【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信及空间可靠性计算，特别涉及一种冗余同步信号切换电路及方法。
技术介绍
1、三机热计算机用于关键计算应用场合，在各种宇航深空探测以及地球极端环境的科学探测中具有广泛应用。相对于双机冷备份的容错设计，具有单故障情况下无缝容错和恢复的优势。
2、在三机热计算机设计中，同步信号作为控制周期的起始点，如果传输环节出现故障，会导致单机的控制过程无法启动，直接导致单机失效。若同步信号源故障，可能导致三机均失效，这将成为三机热计算机的单点故障，导致整机失效。因此，同步信号需进行冗余备份，并能在尽量短的时间内自主切换。而若同步信号超时阈值设置过短，会导致检测过于灵敏，频繁发生误切换故障；若超时阈值设置过长，会导致切换延时过长，控制恢复时间增加，难以保证故障情况下的无缝切换。而目前的实现方式均采用fpga代码实现，fpga代码固化后无法通过软硬件的修改进行调整。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种冗余同步信号切换电路及方法，适用于三机热计算机应用场合参数可软硬件调节的同步信号自主切换方法，解决了传统同步信号切换方法不能动态调整的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种冗余同步信号切换电路，包括：计数器、第一d触发器、第二d触发器和多路选择器；
3、所述计数器的复位端与主份同步信号连接；所述计数器的输入端连接时钟源；所述计数器输出端的输出信号通过第一逻辑开关、第一与门、第一非门、第二与门与所述第一d触发器的置位端相连接；
4、外部的
5、外部的切主份同步信号指令通过第三非门与所述第一d触发器的输入端相连接；所述切主份同步信号指令与所述第二d触发器的输入端相连接；
6、所述第二d触发器的q输出端通过所述第一与门、所述第一非门、所述第二与门与所述第一d触发器的置位端相连接；
7、所述第一d触发器的输出端与所述多路选择器连接；所述第一d触发器基于该所述输出端的输出信号控制所述多路选择器选择所述主份同步信号或备份同步信号。
8、可选地，所述第一逻辑开关包括第三与门和第四与门；
9、所述计数器输出端的第一引脚的输出信号和第二引脚的输出信号通过所述第三与门进行相与，得到初始输出信号；将第三引脚的输出信号和所述初始输出信号通过所述第四与门进行相与，输出故障切换信号；其中，所述故障切换信号用于表征所述主份同步信号的周期宽度是否超出预设故障阈值。
10、可选地，所述主份同步信号、所述切备份同步信号指令和所述切主份同步信号指令均为正脉冲有效。
11、可选地，在所述主份同步信号为正脉冲有效，所述切备份同步信号指令和所述切主份同步信号指令均为负脉冲有效时，所述切备份同步信号指令通过所述第二非门、第四非门、所述第二与门与所述第一d触发器的置位端相连接；
12、所述切主份同步信号指令通过第五非门、所述第三非门与所述第一d触发器的输入端相连接。
13、可选地，还包括微分电路；
14、所述微分电路包括电容和电阻；所述主份同步信号由所述电容的第一端输入至所述计数器的复位端，所述电容的第二端与所述电阻的第一端连接，所述电阻的第二端接地。
15、可选地，所述第一d触发器的清零端与复位信号连接；所述第二d触发器的置位端与复位信号连接。
16、第二方面，本专利技术提供了一种冗余同步信号切换方法，包括：
17、根据同步信号周期的预设故障阈值和主份同步信号的周期宽度，确定所述计数器输出端的输出信号经第一逻辑开关后输出的故障切换信号；
18、根据外部指令，确定所述第一d触发器的第一状态以及所述第二d触发器的第二状态；其中，所述外部指令包括切备份同步信号和切主份同步信号；
19、根据所述第一状态、所述第二状态和所述故障切换信号，确定所述第一d触发器的输出信号，以使所述多路选择器根据所述输出信号确定输出的同步信号。
20、可选地，所述根据同步信号周期的预设故障阈值和主份同步信号的周期宽度，确定所述计数器输出端的输出信号经第一逻辑开关后输出的故障切换信号，包括：
21、在所述主份同步信号的周期宽度未超出所述预设故障阈值时，所述故障切换信号为0；
22、在所述主份同步信号的周期宽度超出所述预设故障阈值时，所述故障切换信号为1。
23、可选地，所述根据外部指令，确定所述第一d触发器的第一状态以及所述第二d触发器的第二状态，包括：
24、在未接收到所述外部指令时，所述第一状态为所述第一d触发器的置位端有效；
25、在接收到所述外部指令时，所述第一状态为所述第一d触发器的置位端无效，且所述第二状态为所述第二d触发器的输出端有效。
26、可选地，所述根据所述第一状态、所述第二状态和所述故障切换信号，确定所述第一d触发器的输出信号，包括：
27、在所述第一状态为所述第一d触发器的置位端有效时，所述冗余同步信号切换电路采用自主切换模式，根据所述故障切换信号确定所述第一d触发器的输出信号；
28、在所述第一状态为所述第一d触发器的置位端无效，且所述第二状态为所述第二d触发器的输出端有效时，所述冗余同步信号切换电路采用指令切换模式，根据所述外部指令确定所述第一d触发器的输出信号。
29、本专利技术实施例提供了一种冗余同步信号切换电路及方法，该冗余同步信号切换电路利用时钟源、多路选择器，配置计数器和d触发器，实现外部切备份同步信号指令和切主份同步信号指令的接收、故障检测、故障切换、状态输出全自主实现，通过软件和硬件配置，实现故障阈值参数的任意调节，能够动态调整故障检测的延迟和灵敏度，从而实现了同步信号切换方法的动态调整。
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1.一种冗余同步信号切换电路，其特征在于，包括：计数器、第一D触发器、第二D触发器和多路选择器；
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一逻辑开关包括第三与门和第四与门；
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述主份同步信号、所述切备份同步信号指令和所述切主份同步信号指令均为正脉冲有效。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，在所述主份同步信号为正脉冲有效，所述切备份同步信号指令和所述切主份同步信号指令均为负脉冲有效时，所述切备份同步信号指令通过所述第二非门、第四非门、所述第二与门与所述第一D触发器的置位端相连接；
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括微分电路；
6.根据权利要求1至5中任一所述的电路，其特征在于，所述第一D触发器的清零端与复位信号连接；所述第二D触发器的置位端与复位信号连接。
7.一种基于权利要求1至6中任一所述的冗余同步信号切换电路的冗余同步信号切换方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据同步信号周期的预设故障
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述根据外部指令，确定所述第一D触发器的第一状态以及所述第二D触发器的第二状态，包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一状态、所述第二状态和所述故障切换信号，确定所述第一D触发器的输出信号，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种冗余同步信号切换电路，其特征在于，包括：计数器、第一d触发器、第二d触发器和多路选择器；
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一逻辑开关包括第三与门和第四与门；
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述主份同步信号、所述切备份同步信号指令和所述切主份同步信号指令均为正脉冲有效。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，在所述主份同步信号为正脉冲有效，所述切备份同步信号指令和所述切主份同步信号指令均为负脉冲有效时，所述切备份同步信号指令通过所述第二非门、第四非门、所述第二与门与所述第一d触发器的置位端相连接；
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括微分电路；
6.根据权利要求1至5中任一所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：文亮，程照强，李刚，胡海龙，刘超伟，郭晓婷，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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