[发明专利]检验具有多个计算单元的系统中的计算结果的方法和设备

说明书

本发明涉及检验具有多个计算单元的系统中的计算结果的方法和设备。一种用于检验在具有多个计算单元的系统中的计算结果的方法（10）的特征在于如下特征：‑由所述计算单元中的一个计算单元接收（11）数据帧，‑所述数据帧包括应用标识和所述计算单元的比较值的数目，‑依据所述应用标识，所述计算单元的比较值被分类整理（12）到中间存储器中，‑检验（13），所述中间存储器在所述应用标识下是否包含（14）所有计算单元的比较值，以及‑当所述比较值全部（14）存在时，比较（15，16）所述比较值。

技术领域

本发明涉及一种用于检验在具有多个计算单元的系统中的计算结果的方法。此外，本发明还涉及一种相对应的设备、一种相对应的计算机程序以及一种相对应的存储介质。

背景技术

锁步（Lockstep）系统是容错的计算机系统，所述容错的计算机系统在相同的时间或者在最小的时间偏移的情况下并行地实施同组的运算。根据现有技术的锁步系统能够实现错误识别和错误校正。锁步运算的输出可以被比较，以便确定：当至少两个计算单元参与时，是否发生干扰，并且当至少三个计算单元参与时，是否自动地修正错误。对于本领域技术人员而言，这些构思作为两重或三重模块化的冗余而是公知的。

DE 10 2005 037 246 A1公开了一种用于控制具有至少两个实施单元和一个比较单元的计算机系统的方法，该计算机系统按锁步方式工作并且在该计算机系统中比较至少两个实施单元的结果，其特征在于，在由比较单元识别出错误时或者在由比较单元识别出错误之后，在至少一个实施单元上针对该实施单元实行（abarbeiten）错误识别机制。

发明内容

本发明提供了根据独立权利要求所述的一种用于检验在具有多个计算单元的系统中的计算结果的方法、一种相对应的设备、一种相对应的计算机程序以及一种相对应的存储介质。

所建议的方案在此基于如下认知：在安全攸关的（sicherheitsrelevant）系统中，不可能通过自行测试来保护完整的系统，在所述安全攸关的系统中采用标准以太网（Standard-Ethernet）部件、标准以太网计算单元（要考虑到多核（multi-core）和众核（many-core）系统、微控制器（μC）和微处理器（μP））和标准操作系统（如QNX或者Linux）。（例如在自动化驾驶的环境中的）许多安全攸关的应用因而被冗余地（以锁步方式）计算。在（没有硬件支持的）标准部件中，锁步被实现为所谓的软件锁步（Software-Lockstep）。并且在对安全性、可用性和性能有高要求的系统中，分布式地计算安全攸关的功能。

这里所描述的发明使得能够：将在这种（包括多个计算单元的并且通过如CAN或者以太网之类的通信总线连接的）分布式系统中运行的软件部分分布到多个计算单元上，并且在系统中的中央位置处通过所谓的比较器比较计算结果。

比较器检验计算单元的计算结果并且在有错误的情况下可以将系统带入安全状态中。

该解决方案的优点在于，除了更高的不相关性之外，通过外部比较器单元给由多个处理器构成的软件锁步系统也赋予了非常高的可扩展性（Skalierbarkeit）。

此外，比较器被构建使得为了执行比较而不需要关于内容的信息。这具有如下优点：当在其他计算单元上的软件改变时，其上实施比较器的计算单元保持不变。

通过在从属权利要求中举出的措施，在独立权利要求中所说明的基本思想的有利的扩展方案和改进方案是可能的。这样可以设置，由比较器接收到的数据帧包括类型说明，并且在比较之前依据该类型说明来检验：由该数据帧包括的比较值是哈希值还是内容。以这种方式可以减小要比较的数据量。