[发明专利]一种基于高速串行通讯的控制系统冗余切换方法

权利要求书

1.一种基于高速串行通讯的控制系统冗余切换方法，其特征在于，以A、B两个主控机箱和切换机箱为主体，以光纤为传输媒介，当A主控机箱或B主控机箱出现故障，A、B两个主控机箱互为冗余，通过切换机箱进行冗余切换；为了使得A、B主控机箱和切换机箱有严格的控制周期同步，切换机箱会产生一个同步信号，并分别发送给A、B主控机箱，A、B主控机箱以这个同步信号为基准进行系统控制操作；

所述的主控机箱包括主控板、扩展板、背板，主控板处理核心控制算法；扩展板是主控机箱与切换机箱进行数据交换的接口，扩展板上设有连接切换机箱的高速激光收发模块，背板用于给主控机箱各板卡供电并用于主控板与扩展板之间的数据通讯；

所述的切换机箱包括切换板、背板及执行单元功能板卡，切换板是该切换机箱与A、B主控机箱进行数据交换的接口，切换板上设有两个高速激光收发模块，分别连接A、B主控机箱的扩展板上的高速激光收发模块；背板用于给切换机箱各板卡供电并用于切换板与各功能板卡之间的数据通讯；功能板卡是控制系统的执行单元，如数字量输入输出，模拟量输入输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于高速串行通讯的控制系统冗余切换方法，其特征在于，所述的主控机箱扩展板包括高速激光收发模块、FPGA控制模块、SerDes模块、光纤接收模块，高速激光收发模块用于主控机箱与切换机箱相互通讯，FPGA控制模块用于实现SerDes模块与高速激光收发模块的控制逻辑以及读写SerDes模块的并行数据总线，SerDes模块与高速激光收发模块之间通过高速差分信号进行串行数据传输；光纤接收模块用于接收切换机箱切换板的控制周期同步信号，用于保证主控机箱与切换机箱在统一的控制周期下工作。

3.根据权利要求1所述的一种基于高速串行通讯的控制系统冗余切换方法，其特征在于，所述的切换机箱切换板包括两个高速激光收发模块、FPGA控制模块、两个SerDes模块、两个光纤发送模块，两个高速激光收发模块分别用于切换机箱与A、B两个主控机箱相互通讯，FPGA控制模块用于实现SerDes模块与对应的高速激光收发模块的控制逻辑以及读写SerDes模块的并行数据总线，SerDes模块与对应的高速激光收发模块之间通过高速差分信号进行串行数据传输；光纤发送模块用于发送切换机箱切换板的控制周期同步信号，用于保证A、B两个主控机箱与切换机箱在统一的控制周期下工作。

4.根据权利要求1所述的一种基于高速串行通讯的控制系统冗余切换方法，其特征在于，所述的以光纤为介质的高速串行通讯，还可以是并行数据通讯，无线数据通讯或其它电缆为介质的串行通讯。

5.根据权利要求1所述的一种基于高速串行通讯的控制系统冗余切换方法，其特征在于，所述的实现冗余切换逻辑的器件以FPGA为例，但不限于FPGA，还可以为CPLD、单片机、ARM、DSP和PowerPC。