[发明专利]一种基于CPCI总线的双冗余可重构星载计算机系统

说明书

本发明公开了一种基于CPCI总线的双冗余可重构星载计算机系统，设计基于CPCI总线的计算机系统支持双机热备份模式，并可同时独立完成各自工作任务,满足了国内外软件无线电技术对硬件平台的通用化、标准化、模块化、可重构需求，以及星载电子设备的冗余设计需要兼顾长寿命与高可靠性的要求；通过设计灵活的逻辑控制电路，可由多种方式实现计算机系统重构，提高了计算机系统的安全性与可靠性；双冗余的计算机系统原理图完全一致，实现了硬件平台通用化、标准化、模块化的目标；本计算机系统的背板支持至少两个、至多八个插槽，可根据不同的任务需求方便配置功能板卡，具有可扩展的特点。

技术领域

本发明属于软件无线电技术领域，具体涉及一种基于CPCI总线的双冗余可重构星载计算机系统。

背景技术

软件无线电技术的基本思想是在模块化、通用的硬件平台基础上，通过软件技术实现硬件配置，具有灵活的可重构特性。其中的关键技术之一就是实现计算机系统可重构功能，系统可重构是提高计算机安全性与可靠性的重要手段之一。冗余设计是对星载关键电子设备要求之一，目的是减少单点失效，提高任务可靠性。

在总线架构上，CPCI总线是软件无线电硬件平台经常采用的总线接口方式。1994年，为达到在嵌入式领域应用PCI总线的目的，国际工业计算机制造者联合会在PCI总线电气规范的基础上，提出了CPCI高性能工业总线标准。CPCI总线因具有可热插拔、高开放性、高可靠性的特点，在工控计算机和通信产品领域有着广泛的应用。通常CPCI总线中只有一个系统卡，因此不能实现系统卡的重构，同时不满足星载电子设备的冗余设计要求。例如，中国专利CN102571317A，名称为软件无线电系统中基于PCI总线的数据同步方法及系统，其中采用的便是单处理器模块的架构，即只有一个系统卡。

发明内容

针对国内外软件无线电技术对硬件平台的通用化、标准化、模块化、可重构需求，以及星载电子设备的冗余设计需要兼顾长寿命与高可靠性的要求，本发明提出一种基于CPCI总线的双冗余可重构星载计算机系统。

一种基于CPCI总线的双冗余可重构星载计算机系统，包括两个系统卡和一个背板；两个系统卡通过背板上的CPCI总线连接；

所述系统卡包括处理器、控制逻辑以及底部接插件；所述处理器与控制逻辑相连，处理器通过底部接插件与背板相连，逻辑控制也通过底部接插件与背板相连；

所述控制逻辑根据接收的重构指令控制本系统卡的处理器处于当班或者非当班状态；同时，将非对方系统卡发送的重构指令通过CPCI总线发送给对方系统卡的控制逻辑；其中，所述重构指令为从外部接收的遥控指令，或者从本系统卡内的处理器接收的重构指令，再或者从对方系统卡接收的重构指令；并且，控制逻辑当接收到一次复位指令后，控制所在系统卡的处理器进行复位；在所在系统卡为当前当班状态下，控制逻辑连续两次接收到复位指令后，控制所在系统卡的处理器复位并为非当班状态，并通过CPCI总线向对方控制逻辑发送复位指令和“本系统卡为当班系统卡”重构指令。

进一步的，所述系统卡还包括时钟信号控制电路；所述控制逻辑包括信号方向控制电路和复位信号控制电路；所述处理器包括仲裁器、IDSEL译码器和中断控制器；

将两个系统卡分别定义为系统卡A和系统卡B，则将系统卡A中包括的模块分别定义为：处理器A、控制逻辑A、时钟信号控制电路A；将系统卡B中包括的模块分别定义为：处理器B、控制逻辑B、时钟信号控制电路B；则，在将系统卡A重构为当班系统卡，且将系统卡B重构为非当班系统卡时：

所述控制逻辑A中的复位信号控制电路为处理器A提供本地复位信号，同时控制本系统卡中的信号方向控制电路经由接插件将复位信号发送给系统卡B；