[发明专利]一种模块冗余的安全计算机平台

说明书

本发明的安全计算机平台，由主控层和执行层构成；主控层由主控模块构成，有主备系之分；执行层由一定数量的、可扩展的执行模块构成，每种模块还划分为安全相关模块和非安全相关模块；主控层与执行层之间采用双套冗余总线通信，采用CANFD总线+以太网总线，或者CAN总线+以太网总线；所有主控模块和执行模块都由内部冗余CANFD总线相连；主控模块间通过独立的冗余以太网总线通信实现数据交互、主备机同步。本发明的技术优势：扩展性极好的安全计算机平台，采用双套冗余总线架构，电源隔离和总线隔离的安全设计，可靠性和安全性更高。透传的通信机制提高平台的通用性和适配性。

技术领域

本发明涉及铁路信号领域，具体涉及一种新型安全计算机平台，其具备更加完备的安全系统架构和更加安全的防护设计，同时还具备更好的通信效率及传输性能。

背景技术

随着铁路运输事业的发展，铁路信号领域的安全设备不断更新完善。信息化时代，计算机和网络技术得到快速的普及和应用，安全计算机被用在越来越多的，对安全要求比较严格的领域和行业。在铁路信号领域，安全计算机对保障信号的可靠传输发挥着极其重要的作用。

在铁路信号领域，传统的安全计算机一般是基于单套内部通信总线，并采用主备结构，各功能单元模块常采用固定方式连接，导致主备机间通信手段单一，安全度不高，不利于功能的扩展和系统升级等缺点。

因此，为了满足日益复杂的铁路应用需求，提高铁路信号领域设备的安全性、可靠性、可扩展性、兼容性等。需要一种兼具既有安全计算机优点，且传输速率更高，结构更安全，扩展更灵活的安全计算机平台。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种通信数据量大，通信速率快、总线架构简单，且解决了模块间共因失效、执行模块的通用性的安全计算机平台。

本发明提供一种模块冗余的安全计算机平台，由主控层和执行层构成；

所述主控层包括主处理器系统、与执行层的通信系统、主控层内部的通信系统，并提供数据配置接口、应用层软件接口、维护接口、以及系统监测接口；所述主控层由主控模块构成，有主备系之分，即分为主控模块A和主控模块B；

所述执行层由一定数量的、可扩展的执行模块构成，执行模块可分为输入模块、输出模块、通信模块，同时每种模块还划分为安全相关模块和非安全相关模块；

所述安全计算机平台采用二乘二取二的安全冗余架构；

所述主控层与执行层之间采用双套冗余总线通信，采用CANFD总线+以太网总线，或者CAN总线+以太网总线；优选地，所述主控模块可通过内部CANFD总线和以太网总线同时接收执行模块的数据，也可同时向这些执行模块发送请求和命令；所有主控模块和执行模块都由内部冗余CANFD总线相连；

优选地，主控模块A和主控模块B之间通过独立的冗余以太网总线通信实现数据交互、主备机同步。

本发明的技术优势：针对铁路信号领域的扩展性极好的安全计算机平台，采用双套冗余总线架构，电源隔离和总线隔离的安全设计，可靠性和安全性更高。主备系生命信号的切换机制提升平台的可靠性。透传的通信机制提高平台的通用性和适配性。

附图说明

[1]图1为安全计算机平台的基本构成及功能结构图

[2]图2为安全计算机平台的总体架构

[3]图3为安全计算机平台的电源设计示意图

[4]图4为安全计算机平台的安全架构

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应该指出的是，对本领域的普通技术人员来讲，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。