元；图9示出同步元件；图10示出握手接口；图11示出差分放大器；图12示出用于正的电压差的比较器；图13示出用于负的电压差的比较器；图14示出用于存储错误的电路；图15示出具有输出寄存器的模数转换器；图16示出具有标识和模拟位的经数字转换的模拟值的图示；图17示出作为具有数字位的数字字的数字值的图示。具体实施例方式在下文中，执行单元或者处理单元不仅可以表示处理器/核心/CPU，而且也可以表示FPU(浮点单元)、DSP(数字信号处理器)、协处理器或者ALU(算术逻辑单元)。考虑两个或更多个处理单元的系统。原则上，在安全性相关的系统中存在以下可能性，即通过尽可能将不同的任务提供给不同的处理单元来将这样的资源或者用于提高效率。替代地，也可以通过以下方式彼此冗余地使用这些资源中的一些，即给所述一些资源提供相同的任务并且在结果不同时识别出错误。根据有多少处理单元，可设想多种模式。在双元件系统(Zweier-System)中，存在两种模式“比较”和“性能”，如上面所描述的那样。在三元件系统中，除了所有三个处理单元并行地工作的纯性能模式和所有三个处理单元冗余地计算并且被比较的纯比较模式之外，还实现3选2表决(2aus3-Voting)模式，其中所有三个处理单元冗余地计算并且进行多数选择。此外，还可以实现混合模式，其中例如处理单元中的两个彼此冗余地计算并且比较结果，而第三处理单元处理另外的、并行的任务。在四处理单本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在具有至少两个处理单元的计算机系统中进行转换以及进行数据比较的方法，这些处理单元分别以预先给定的时钟处理数据，其中设置有转换装置，并且在至少两个运行模式之间进行转换，其中设置有比较装置，并且第一运行模式对应于比较模式并且第二运行模式对应于性能模式，其特征在于，设置有同步装置，这些同步装置根据处理单元将时钟信息分配给可预先给定的数据，并且至少所述比较装置在相应的数据时考虑该时钟信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B穆勒，R安格鲍尔，Y科拉尼，R格梅利彻，E博尔，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]