[发明专利]基于国产化处理器的网络和FlexRay总线的高可用热备份方法

说明书

本发明涉及基于国产化处理器的网络和FlexRay总线的高可用热备份方法，其中，包括：选定两块国产化龙芯3A2000主板作为互为冗余备份的双控制节点，发现主控节点失效时，将主节点进行复位，将对外通信切换到备用节点，同时备用节点不再进行任务同步操作，并发送一次节点切换报文；主节点检测到与上位机通信或下位机通信失效时，主动进行一次复位，备用节点从静默状态切换至工作状态，并不再执行任务同步操作并发送一次节点切换报文；若两个节点同时出现故障，则向上位机发送异常状态报文并对两个节点同时复位。本发明降低了数据传输在各个环节上的风险，全面实现了主控设备高可用热备份。

技术领域

本发明涉及高可用热备份技术，尤其涉及基于国产化处理器的网络和FlexRay总线的高可用热备份方法。

背景技术

随着控制技术的不断发展，现代工业自动化平台越来越多呈现出信息化、智能化的发展趋势。为保证自动化平台长期安全、稳定地运行，对主控设备的可靠性有了更加严格的要求。在很多自动化应用场景中一般都要求无人值守和设备连续工作。但是作为核心的主控设备可靠性再高也无法确保零故障、不停机地运行，通过单纯地提高硬件的可靠性不仅增加了生产成本、也难以满足系统对高可靠性的需求。因此，采用热备份技术是保证系统安全稳定运行的关键环节。

随着工业、电子等领域国产化趋势的不断发展，包括军工在内，越来越多的自动化系统采用国产硬件平台作为主控设备，对于国产化平台的主控设备缺少相应的热备份技术支持，因此研究国产化平台下的热备份技术，有助于提高国家整体的工业水平，同时也对维护国家安全稳定起到了重要作用。

发明内容

本发明基于国产化处理器的网络和FlexRay总线的高可用热备份方法，用于解决目前国产化平台主控设备容错性差、可靠性难以达到需求的问题。

本发明一种基于国产化处理器的网络和FlexRay总线的高可用热备份方法，其中，包括：选定两块国产化龙芯3A2000主板作为互为冗余备份的双控制节点，两个控制节点之间采用DMA共享内存方式进行数据同步，通过网络进行业务迁移，对外通信包含双冗余网络和FlexRay总线两部分，并将上层计算机的数据进行处理后通过FlexRay对下层计算机进行控制；不同故障模式的处理方式包括：发现主控节点失效时，将主节点进行复位，将对外通信切换到备用节点，同时备用节点不再进行任务同步操作，并发送一次节点切换报文；主节点检测到与上位机通信或下位机通信失效时，主动进行一次复位，备用节点从静默状态切换至工作状态，并不再执行任务同步操作并发送一次节点切换报文；若两个节点同时出现故障，则向上位机发送异常状态报文并对两个节点同时复位。

根据本发明的基于国产化处理器的网络和FlexRay总线的高可用热备份方法的一实施例，其中，还包括：进行备份测试，用以验证高可用热备份的能力。

根据本发明的基于国产化处理器的网络和FlexRay总线的高可用热备份方法的一实施例，其中，进行备份测试包括：上位机每隔1ms循环发送带有时间戳的特定指令，在测试过程中采用主动复位的方式模拟主控节点宕机，待总共10000条指令全部发送完毕，通过对比时间戳进行检验。

根据本发明的基于国产化处理器的网络和FlexRay总线的高可用热备份方法的一实施例，其中，对程序运行结果进行分析，通过计算每次结果中的时间戳数量，缺失的时间戳个数视为切换过程中带来的时间损失，即切换所需时间，若在预设次数测试过程中，热切换带来的时间损失均小于一阈值，则认为满足武控系统主控制器的实时性要求。

根据本发明的基于国产化处理器的网络和FlexRay总线的高可用热备份方法的一实施例，其中，FlexRay节点以总线方式连接，两个信道同时发送冗余数据，通过相位校正和频率校正将总线上设备的本地时间统一至全局时间，使系统的各种任务同步进行。