[发明专利]一种基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元，属于地面设备可靠性设计领域。

背景技术

随着国产龙芯处理器越来越广泛的应用于航天产业中，对于国产龙芯处理器电气设备的可靠性也提出了越来越高的要求。仅仅通过提高单机的可靠性已经不能满足某些系统对可靠性的要求，因而如何提高系统的可靠性成为可靠性研究的热门课题。

冗余技术是提高控制系统可靠性的一种最有效的方法之一。冗余技术就是通过增加额外的同等功能的部件，并通过一定的冗余逻辑使它们协调地同步运行，使系统应用功能得到多重保证。冗余技术包含多个内容，其中包括设备的可靠性检测评估(即设备状态的评估与判断)、冗余模式(如冷备份、暖备份、热备份等)、冗余切换方法(即冗余切换的逻辑或策略)等。传统的冗余技术往往采用冷备份加人工评估设备状态或热备份加单心跳线评估设备状态的方法，冷备份加人工评估设备状态具有冗余切换不及时的缺点，而热备份加单心跳线评估设备状态过分依赖评估设备(心跳线)的可靠性。如何提供一种可靠性高、实时性好的龙芯测控设备冗余切换方法是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于国产龙芯处理器的测控设备冗余切换单元，开展可靠性评估技术研究，并设计智能多机冗余切换策略，弥补单一国产化设备可靠性不足的问题，确保系统长时间可信、可靠工作，为航天产品在整装整贮等各任务剖面中研究提供国产化信息基础平台。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种基于国产龙芯处理器的测控设备的冗余切换单元模块，国产龙芯处理器的测控设备包括第一国产龙芯处理器的测控设备和第二国产龙芯处理器的测控设备，两个国产龙芯处理器的测控设备均包括冗余切换模块，其特征在于，冗余切换单元模块包括冗余控制逻辑模块和主控制器模块；

冗余控制模块产生包含龙芯测控设备状态信息的心跳数据包并发送给另一龙芯测控设备的冗余控制模块，接收另一龙芯测控设备发送的心跳数据包，并判断另一龙芯测控设备是否正常工作，并将判断结果通发送给主控制器模块；

主控制器模块根据心跳诊断的结果控制本国产龙芯处理器的测控设备的工作模式。

优选的，国产龙芯处理器的测控设备的工作模式包括备份工作模式、主份工作模式和单机模式；在备份工作模式下，断开该国产龙芯处理器的测控设备与被控设备的通讯；在主份工作模式下，该国产龙芯处理器的测控设备与被控设备正常通讯，控制被控设备工作；在单机模式下，冗余控制模块不工作，两个国产龙芯处理器的测控设备分别与被控设备的通讯。

优选的，国产龙芯处理器的测控设备的工作模式包括备份工作模式和主份工作模式；在备份工作模式下，断开该国产龙芯处理器的测控设备与被控设备的通讯；在主份工作模式下，该国产龙芯处理器的测控设备与被控设备正常通讯，控制被控设备工作。

优选的，冗余控制模块包括心跳发生模块、心跳接收模块、心跳诊断模块、冗余控制逻辑模块；心跳发生模块在冗余控制逻辑模块的控制下产生包含龙芯测控设备状态信息的心跳数据包；心跳接收模块接收另一龙芯测控设备发送的心跳数据包，并发送给心跳诊断模块；心跳诊断模块根据心跳数据包，判断另一龙芯测控设备是否正常工作，并将判断结果发送给冗余控制逻辑模块；冗余控制逻辑模块控制心跳诊断模块发送心跳数据包给另一龙芯测控设备的心跳接收模块，并将心跳诊断模块发送的判断结果通发送给主控制器模块。

优选的，主控制器模块根据心跳诊断的结果控制本国产龙芯处理器的测控设备的工作模式的具体方法为：当判断结果为正常时，保持当前工作模式；当判断结果为不正常时，查看本国产龙芯处理器的测控设备工作模式，如果本国产龙芯处理器的测控设备工作模式为主份工作模式则保持主份工作模式，如果本国产龙芯处理器的测控设备工作模式为备份工作模式则发起冗余切换请求，发送给另一台国产龙芯处理器的测控设备。

优选的，心跳发生模块为产生脉冲方波的电路，心跳接收模块为方波信号检测电路，心跳诊断模块对一段时间内心跳接收模块接收到的方波信号的个数进行记数，根据记数结果判断心跳信号是否正常。

优选的，主控制器模块包括数据同步模块，对两个国产龙芯处理器的测控设备的数据进行同步。

优选的，第一国产龙芯处理器的测控设备和第二国产龙芯处理器的测控设备通过双路通讯向对方发送心跳数据包；