[发明专利]基于硬件双通道实现运行监控的系统

说明书

技术领域

本发明属于安全设计领域，用于实现安全关键系统中的运行监控。

背景技术

目前，在工业控制系统和安全信号系统（应用于航空电子、铁路信号、核电等行业）中，应对其运行过程进行监控，以确保任何安全过程都能够在确定的时间内完成，任何没有在规定的时间窗内完成的过程都应被视为故障，并及时有效的导向安全。

图1为现有的系统双通道监控结构模型图，表示安全系统的任何过程包括安全输入，安全存储，安全运算，安全输出，安全通信都采用不同的硬件通道进行运行监控，监控的结果作为输出控制条件。

图2为一个现有的简单系统的硬件双通道监控结构图，外部定时器作为系统运行控制，周期性触发主调度任务，实现以上安全过程，同时主调度任务在每个运行过程中分别触发内部看门狗和外部看门狗，任何过程如果超出时间窗限定范围，则看门狗会切断系统输出，使系统进入安全状态，硬件单通道故障不影响系统安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于硬件双通道实现运行监控的系统；它可以有效对其运行过程进行监控，以确保任何安全过程都能够在确定的时间内完成。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种基于硬件双通道实现运行监控的系统；包括外部定时器、故障管理通道1、主调度任务模块、故障管理通道2、外部定时器周期性触发故障管理通道1，再由故障管理通道1触发主调度任务模块对系统运行进行控制，同时轮询检查是否有故障产生，主调度任务模块周期触发故障管理通道2，再由该通道触发外部看门狗，同时检查是否有故障产生，只有故障管理通道1和故障管理通道2都认定没有故障产生才能输出。

本发明的有益效果在于：可以有效对其运行过程进行监控，以确保任何安全过程都能够在确定的时间内完成。

运行监控硬件双通道包括两个差异化的看门狗，其中，内部看门狗用于监控主任务即所有安全过程的时间确定性，任何过程超出时间窗限定范围都会向两个故障管理通道报警，使系统作出安全处理；外部看门狗则用于监控所有任务的状态和主调度任务模块安全过程的时间确定性，任何环节的故障导致无法喂狗，都会切断系统输出，使系统进入安全状态。

故障管理双通道包括两个差异化的故障处理方式，其中，故障管理通道1是采用定时中断轮询的方式主动检查报警信息进行处理，而故障管理通道2则是采用信号量触发的方式对报警信息进行处理，二者都是根据预定义的故障代码按故障等级做出安全反应。

还包括内部定时器，其主要用于主调度任务模块对其内部各个功能模块的运行状态进行监控，当某个功能模块执行时间超过了确定的时限，主调度任务模块会同时向两个故障管理通道报警，并由故障管理模块做出安全反应。

用于运行控制的外部定时器与用于监控的内部看门狗和外部看门狗应采用不同的时钟源。

内部看门狗和外部看门狗均应采用窗式看门狗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是一种现有系统双通道监控结构模型图；

图2是另一种现有简单系统的硬件双通道监控结构图；

图3是本发明实施例所述基于硬件双通道实现运行监控的系统的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种通过硬件双通道实现安全系统运行监控的系统，该系统能够应用于包括但并不局限于安全信号系统、工业控制系统等领域，尤其适用于满足故障导向安全原则的铁路信号系统。

图3是本发明所述的基于硬件双通道实现运行监控的系统结构图，该系统同时采用了运行监控硬件双通道和故障管理软件双通道的实现系统：外部定时器周期性触发故障管理通道1，再由该通道触发主调度任务对系统运行进行控制，同时轮询检查是否有故障产生，主任务周期触发故障管理通道2，再由该通道触发外部看门狗，同时检查是否有故障产生，只有两个通道都认定没有故障产生才能输出；

在图3所示的控制结构中，运行监控硬件双通道包括两个差异化的看门狗，其中，内部看门狗主要用于监控主任务即所有安全过程的时间确定性，任何过程超出时间窗限定范围都会向两个故障管理通道报警，使系统作出安全处理；外部看门狗则用于监控所有任务的状态和主任务安全过程的时间确定性，任何环节的故障导致无法喂狗，都会切断系统输出，使系统进入安全状态。