[发明专利]一种通用二乘二取二计算机架构及其实现方法

权利要求书

1.一种通用二乘二取二计算机架构，其特征在于，所述计算机架构包括维护板MTN(30)及结构相同的计算机Ⅰ系和计算机Ⅱ系，所述计算机Ⅰ系和计算机Ⅱ系通过ARINC 659总线与维护板MTN(30)进行数据连接；ARINC 659总线用于计算机Ⅰ系和计算机Ⅱ系的数据交互和数据二取二比较；

维护板MTN(30)向所述计算机架构中不同CPU模块提供升级软件服务，以及进行故障信息存储；

计算机Ⅰ系和Ⅱ系各包括自监控处理器板VCU和自监控输入输出板DIO；自监控处理器板VCU与控制软件结合，进行计算机系统综合与逻辑控制；自监控输入输出板DIO用于外部开关量的采集和外部继电器的驱动。

2.根据权利要求1所述的计算机架构，其特征在于，ARINC 659总线设置于背板BP(40)，完成自监控处理器板VCU、自监控输入输出板DIO和维护板MTN(30)的物理连接和数据通信。

3.根据权利要求2所述的计算机架构，其特征在于，自监控处理器板VCU和自监控输入输出板DIO均包含两个独立的处理器支路；两个独立的处理器支路中一个处理器支路包括CPUx和ARINC 659总线控制器BIUx，另一个处理器支路包括CPUy和ARINC 659总线控制器BIUy。

4.根据权利要求3所述的计算机架构，其特征在于，两个独立的处理器支路之间采用加强绝缘进行电气隔离，自监控处理器板VCU和自监控输入输出板DIO的每个CPU均具有独立的电源、时钟、保护电路、看门狗和复位电路。

5.根据权利要求2所述的计算机架构，其特征在于，自监控输入输出板DIO包括数据采集电路和输出驱动电路；

外部的离散量数据(502)，分别通过数据采集电路传至自监控输入输出板DIO的CPUx和CPUy；

自监控输入输出板DIO的CPUx和CPUy产生指令，控制输出驱动电路输出离散量数据(501)。

6.根据权利要求2所述的计算机架构，其特征在于，维护板MTN(30)包含CPU(301)，用以控制ARINC 659总线控制器BIUx(303)和ARINC 659总线控制器BIUy(304)。

7.根据权利要求2所述的硬件架构，其特征在于，背板BP包含ARINC 659总线AX(401)、AY(402)、BX(403)和BY(404)。

8.一种通用二乘二取二计算机架构实现方法，其特征在于，利用权利要求1至7任一项所述的计算机架构，所述实现方法包括：

自监控处理器板VCU采用消息级自监控二取二结构，即自监控处理器板VCU的CPUx和CPUy的任务调度和执行完全同步；任意一个自监控处理器板VCU中的处理器CPUx和任意一个自监控处理器板VCU中的处理器CPUy执行完全相同的软件任务，并且从处理器所对应连接的BIU中取得相同的输入数据；自监控处理器板VCU的处理器CPUx、CPUy对系统输入信号进行独立的运算，运算结果通过处理器各自对应连接的BIU进行实时交叉比较；如果运算结果比较一致，则运算结果通过自监控处理器板VCU的BIU正常发送至其它任意一个BIU；如果运算结果比较不一致，则BIU将立即停止本次发送；

自监控输入输出板DIO采用消息级自监控二取二结构，即自监控输入输出板DIO的CPUx和CPUy的任务调度和执行完全同步；自监控输入输出板DIO的BIUx、BIUy通过背板BP(40)接收来自监控处理器板VCU的运算结果；任意一个自监控输入输出板DIO的CPUx和任意一个自监控输入输出板DIO的CPUy产生指令；其中，处理器CPUx(111)或CPUy(112)产生指令并控制输出驱动电路(118)、以及处理器CPUx(211)或CPUy(212)产生指令并控制输出驱动电路(117)，若两个处理器控制输出驱动电路产生的指令一致，则输出驱动电路输出正常离散量数据(501)。