[发明专利]一种冗余控制器的数据同步方法、冗余控制器及仪控系统

说明书

本发明公开了一种冗余控制器的数据同步方法、冗余控制器及仪控系统，涉及数据处理与控制技术领域，其技术方案要点是：冗余控制器中用户软件通过PC104‑Plus总线与扩展出的数据发送存储区和数据接收存储区进行数据交互，数据存储区再通过光模块实现控制器之间的数据交互。数据发送存储区、数据接收存储区都分为32个区域，接收发送区域一一对应。当用户软件未向数据发送存储区写入新数据时，调度中心执行数据循环更新操作，依次将32个区域的数据通过光模块发送出去；当用户软件向数据发送存储区写入新数据时，优先处理新数据；数据接收方检查数据版本信息，当为最新版本时才更新相应区域数据。本发明具有信息同步速度快、可靠性高、对用户软件透明等优点。

技术领域

本发明涉及数据处理与控制技术领域，更具体地说，它涉及一种冗余控制器的数据同步方法、冗余控制器及仪控系统。

背景技术

冗余技术是一种广泛使用的容错技术，可有效提高系统的可靠性。在嵌入式控制器中应用冗余技术，是提升数字化仪控平台整体可靠性的一种重要方法。信息同步是实现控制器冗余的前提之一。在一个采用了控制器冗余配置的系统中，处于备用状态的从控制器需要通过信息同步来接收处于工作状态的主控制器送来的相关信息，以便随时可以替换主控制器执行系统功能。

在数字化仪控平台现有构架下，可利用平台目前已有通信板卡(CAN通讯卡、RS485通讯卡、以太网卡)和控制器自带通信接口实现信息同步，现有控制器之间的信息同步存在以下缺陷：第一，信息同步需要具有强的实时性。通信速率越快，信息同步的时间越短，主备控制器的切换所需时间也就越短，系统输出的扰动也越小；由于通信板卡与控制器之间均通过AT96总线进行数据交互，AT96总线8MByte/s的带宽成为了缩短信息同步时间的瓶颈。第二，信息同步的过程对于用户软件来说是非透明的，同步过程需要用户软件的参与，自动化程度低。

因此，如何研究设计一种冗余控制器的数据同步方法是我们目前急需解决的问题，为实现控制器冗余提供技术支撑。

发明内容

为克服上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种冗余控制器的数据同步方法、冗余控制器及仪控系统，具有信息同步速度快、可靠性高、对用户软件透明等优点，为实现控制器冗余提供了技术支撑。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

第一方面，提供了一种冗余控制器的数据同步方法，包括以下步骤：

S101：扩展出存储主用控制器、备用控制器之间同步信息的数据存储区，数据存储区包括数据发送存储区、数据接收存储区；

S102：将数据发送存储区、数据接收存储区分别划分成多个子区域，每个子区域设置一个标识位，并与用户软件进行数据交互；

S103：根据主用控制器的用户软件与数据发送存储区交互状态将子区域信息传输至主用控制器、备用控制器中并行的发送控制器，并同时对相应子区域的标识位进行变换，以及根据标识位变换状态执行数据循环更新操作；

S104：两个发送控制器对子区域信息各自进行编码后，通过对应的光高速收发器将编码信息同时输出以实现两路光纤冗余光通讯；

S105：以两路光纤读入数据，两个接收控制器各自对读入数据进行解码；

S106：对读入数据更新状态进行检测，并将更新版本的读入数据存入数据接收存储区中对应的子区域，实现主用控制器的数据同步到备用控制器。

进一步的，所述数据存储区通过PC104-Plus总线进行扩展，PC104-Plus总线采用32bit/33MHzPCI协议，数据传输速率可达132MByte/s。

进一步的，所述数据发送存储区、数据接收存储区大小均为1kByte，划分成32子区域，每个子区域大小为32Byte，子区域与用户软件通过PC104-Plus总线接口进行数据交互。