[发明专利]一种基于龙芯处理器的多控制器计算冗余集群

说明书

本发明涉及一种基于龙芯处理器的多控制器计算冗余集群，包括多台控制器、交换机和共享存储空间；从控制器对所有主控制器进行监控，实时备份主控制器的工作内容及状态；控制器向外发送心跳报文，并获得其他控制器的心跳报文，判断其他控制器工作状态；当失效的控制器为主控制器，则其他未失效控制器将主控制器识别为故障，其他未失效控制器中优先级最高的控制器将自身切换为主控制器；如果失效的控制器为从控制器，则将该失效控制器识别为故障；根据实际需要确定主机和备机的数量，本发明具有系统层面的热备功能，当主计算机故障时，能够自动将服务迁到备份计算机上，备份计算机实时监控主计算机的工作状态，保证了切换的实时性，减少数据丢失。

技术领域

本发明涉及一种基于龙芯处理器的多控制器计算冗余集群，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。一般来说，冗余服务的管理模式有两类:一类是采用全局集中管理模式，系统有全局唯一的管理者，它负责系统资源分配和冗余管理。另一类是分散管理模式，该模式下全系统有多个代理，各代理之间互相协调工作，分散管理模式不会出现单点失效引起的整个系统崩溃的情况。因此，分散管理模式更符合航天产品高可靠性的要求。如何实现多控制器计算机群冗余集群的协调工作，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，提供一种基于龙芯处理器的多控制器计算冗余集群，确保系统长时间可信、可靠工作，为各类航天产品在整装整贮等各任务剖面中状态监测与寿命预测研究提供信息基础平台。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种基于龙芯处理器的多控制器计算冗余集群，包括多台控制器、交换机和共享存储空间；

多台控制器包括m台主控制器和n台备份控制器，每个控制器均向外发送心跳报文，并获得其他控制器的心跳报文，判断其他控制器工作状态；如果控制器在指定的时间内未收到某一控制器发送的心跳报文，则判定某一控制器失效，如果失效的控制器为主控制器，则其他未失效控制器将主控制器识别为故障，其他未失效控制器中优先级最高的控制器将自身切换为主控制器；如果失效的控制器为从控制器，则其它控制器将该失效控制器识别为故障；

共享存储空间，用于存储任务过程中所需要的数据与信息，可供各控制器读写；

交换机连接到所有的控制器，各控制器通过交换机交换数据。

优选的，当某一控制器发生故障时，如果判断将自身切换为主控制器，则将自身的工作内容及状态转换至原主控制器的工作内容及状态，接替原主控制器继续工作，实现集群的故障恢复。

优选的，当优先级高于主控制器的控制器重新发送心跳信号，其他控制器判断其恢复正常，优先级高于主控制器的控制器实时备份主控制器的工作内容及状态，并发送准备好信号至其他控制器，优先级高于主控制器的控制器将自身切换为主控制器，实现集群的状态恢复。

优选的，控制器还监控自身的工作状态，如果发现自身存在故障，则停止发送自身的心跳报文，并发出报警信号，果发现自身故障消除，则停止报警，并重新发送自身的心跳报文。

优选的，每台控制器至少配置三个以太网口，其中第一网口用于提供访问服务，第二网口用于接收和发送其他控制器的心跳监测数据，第三网口用于与共享存储空间通信。