[发明专利]一种基于总线仲裁的冗余系统

说明书

本发明公开了一种基于总线仲裁的冗余系统，该系统包括软件以及硬件一致的两套系统；每套所述系统包括一个处理器单元以及一个监测单元；每个所述处理器单元通过总线与所有所述监测单元相连；每个所述监测单元均依据每个所述处理器单元的健康状况生成各自对应的主备仲裁结果；每个所述监测单元生成的所述主备仲裁结果一致后，根据所述主备仲裁结果确定各个所述处理器单元其中一个作为当班处理器单元，剩余的所述处理器单元作为备用处理器单元。由两个或多个被仲裁对象、仲裁者组成，被仲裁对象与仲裁者之间采用总线连接。具有可靠性高、仲裁及时、响应快等特点。值得大面积推广使用。

技术领域

本发明涉及冗余系统技术领域，特别是涉及一种基于总线仲裁的冗余系统。

背景技术

冗余系统指的是为增加系统的可靠性，而采取两套或两套以上相同、相对独立配置的设计。一般来说冗余系统目的在于：为了保险起见，采取两套同样独立配置的硬件、软件或设计等，保证在其中一套系统出现故障时，另一套系统能立即启动，代替工作，这就好比演员的替身。一套单独的系统也许运行的故障率很高，但采取冗余措施后，在不改变内部设计的情况下，这套系统的可靠性立即可以大幅度提高。假如单独系统的故障率为50％，而采取冗余系统后马上可以将故障率降低到25％。

冗余系统的两个或多个处理器要通过监测设备经常比较各个处理器的状态，根据一定的规则以决定系统是否工作在正常的状态，这种状态比较和系统可靠性的判定也被称为同步。

传统的冗余系统中多个系统通常连接同一个监控设备，一个监控设备实时对当前运行的系统的健康状态进行监控，发现当前运行的系统异常后控制备用系统启动代替当前运行的系统工作。这种采用单线仲裁的方式存在发生故障时仲裁可靠性差以及仲裁及时性差等缺点。

因此，如何提供一种可靠性高以及响应速度快的冗余系统，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供用于克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于总线仲裁的冗余系统。

本发明提供了如下方案：

一种基于总线仲裁的冗余系统，包括：

软件以及硬件一致的两套系统；每套所述系统包括一个处理器单元以及一个监测单元；每个所述处理器单元通过总线与所有所述监测单元相连；

每个所述监测单元均依据每个所述处理器单元的健康状况生成各自对应的主备仲裁结果；

每个所述监测单元生成的所述主备仲裁结果一致后，根据所述主备仲裁结果确定各个所述处理器单元其中一个作为当班处理器单元，剩余的所述处理器单元作为备用处理器单元。

优选地：所述备用处理器单元处于待机状态。

优选地：各个所述处理器单元之间可通信相连；各个所述处理器单元均通过既定任务级功能接口接收外部接口数据。

优选地：所述当班处理器单元接收所述外部接口数据并处理；所述当班处理器单元执行对外信息交互并将当前执行的步骤发送给所述备用处理器单元，以便在执行主备切换后所述备用处理器单元接续所述当班处理器单元当前执行的任务。

优选地：所述处理器单元包括CPU处理器；每个所述监测单元分别获取与其相连的各个所述CPU处理器的CPU心跳，根据各个所述CPU处理器的CPU心跳判断各个所述CPU处理器的工作状态并根据所述工作状态生成各自对应的主备仲裁结果。

优选地：所述处理器单元还包括FPGA器件，所述FPGA器件与所述CPU处理器相连；所述FPGA器件用于接收所述CPU处理器发送的主备申请以及向所述CPU处理器发送切断中断信号、复位信号、主备标识以及监测单元状态标识。