[发明专利]用于三输入表决的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于三输入表决的系统和方法。

背景技术

高完整性的传感系统必须提供“信任”数据，其中该数据具有存在错误和／或存在误导的极低概率。为了确保正确识别出不精确的数据以及只将经过测试和验证的数据作为“信任”数据呈现给数据用户，进行了多种独立的数据度量。这些度量通过数据比较和表决例程而被相互比较。由于比较两个数据源可能暴露出问题，因此往往使用最少三个独立的数据源，但往往不太可能确定哪一个是正确的。对于大多数的系统，三个独立源足以检测并隔离任何单个的违规者，使得只要针对二次故障的暴露时间小于1／(故障率)，则可以继续正常的操作。

常使用两种方法。第一种方法是中间值或中值选择。中值选择在其最简单的实施方式中，选择三个值中的中间值，并且使用该值作为选定输出。如果输入数据有噪声，则由于所述输出将总是针对每组三个读数的中间值，因此，该输出也可以在各输入通道之间阶跃。只要各输入通道之间的偏移差很小，且个别通道上的任何噪声的幅度很小并是周期的，则这导致了平滑的输出。然而，如果3个输入通道之间存在显著偏移并且出现周期的噪声，则这可能导致阶跃变化(切换)。

在更复杂的实施方式中，通过基于与最后的有效中间值的差值来生成针对每个输入的误差信号，可以克服切换。然后，这些误差信号被用于校正随后的输入信号，以迫使3个通道收敛在中间值周围。纠正信号还被幅度检查，以检测过多的输入误差，并且其还会被限制和累积，以用于信号收敛例程。在稳定的环境中，所有输入通道最终将收敛到中间输入值，而与其他两个通道的任何影响无关。

这种中值选择技术需要复杂的数据处理，并且在稳定环境中，导致了与简单的实施方式相同的输出。然而，在不太稳定的环境中和／或在存在输入通道故障的情况下，当中间值改变成来自相同输入通道或具有不同值的不同输入通道的新值时，该技术导致了平滑转变的输出值。

第二种方法是限度测试和平均方法。该限度测试和平均方法对三个输入A、B和C执行比较。其将A和B；A和C；以及B和C之间的差值与指定限度相比较。如果这些输入之间的差值小于该指定值，那么限度测试处于通过条件。如果所有三个限度测试都通过，则将这三个输入一起求平均值来提供输出值。如果三个限度测试中的两个限度测试失败，那么可以将该失败隔离到与这两个限度测试所共有的通道。但是，如果只有一个限度测试失败，那么需要附加的比较测试来确定失败的通道。这是因为高通道与低通道之间正常差值始终大于高通道与中通道之间以及低通道与中通道之间的差值。这种正常的差值并不被这种简单的三路比较技术所适应。为了解决这个问题，对于单个失败情况而言，可以将较高的失败阈值用于任何单个比较测试失败。然而，这需要附加的测试逻辑和增加的复杂度。通过阈值测试的所有输入数据都被用于产生平均输出。

发明内容

本文所描述的实施例包括一种用于输入通道表决的方法。该方法包括用于按幅度来将三个输入值分类成高输入值、中输入值和低输入值的步骤。然后，测试所述三个输入值。所述测试包括从高输入值中减去中输入值来计算第一差值，以及将所述第一差值的绝对值与失败阈值相比较。基于所述第一差值与所述失败阈值的比较将来确定第一中间值。所述测试还包括从所述低输入值中减去所述中输入值来计算第二差值，以及将所述第二差值与所述失败阈值相比较。基于该比较来确定第二中间值。对所述第一中间值和所述第二中间值求平均值来产生基于所述三个输入值的输出。

附图说明

所理解的是，附图仅仅描绘了示例性实施例，以及并不因此将其视为在范围上进行限制，示例性实施例将与附加特异性和细节一起通过使用附图来描述，其中：

图1图示出根据包括三输入表决设备的系统的一个实施例的高级别功能块；

图2A图示出根据图1的三输入表决设备的一个实施例的功能块图；

图2B图示出根据图1的三输入表决设备的替换实施例的功能块图；

图2C图示出根据图1的三输入表决设备的另一个实施例的功能块图；

图3A图示出图2A的三输入表决设备的示例性操作的方法；

图3B图示出图2B的三输入表决设备的示例性操作的方法；

图3C图示出图2C的三输入表决设备的示例性操作的方法；以及

图4图示出根据图1的三输入表决设备的一个实施例的硬件块图。

具体实施方式