[发明专利]冗余控制装置

说明书

本申请提供冗余控制装置，涉及工业控制技术领域。该装置包括：多个安全控制器和容错单元，各安全控制器包括多个处理板及至少一个隔离单元，各处理板通过隔离单元进行电气隔离；各处理板上设置有处理器芯片、冗余通信单元及容错通信单元，各处理板上处理器芯片通过冗余通信单元获取安全控制器上其他处理器芯片的数据、及通过容错通信单元接收外部设备的数据；各处理板上处理器芯片对从安全控制器上其他处理器芯片获取到的数据及从外部设备接收到的数据进行表决，得到处理板的处理结果，将处理结果通过容错通信单元发送给容错单元，由容错单元对各处理板发送的数据进行表决。本方案解决了现有技术中各处理器单元间存在耦合性强、共因失效的问题。

技术领域

本申请涉及工业控制技术领域，具体而言，涉及一种冗余控制装置。

背景技术

容错系统，是一种高可靠的计算机系统，在部分硬件或软件资源发生故障的情况下，仍然能够持续地执行计算并输出正确结果，广泛应用于高安全性、高可用性要求的石化、海上钻井平台等场景。

目前，在容错系统中，主要是采用片上多核冗余技术，即将多个完全一样的处理器单元集成在同一芯片内部，由该芯片内的多个处理器单元同时处理相同的处理任务，然后，将处理后的结果输出给容错系统中的表决器，由表决器按照“少数服从多数”的原则进行结果表决和输出，从而提高了容错系统最终输出结果的可靠性和容错能力，使得其能够适用于深空探测等复杂、恶劣环境下的工程应用。

但是，现有的这种片上多核冗余技术，是将多个处理器单元同时集成在同一芯片内部，导致各处理器单元之间存在耦合性强、共因失效的问题，进而造成该类容错系统的稳定性以及安全性偏低。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种冗余控制装置，以便解决现有技术中存在的各处理器单元之间耦合性强、共因失效，进而造成该类容错系统的稳定性以及安全性偏低的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例提供了一种冗余控制装置，包括：多个安全控制器以及容错单元；

各所述安全控制器包括：多个处理板以及至少一个隔离单元，各所述处理板之间通过所述隔离单元进行电气隔离；

各所述处理板上固定设置有处理器芯片以及多个外设单元，所述处理器芯片和各所述外设单元固定连接；

所述外设单元包括：冗余通信单元；各所述处理板之间通过所述冗余通信单元通信连接；各所述处理板上的所述处理器芯片通过所述冗余通信单元获取所述安全控制器上其他处理器芯片的数据；

所述外设单元还包括：容错通信单元；各所述处理板通过所述容错通信单元与所述容错单元连接；各所述处理板还通过所述容错通信单元与外部设备通信连接，以接收所述外部设备的数据；各所述处理板上的所述处理器芯片根据从所述安全控制器上其他处理器芯片获取到的数据以及从所述外部设备接收到的数据进行表决处理，得到所述处理板对应的处理结果，并将所述处理结果通过所述容错通信单元发送给所述容错单元；

所述容错单元对各所述处理板发送的数据进行表决处理，得到待输出数据，并将所述待输出数据输出。

可选地，各所述处理板上的所述处理器芯片在检测到所述处理器芯片发生故障时，控制所述处理板上的所述容错通信单元关断。

可选地，各所述安全控制器包括：第一处理板、第二处理板以及第一隔离单元；

所述第一处理板上的冗余通信单元的一端固定连接在所述第一处理板的处理器芯片上，所述第一处理板上的冗余通信单元的另一端与所述第一隔离单元连接；

所述第二处理板上的冗余通信单元的一端固定连接在所述第二处理板的处理器芯片上，所述第二处理板上的冗余通信单元的另一端与所述第一隔离单元连接。