二乘二取二冗余系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了二乘二取二冗余系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括：第一部分，包括分別經(jīng)由第一主和輔串行通信電路連接的第一、第二子系統(tǒng)，和第一門電路；第二部分，包括分別經(jīng)由第二主和輔串行通信電路連接的第三、第四子系統(tǒng)，和第二門電路；以及切換機(jī)構(gòu)。所有子系統(tǒng)分別同時接收相同輸入信號并分別執(zhí)行相同處理。每個子系統(tǒng)分別經(jīng)由主和輔串行通信電路從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并同時向?qū)Χ俗酉到y(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息，以及將對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并生成比較結(jié)果信號。每個門電路根據(jù)子系統(tǒng)生成的比較結(jié)果信號生成處理結(jié)果信號。切換機(jī)構(gòu)根據(jù)門電路生成的處理結(jié)果信號生成切換控制信號。本發(fā)明實現(xiàn)了更為先進(jìn)的二乘二取二冗余系統(tǒng)設(shè)計。
【專利說明】二乘二取二冗余系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及計算機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計，具體地，涉及二乘二取二冗余系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]冗余技術(shù)是計算機(jī)系統(tǒng)可靠性設(shè)計中經(jīng)常采用的一種技術(shù)，其可以作為提高計算機(jī)系統(tǒng)可靠性的一種有效方法。目前，隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對于系統(tǒng)可靠性、安全性的要求日益增長。二乘二取二冗余系統(tǒng)被提出作為一種能夠?qū)崿F(xiàn)比較高的可靠性的冗余結(jié)構(gòu)。
[0003]現(xiàn)有的二乘二取二冗余系統(tǒng)可以被構(gòu)建為指令級校核系統(tǒng)和任務(wù)級校核系統(tǒng)。指令級校核系統(tǒng)需要在每一條指令周期都進(jìn)行比較和表決，而任務(wù)級校核系統(tǒng)只有當(dāng)對外執(zhí)行操作時才進(jìn)行比較和表決。指令級校核系統(tǒng)的實時性強(qiáng)，但其設(shè)計和調(diào)試難度較大。任務(wù)級校核系統(tǒng)實時性較弱。
[0004]不論是指令級校核系統(tǒng)還是任務(wù)級校核系統(tǒng)，現(xiàn)有的二乘二取二冗余系統(tǒng)都具有比較器、表決器等專用硬件電路。雖然這種架構(gòu)具有實時性強(qiáng)、能夠及早發(fā)現(xiàn)故障的優(yōu)點(diǎn)，但是，專用硬件電路存在硬件開銷增加、不冗余、可檢測故障范圍或可提供故障信息存在局限性、設(shè)計和調(diào)試難度大等缺點(diǎn)。從而，影響了現(xiàn)有的二乘二取二冗余系統(tǒng)的可靠性的提升。
[0005]因此，本領(lǐng)域需要更為先進(jìn)的二乘二取二冗余系統(tǒng)及相應(yīng)方法，以便滿足更高的可靠性要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了更為先進(jìn)的二乘二取二冗余系統(tǒng)及方法。
[0007]根據(jù)一個方面，本發(fā)明提供了一種二乘二取二冗余系統(tǒng)。該二乘二取二冗余系統(tǒng)可以包括:第一部分，其包括第一子系統(tǒng)、第二子系統(tǒng)和第一門電路，所述第一、第二子系統(tǒng)分別經(jīng)由第一主串行通信電路和第一輔串行通信電路連接，所述第一門電路分別連接到所述第一、第二子系統(tǒng)的輸出端；第二部分，其包括第三子系統(tǒng)、第四子系統(tǒng)和第二門電路，所述第三、第四子系統(tǒng)分別經(jīng)由第二主串行通信電路和第二輔串行通信電路連接，所述第二門電路分別連接到所述第三、第四子系統(tǒng)的輸出端；以及切換機(jī)構(gòu)，其分別連接到所述第一、第二門電路的輸出端。所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)分別同時接收相同的輸入信號并且分別對所述輸入信號執(zhí)行相同的處理過程。所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)被配置為:分別經(jīng)由與該子系統(tǒng)連接的主串行通信電路和輔串行通信電路，從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并且同時向所述對端子系統(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息；以及將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并生成用于指示比較結(jié)果的比較結(jié)果信號。所述第一和第二門電路中的每一個門電路被配置為:根據(jù)由與該門電路連接的兩個子系統(tǒng)所生成的比較結(jié)果信號，生成處理結(jié)果信號以表明該門電路所在的系是否工作正常。所述切換機(jī)構(gòu)被配置為:根據(jù)所述第一和第二門電路所生成的處理結(jié)果信號，生成切換控制信號以對控制權(quán)的歸屬進(jìn)行控制。
[0008]上述系統(tǒng)還可以包括:具有相同的固定定時周期的第一和第二定時器電路，所述第一定時器電路被配置為同時向所述第一和第二子系統(tǒng)提供定時觸發(fā)，所述第二定時器電路被配置為同時向所述第三和第四子系統(tǒng)提供定時觸發(fā)。所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)可以被配置為:響應(yīng)于該子系統(tǒng)所連接的定時器電路的定時觸發(fā)，從所述對端子系統(tǒng)接收所述對端數(shù)據(jù)信息并且同時向所述對端子系統(tǒng)發(fā)送所述本端數(shù)據(jù)信肩、O
[0009]在上述系統(tǒng)中，所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)可以被配置為通過以下操作來將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并生成用于指示比較結(jié)果的比較結(jié)果信號。首先執(zhí)行首次判斷過程，包括:將經(jīng)由所述主串行通信電路接收的所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較；如果確定比較結(jié)果為一致，則生成指示比較結(jié)果為一致的比較結(jié)果信號，如果確定比較結(jié)果為不一致，則將經(jīng)由所述輔串行通信電路接收的所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較；在對經(jīng)由所述輔串行通信電路接收的所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較的過程中，如果確定比較結(jié)果為一致，則生成指示比較結(jié)果為一致的比較結(jié)果信號，如果確定比較結(jié)果為不一致，則嘗試執(zhí)行再次判斷過程。接著，執(zhí)行所述再次判斷過程，包括:經(jīng)由所述主串行通信電路和/或輔串行通信電路命令所述對端子系統(tǒng)重新發(fā)送所述對端數(shù)據(jù)信息或者在對所述輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送對端數(shù)據(jù)信息；以及重復(fù)執(zhí)行所述首次判斷過程中包括的各個操作。如果在所述再次判斷過程被執(zhí)行了預(yù)定次數(shù)后仍然確定比較結(jié)果為不一致，則不再嘗試執(zhí)行所述再次判斷過程并且生成指示比較結(jié)果為不一致的比較結(jié)果信號。
[0010]在上述系統(tǒng)中，所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)還可以被配置為:如果經(jīng)由所述主串行通信電路和/或輔串行通信電路接收到對端子系統(tǒng)要求該子系統(tǒng)重新發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息或者在對所述輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息的命令，則重新發(fā)送所述本端數(shù)據(jù)信息或者在對所述輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息。
[0011 ] 在上述系統(tǒng)中，所述對端數(shù)據(jù)信息和所述本端數(shù)據(jù)信息中的每一個都可以包括位于各自子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個信號。從而，所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)可以被配置為通過以下操作來將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較:將所述對端數(shù)據(jù)信息中包括的位于數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個信號與所述本端數(shù)據(jù)信息中包括的位于對應(yīng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個對應(yīng)信號逐一進(jìn)行比較；以及如果所有對應(yīng)信號均為一致，則確定所述比較結(jié)果為一致，如果存在至少一對不一致的對應(yīng)信號，則確定所述比較結(jié)果為不一致。
[0012]在上述系統(tǒng)中，所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)可以被配置為:如果確定比較結(jié)果為不一致，則存儲當(dāng)前進(jìn)行比較的所述對端數(shù)據(jù)信息和所述本端數(shù)據(jù)信息。
[0013]在上述系統(tǒng)中，所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)可以包括:兩個串行通信電路接口，其分別連接所述主串行通信電路和所述輔串行通信電路；以及處理單元，其被配置為執(zhí)行所述接收對端數(shù)據(jù)信息、所述發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息以及所述將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并生成比較結(jié)果信號的操作。
[0014]上述系統(tǒng)還可以包括:具有固定定時周期的第一和第二單脈沖定時器電路，所述第一單脈沖定時器電路被配置用于使得所述第一和第二子系統(tǒng)實現(xiàn)同步，所述第二單脈沖定時器電路被配置用于使得所述第三和第四子系統(tǒng)實現(xiàn)同步。
[0015]根據(jù)另一個方面，本發(fā)明提供了一種用于二乘二取二冗余系統(tǒng)的方法。所述系統(tǒng)包括:第一部分，其包括第一子系統(tǒng)、第二子系統(tǒng)和第一門電路，所述第一、第二子系統(tǒng)分別經(jīng)由第一主串行通信電路和第一輔串行通信電路連接，所述第一門電路分別連接到所述第一、第二子系統(tǒng)的輸出端；第二部分，其包括第三子系統(tǒng)、第四子系統(tǒng)和第二門電路，所述第三、第四子系統(tǒng)分別經(jīng)由第二主串行通信電路和第二輔串行通信電路連接，所述第二門電路分別連接到所述第三、第四子系統(tǒng)的輸出端；以及切換機(jī)構(gòu)，其分別連接到所述第一、第二門電路的輸出端。所述方法包括:由所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)分別同時接收相同的輸入信號并且分別對所述輸入信號執(zhí)行相同的處理過程；由所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)執(zhí)行以下操作:分別經(jīng)由與該子系統(tǒng)連接的主串行通信電路和輔串行通信電路，從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并且同時向所述對端子系統(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息；以及將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并生成用于指示比較結(jié)果的比較結(jié)果信號；由所述第一和第二門電路中的每一個門電路根據(jù)由與該門電路連接的兩個子系統(tǒng)所生成的比較結(jié)果信號，生成處理結(jié)果信號以表明該門電路所在的系是否工作正常；以及由所述切換機(jī)構(gòu)根據(jù)所述第一和第二門電路所生成的處理結(jié)果信號，生成切換控制信號以對控制權(quán)的歸屬進(jìn)行控制。
[0016]所述系統(tǒng)還可以包括具有相同的固定定時周期的第一和第二定時器電路，所述第一定時器電路被配置為同時向所述第一和第二子系統(tǒng)提供定時觸發(fā)，所述第二定時器電路被配置為同時向所述第三和第四子系統(tǒng)提供定時觸發(fā)。在上述方法中，所述由所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并且同時向所述對端子系統(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息可以包括:響應(yīng)于該子系統(tǒng)所連接的定時器電路的定時觸發(fā)，從所述對端子系統(tǒng)接收所述對端數(shù)據(jù)信息并且同時向所述對端子系統(tǒng)發(fā)送所述本端數(shù)據(jù)信息。
[0017]在上述方法中，所述由所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并生成用于指示比較結(jié)果的比較結(jié)果信號可以包括一下操作。執(zhí)行首次判斷過程，包括:將經(jīng)由所述主串行通信電路接收的所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較；如果確定比較結(jié)果為一致，則生成指示比較結(jié)果為一致的比較結(jié)果信號，如果確定比較結(jié)果為不一致，則將經(jīng)由所述輔串行通信電路接收的所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較；在對經(jīng)由所述輔串行通信電路接收的所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較的過程中，如果確定比較結(jié)果為一致，則生成指示比較結(jié)果為一致的比較結(jié)果信號，如果確定比較結(jié)果為不一致，則嘗試執(zhí)行再次判斷過程。執(zhí)行所述再次判斷過程，包括:經(jīng)由所述主串行通信電路和/或輔串行通信電路命令所述對端子系統(tǒng)重新發(fā)送所述對端數(shù)據(jù)信息或者在對所述輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送對端數(shù)據(jù)信息；以及重復(fù)執(zhí)行所述首次判斷過程中包括的各個操作。如果在所述再次判斷過程被執(zhí)行了預(yù)定次數(shù)后仍然確定比較結(jié)果為不一致，則不再嘗試執(zhí)行所述再次判斷過程并且生成指示比較結(jié)果為不一致的比較結(jié)果信號。
[0018]上述方法還可以包括:如果所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)經(jīng)由所述主串行通信電路和/或輔串行通信電路接收到對端子系統(tǒng)要求該子系統(tǒng)重新發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息或者在對所述輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息的命令，則重新發(fā)送所述本端數(shù)據(jù)信息或者在對所述輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送本端數(shù)據(jù)信
肩、O
[0019]所述對端數(shù)據(jù)信息和所述本端數(shù)據(jù)信息中的每一個都包括位于各自子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個信號。在上述方法中，所述由所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較可以包括:將所述對端數(shù)據(jù)信息中包括的位于數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個信號與所述本端數(shù)據(jù)信息中包括的位于對應(yīng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個對應(yīng)信號逐一進(jìn)行比較；以及如果所有對應(yīng)信號均為一致，則確定所述比較結(jié)果為一致，如果存在至少一對不一致的對應(yīng)信號，則確定所述比較結(jié)果為不一致。
[0020]上述方法還可以包括:如果所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)確定比較結(jié)果為不一致，則存儲當(dāng)前進(jìn)行比較的所述對端數(shù)據(jù)信息和所述本端數(shù)據(jù)信息。
[0021]所述系統(tǒng)還可以包括具有固定定時周期的第一和第二單脈沖定時器電路。上述方法還可以包括:利用所述第一單脈沖定時器電路使得所述第一和第二子系統(tǒng)實現(xiàn)同步，以及利用所述第二單脈沖定時器電路使得所述第三和第四子系統(tǒng)實現(xiàn)同步。
[0022]通過本發(fā)明的方案，可以實現(xiàn)更為先進(jìn)的二乘二取二冗余系統(tǒng)及方法。根據(jù)本發(fā)明的二乘二取二冗余系統(tǒng)設(shè)計具有以下優(yōu)點(diǎn):減少了硬件開銷、降低了成本；硬件設(shè)計簡單、容易調(diào)試；通過去掉無冗余的比較器和表決器等專用硬件電路、獲得串行通信電路冗余、實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳輸奇偶和CRC兩級校驗、取得軟件容錯等，提高了系統(tǒng)的可靠性；子系統(tǒng)中的處理單元可以定時地通過串行通信電路交換數(shù)據(jù)信息并進(jìn)行校核，比現(xiàn)有的任務(wù)級校核系統(tǒng)實時性強(qiáng)；可以通過選用高速處理單元并且實施并行操作機(jī)制來滿足系統(tǒng)實時性的要求；以及當(dāng)確定出現(xiàn)故障時，可以存儲相關(guān)數(shù)據(jù)信息以便于后續(xù)進(jìn)行故障診斷等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1示出了現(xiàn)有的二乘二取二冗余系統(tǒng)的應(yīng)用框圖；
[0024]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的二乘二取二冗余系統(tǒng)的示意圖；以及
[0025]圖3示出了用于根據(jù)本發(fā)明實施例的二乘二取二冗余系統(tǒng)的示意性方法流程圖。
【具體實施方式】
[0026]在本發(fā)明實施例提供的二乘二取二冗余系統(tǒng)的設(shè)計中，去掉了現(xiàn)有二乘二取二冗余系統(tǒng)中的比較器和表決器等專用硬件電路，在每個系的兩個子系統(tǒng)之間采用冗余的串行通信電路來交換、共享信息。每個系的兩個子系統(tǒng)中的處理單元可以同時進(jìn)行校核，完成比較和表決功能。當(dāng)出現(xiàn)故障時，每個系的兩個子系統(tǒng)都可以輸出指示信號，使得故障導(dǎo)向安全。根據(jù)本發(fā)明的實施例，子系統(tǒng)中處理單元的處理功能得以增強(qiáng)，實現(xiàn)了現(xiàn)有系統(tǒng)中由專用硬件電路所實現(xiàn)的部分功能并且實現(xiàn)了對經(jīng)由串行通信電路交換的信息的校核。[0027]以下將以明確易懂的方式通過對優(yōu)選實施例的說明并結(jié)合附圖來對本發(fā)明的上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說明。
[0028]首先，結(jié)合圖1描述現(xiàn)有的二乘二取二冗余系統(tǒng)及其具體應(yīng)用。
[0029]圖1示出了現(xiàn)有的二乘二取二冗余系統(tǒng)的應(yīng)用框圖。具體地，現(xiàn)有的二乘二取二冗余系統(tǒng)可以包括圖1所示的第一部分110、第二部分120以及切換機(jī)構(gòu)130。此外，圖1還示意性地示出了與該二乘二取二冗余系統(tǒng)的具體應(yīng)用相關(guān)的電路結(jié)構(gòu)，該電路結(jié)構(gòu)可以包括接口電路140、接口電路150以及上一級設(shè)備160。
[0030]現(xiàn)有的二乘二取二冗余系統(tǒng)可以包括互為熱備的兩個系，如I系110和II系120。第一部分110和第二部分120可以互為“或”的關(guān)系。第一部分110和第二部分120中的每一個可以包括兩個子系統(tǒng)、比較器和表決器等。例如，第一部分110可以包括第一子系統(tǒng)112、第二子系統(tǒng)114、比較器116和表決器118，第二部分120可以包括第三子系統(tǒng)122、第四子系統(tǒng)124、比較器126和表決器128。第一子系統(tǒng)112、第二子系統(tǒng)114、第三子系統(tǒng)122、第四子系統(tǒng)124中的每一個子系統(tǒng)都可以包括處理單元(例如CPU)、存儲器、譯碼電路、I/O接口電路等(未示出)。此外，同一個系內(nèi)的兩個子系統(tǒng)可以共用時鐘電路，并且可以互為“與”的關(guān)系。
[0031]下面以圖1所示的二乘二取二冗余系統(tǒng)構(gòu)成了指令級校核系統(tǒng)為例，說明現(xiàn)有的
二乘二取二冗余系統(tǒng)的示意性工作原理。
[0032]如圖1所示，可以將相同的輸入信號同時提供給第一部分110中的第一子系統(tǒng)112、第二子系統(tǒng)114以及第二部分120中的第三子系統(tǒng)122、第四子系統(tǒng)124。例如,在鐵路信號系統(tǒng)中，該輸入信號可以是來自信號機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、軌道電路等的信號。此外，在其它應(yīng)用場景中，該輸入信號也可以是來自任何其它設(shè)備的信號。
[0033]通常，在二乘二取二冗余系統(tǒng)上電或復(fù)位后，可以默認(rèn)第一部分110中的第一子系統(tǒng)112具有控制權(quán)。在接收到輸入信號后，第一部分110和第二部分120中的各個子系統(tǒng)可以分別對輸入信號執(zhí)行相同的處理過程，其中，各個子系統(tǒng)是獨(dú)立同步運(yùn)行的。此處的處理過程可以被用于基于輸入信號生成將被提供給上一級設(shè)備160使用的輸出信號。
[0034]在每一個指令周期，各個子系統(tǒng)都會將其在處理輸入信號期間生成的信號發(fā)送給相連接的比較器。例如，各個子系統(tǒng)可以將其數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個總線上的多個信號發(fā)送給相連接的比較器。例如，第一子系統(tǒng)112可以將其處理單元的數(shù)據(jù)總線上的多個信號、地址總線上的多個信號以及控制總線上的多個信號輸出給與該第一子系統(tǒng)112連接的比較器116。具體地，例如，如果數(shù)據(jù)總線具有16根線、地址總線具有16根線、控制總線具有2根線，則第一子系統(tǒng)112可以將數(shù)據(jù)總線內(nèi)16根線上的16個信號、地址總線內(nèi)16根線上的16個信號以及控制總線內(nèi)2根線上的2個信號輸出給比較器116。同時，類似地，第二子系統(tǒng)114也可以將其數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線上的多個信號發(fā)送給比較器116。此外，第三子系統(tǒng)122和第四子系統(tǒng)124也可以執(zhí)行類似的處理。
[0035]比較器116和比較器126可以分別對從其各自所連接的兩個子系統(tǒng)接收到的信號進(jìn)行比較，以生成比較信號。比較器116和126執(zhí)行相同操作，下面以比較器116為例予以說明。例如，如果比較器116從第一子系統(tǒng)112接收到數(shù)據(jù)總線內(nèi)16根線上的16個信號、地址總線內(nèi)16根線上的16個信號以及控制總線內(nèi)2根線上的2個信號，并且從第二子系統(tǒng)114接收到數(shù)據(jù)總線內(nèi)16根線上的16個信號、地址總線內(nèi)16根線上的16個信號以及控制總線內(nèi)2根線上的2個信號，則比較器116可以將第一子系統(tǒng)112輸出的數(shù)據(jù)總線的16根線、地址總線的16根線以及控制總線的2根線中每一根線上的信號與第二子系統(tǒng)114輸出的數(shù)據(jù)總線的16根線、地址總線的16根線以及控制總線的2根線中對應(yīng)線上的對應(yīng)信號進(jìn)行比較(例如，將第一子系統(tǒng)112輸出的數(shù)據(jù)總線的第5根線上的信號與第二子系統(tǒng)114輸出的數(shù)據(jù)總線的第5根線上的信號進(jìn)行比較)，以得到對應(yīng)于被比較的這根線的比較指示符，以此類推，對全部34根線上的信號逐一作比較，從而得到34個比較指示符。所得到的全部比較指示符可以構(gòu)成比較器116輸出的比較信號。比較指示符可以用特定的數(shù)字來代表特定的比較結(jié)果，例如，用比較指示符“ I”表示比較結(jié)果一致，而用比較指示符“O”表示比較結(jié)果不一致。
[0036]表決器118和表決器128可以分別接收從比較器116和比較器126輸出的比較信號，并基于比較信號來生成表決信號。表決器118和表決器128執(zhí)行相同操作,下面以表決器118為例予以說明。例如，表決器118可以從比較器116接收包含34個比較指示符的比較信號。如果表決器118判斷這34個比較指示符都表示比較結(jié)果一致，例如都為“1”，則表決器118可以生成表明第一部分工作正常的表決信號,例如“O”。然而,如果表決器118判斷這34個比較指示符中至少有一個比較指示符表示比較結(jié)果不一致，例如為“0”，則表決器可以生成表明第一部分工作不正常的表決信號，例如“I”。
[0037]切換機(jī)構(gòu)130可以分別接收從表決器118和表決器128輸出的表決信號，并且根據(jù)所接收到的兩個表決信號來生成切換控制信號，以對控制權(quán)的歸屬進(jìn)行控制。例如，假定當(dāng)前第一部分110中的第一子系統(tǒng)112具有控制權(quán)，如果從第一部分110中的表決器118接收的表決信號表明第一部分110工作正常，則切換機(jī)構(gòu)130生成的切換控制信號可以指示第一部分110中的第一子系統(tǒng)112繼續(xù)保持控制權(quán)。然而，如果從第一部分110中的表決器118接收的表決信號表明第一部分110工作不正常，同時，從第二部分120中的表決器128接收的表決信號表明第二部分120工作正常，則切換機(jī)構(gòu)130生成的切換控制信號可以指示將控制權(quán)從第一部分110切換到第二部分120，例如，切換到第二部分120中的第三子系統(tǒng)122。此外,如果從第一部分110中的表決器118接收的表決信號表明第一部分110工作不正常并且從第二部分120中的表決器128接收的表決信號表明第二部分120工作也不正常，則切換機(jī)構(gòu)130生成的切換控制信號可以指示第一部分110和第二部分120都失去控制權(quán)。
[0038]如上所述，圖1還示出了與二乘二取二冗余系統(tǒng)的具體應(yīng)用相關(guān)的電路結(jié)構(gòu)，包括接口電路140、接口電路150以及上一級設(shè)備160。該電路結(jié)構(gòu)僅僅作為示例，在實際應(yīng)用中還存在多種可以與二乘二取二冗余系統(tǒng)相互結(jié)合的其它具體電路結(jié)構(gòu)。
[0039]接口電路140連接在第一子系統(tǒng)112和上一級設(shè)備160之間，其可以將第一子系統(tǒng)112生成的輸出信號傳遞到上一級設(shè)備160。接口電路140還連接到切換機(jī)構(gòu)130，并受到切換機(jī)構(gòu)130輸出的切換控制信號的控制。例如，如果切換控制信號指示第一部分110中的第一子系統(tǒng)112繼續(xù)保持控制權(quán)，則該切換控制信號可以使能接口電路140，從而使得來自第一子系統(tǒng)112的輸出信號可以經(jīng)由接口電路140傳遞到上一級設(shè)備160。然而，如果切換控制信號指示將控制權(quán)從第一部分110切換到第二部分120或者指示第一部分110和第二部分120都失去控制權(quán)，則該切換控制信號可以禁止接口電路140，從而使得來自第一子系統(tǒng)112的輸出信號不能經(jīng)由接口電路140傳遞到上一級設(shè)備160。接口電路150具有與接口電路140相類似的功能。此處，切換機(jī)構(gòu)130輸出的切換控制信號可以采用多種具體實現(xiàn)形式，例如，切換機(jī)構(gòu)130可以分別向接口電路140和150輸出各自的切換控制信號，切換機(jī)構(gòu)130也可以生成單一切換控制信號，并且在該單一切換控制信號經(jīng)過特定電路的處理后被分別輸出到接口電路140和150。圖1僅僅示例性地示出了切換機(jī)構(gòu)130分別向接口電路140和150輸出各自的切換控制信號，實際上，目前還應(yīng)用了多種其它已知的方式來利用切換機(jī)構(gòu)控制接口電路的使能和禁止。
[0040]以上以指令級校核系統(tǒng)為例說明了現(xiàn)有的二乘二取二冗余系統(tǒng)的示意性工作原理。當(dāng)二乘二取二冗余系統(tǒng)構(gòu)成任務(wù)級校核系統(tǒng)時，其工作原理與上述類似，不同之處在于任務(wù)級校核系統(tǒng)只有當(dāng)對外執(zhí)行操作時才進(jìn)行比較和表決。
[0041]以下結(jié)合圖2和圖3具體描述根據(jù)本發(fā)明實施例的示意性二乘二取二冗余系統(tǒng)及方法。
[0042]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的二乘二取二冗余系統(tǒng)200的示意圖。
[0043]二乘二取二冗余系統(tǒng)200可以包括第一部分210、第二部分220以及切換機(jī)構(gòu)230。第一部分210可以包括第一子系統(tǒng)212、第二子系統(tǒng)214以及門電路216。第二部分220可以包括第三子系統(tǒng)222、第四子系統(tǒng)224以及門電路226。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在第一子系統(tǒng)212與第二子系統(tǒng)214之間可以連接有兩條冗余的串行通信電路，即，主串行通信電路和輔串行通信電路。這兩條串行通信電路可以分別獨(dú)立地在第一子系統(tǒng)212與第二子系統(tǒng)214之間傳送數(shù)據(jù)信息。為此,第一子系統(tǒng)212可以包括兩個串行通信電路接口(未示出)，其分別連接到主串行通信電路和輔串行通信電路，相應(yīng)地，第 二子系統(tǒng)214也可以包括兩個串行通信電路接口。串行通信電路接口可以米用通用異步收發(fā)器(UART !Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)接口、串行外設(shè)接口(SPI:Serial Peripheral Interface)、集成電路間(I2C:1nter_IntegratedCircuit)接口、控制器局域網(wǎng)(CAN:Controller Area Network)接口等各種串行接口。類似地，第三子系統(tǒng)222和第四子系統(tǒng)224也可以分別經(jīng)由主串行通信電路和輔串行通信電路連接，并且分別具有兩個串行通信電路接口。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的實施例，第一子系統(tǒng)212、第二子系統(tǒng)214、第三子系統(tǒng)222和第四子系統(tǒng)224中的每一個子系統(tǒng)都可以包括處理單元，該處理單元支持雙串口功能，例如，可以同時支持如上所述的主串行通信電路和輔串行通信電路。此外，處理單元還可以被配置用于執(zhí)行以下描述的由子系統(tǒng)所實現(xiàn)的各種處理或功能。
[0046]此外，與現(xiàn)有的子系統(tǒng)類似，第一子系統(tǒng)212、第二子系統(tǒng)214、第三子系統(tǒng)222和第四子系統(tǒng)224中的每一個子系統(tǒng)還可以包括通用的I/O接口電路，該I/O接口電路可以被用于接收輸入信號并且發(fā)送輸出信號?？蛇x地，例如，當(dāng)采用I/O接口電路接收輸入信號時，可以根據(jù)傳感器的不同來選用相應(yīng)的通用接口電路。
[0047]以下將對根據(jù)本發(fā)明實施例的二乘二取二冗余系統(tǒng)200中各個單元的具體功能進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0048]第一子系統(tǒng)212、第二子系統(tǒng)214、第三子系統(tǒng)222和第四子系統(tǒng)224可以分別同時接收相同的輸入信號，并且分別對輸入信號執(zhí)行相同的處理過程以生成輸出信號。此處，可以采用與現(xiàn)有技術(shù)相類似的輸入信號和輸出信號，并且可以采用與現(xiàn)有技術(shù)相類似的對輸入信號的處理過程。[0049]第一子系統(tǒng)212、第二子系統(tǒng)214、第三子系統(tǒng)222和第四子系統(tǒng)224中的每一個子系統(tǒng)都可以分別經(jīng)由與該子系統(tǒng)連接的主串行通信電路和輔串行通信電路，從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并且同時向?qū)Χ俗酉到y(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息。例如，第一子系統(tǒng)212可以經(jīng)由主串行通信電路從作為其對端子系統(tǒng)的第二子系統(tǒng)214接收對端數(shù)據(jù)信息(B卩，第二子系統(tǒng)214的數(shù)據(jù)信息)，并且經(jīng)由輔串行通信電路從第二子系統(tǒng)214接收同樣的對端數(shù)據(jù)信息。同時，第一子系統(tǒng)212也可以分別經(jīng)由主串行通信電路和輔串行通信電路將本端數(shù)據(jù)信息(即，第一子系統(tǒng)212的數(shù)據(jù)信息)發(fā)送到第二子系統(tǒng)214。對端數(shù)據(jù)信息和本端數(shù)據(jù)信息可以具有與圖1所示現(xiàn)有技術(shù)中從各個子系統(tǒng)發(fā)送給比較器的信號相類似的形式。
[0050]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，每一個子系統(tǒng)可以定時地從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并向?qū)Χ俗酉到y(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息。可以采用具有固定定時周期的定時器電路來提供定時。例如，可以在根據(jù)本發(fā)明實施例的二乘二取二冗余系統(tǒng)200中為第一子系統(tǒng)212和第二子系統(tǒng)214提供一個定時器電路，該定時器電路可以被配置為同時向第一子系統(tǒng)212和第二子系統(tǒng)214提供定時觸發(fā)。該定時器電路可以被設(shè)置在第一部分210內(nèi)或者二乘二取二冗余系統(tǒng)200的其它位置。類似地，也可以為第三子系統(tǒng)222和第四子系統(tǒng)224提供一個定時器電路。在提供了定時器電路的情況下，每一個子系統(tǒng)可以響應(yīng)于該子系統(tǒng)所連接的定時器電路的定時觸發(fā)，從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并且向?qū)Χ俗酉到y(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息。
[0051]第一子系統(tǒng)212、第二子系統(tǒng)214、第三子系統(tǒng)222和第四子系統(tǒng)224中的每一個子系統(tǒng)可以將所接收到的對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較，并且生成用于指示比較結(jié)果的比較結(jié)果信號。比較結(jié)果信號可以為一個特定的數(shù)字，用于代表特定的比較結(jié)果，例如，用“O”表示比較結(jié)果一致，而用“I”表示比較結(jié)果不一致?？蛇x地，每一個子系統(tǒng)可以通過執(zhí)行首次判斷過程和預(yù)定次數(shù)的再次判斷過程來執(zhí)行上述比較操作和生成比較結(jié)果信號的操作。
[0052]例如，首次判斷過程可以涉及以下操作。每一個子系統(tǒng)可以首先將經(jīng)由主串行通信電路接收的對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較。如果確定比較結(jié)果為一致，即，確定對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息一致，則生成指示比較結(jié)果為一致的比較結(jié)果信號。如果確定比較結(jié)果為不一致，即，確定對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息不一致，則可以進(jìn)而將經(jīng)由輔串行通信電路接收的對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較。在對經(jīng)由輔串行通信電路接收的對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較的過程中，如果確定比較結(jié)果為一致，則生成指示比較結(jié)果為一致的比較結(jié)果信號，然而，如果確定比較結(jié)果為不一致，則可以嘗試執(zhí)行再次判斷過程。
[0053]例如，再次判斷過程可以涉及以下操作。該子系統(tǒng)可以經(jīng)由主串行通信電路和/或輔串行通信電路命令對端子系統(tǒng)重新發(fā)送對端數(shù)據(jù)信息，或者命令對端子系統(tǒng)在對輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送對端數(shù)據(jù)信息。然后，該子系統(tǒng)可以重復(fù)執(zhí)行上述首次判斷過程中涉及的各個操作。
[0054]可選地，可以對再次判斷過程的執(zhí)行次數(shù)進(jìn)行限制。例如，如果在再次判斷過程被執(zhí)行了預(yù)定次數(shù)(例如，零次、一次或更多次)后仍然確定比較結(jié)果為不一致，則可以決定不再嘗試執(zhí)行再次判斷過程并且生成指示比較結(jié)果為不一致的比較結(jié)果信號。
[0055]此外，每一個子系統(tǒng)都可以被配置為，如果經(jīng)由主串行通信電路和/或輔串行通信電路接收到對端子系統(tǒng)要求該子系統(tǒng)重新發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息或者在對輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息的命令，則重新發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息或者在對輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息。
[0056]如上所述，對端數(shù)據(jù)信息和本端數(shù)據(jù)信息可以具有與現(xiàn)有技術(shù)中從各個子系統(tǒng)發(fā)送給比較器的信號相類似的形式。從而，例如，與現(xiàn)有技術(shù)類似，對端數(shù)據(jù)信息和本端數(shù)據(jù)信息中的每一個都可以包括位于各自子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個信號。在這種情況下，可以采用與現(xiàn)有技術(shù)類似的比較方式。例如，每一個子系統(tǒng)可以將對端數(shù)據(jù)信息中包括的位于數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個信號與本端數(shù)據(jù)信息中包括的位于對應(yīng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個對應(yīng)信號逐一進(jìn)行比較。如果所有對應(yīng)信號均一致，則確定比較結(jié)果為一致，即確定對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息一致。如果存在至少一對不一致的對應(yīng)信號，則確定比較結(jié)果為不一致，即，確定對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息不一致。
[0057]可選地，每一個子系統(tǒng)可以被配置為在確定比較結(jié)果為不一致時，存儲當(dāng)前進(jìn)行比較的對端數(shù)據(jù)信息和本端數(shù)據(jù)信息。例如，可以將當(dāng)前進(jìn)行比較的對端數(shù)據(jù)信息和本端數(shù)據(jù)信息存儲在該子系統(tǒng)的存儲器中。由此，這些被存儲的信息可以被用于進(jìn)行后續(xù)的故障診斷等。
[0058]在某些情況下，同一系內(nèi)的兩個子系統(tǒng)，例如第一部分210內(nèi)的第一子系統(tǒng)212和第二子系統(tǒng)214，可能由于執(zhí)行上述的各種處理而不再同步。為此，優(yōu)選地，可以采用具有固定定時周期的單脈沖定時器電路來協(xié)助實現(xiàn)子系統(tǒng)的同步。例如，可以在根據(jù)本發(fā)明實施例的二乘二取二冗余系統(tǒng)200中為第一子系統(tǒng)212和第二子系統(tǒng)214提供一個單脈沖定時器電路，該單脈沖定時器電路可以被配置為使得第一子系統(tǒng)212和第二子系統(tǒng)214可以實現(xiàn)同步。該單脈沖定時器電路可以被設(shè)置在第一部分210內(nèi)或者二乘二取二冗余系統(tǒng)200的其它位置。類似地，也可以為第三子系統(tǒng)222和第四子系統(tǒng)224提供一個單脈沖定時器電路。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的實施例，各個子系統(tǒng)所生成的比較結(jié)果信號將被輸出到門電路。例如，第一子系統(tǒng)212和第二子系統(tǒng)214各自的比較結(jié)果信號被輸出到門電路216，第三子系統(tǒng)222和第四子系統(tǒng)224各自的比較結(jié)果信號被輸出到門電路226。門電路216或226可以根據(jù)其所接收到的兩個比較結(jié)果信號生成處理結(jié)果信號，以表明該門電路所在的系是否工作正常。例如，當(dāng)兩個比較結(jié)果信號都指示比較結(jié)果為一致時，門電路可以生成表明該門電路所在的系工作正常的處理結(jié)果信號，而當(dāng)兩個比較結(jié)果信號中有至少一個指示比較結(jié)果不一致時，門電路可以生成表明該門電路所在的系工作不正常的處理結(jié)果信號。根據(jù)本發(fā)明的門電路216和226的具體實現(xiàn)形式并不受到限制，任何可以實現(xiàn)以上所描述的門電路功能的邏輯門(如，或門、與門)電路或其它類型電路都可以作為本發(fā)明的門電路216和226的具體實現(xiàn)形式。門電路所生成的處理結(jié)果信號可以采用特定的數(shù)值來表明特定的處理結(jié)果，其具體實現(xiàn)形式可以類似于現(xiàn)有技術(shù)中表決器輸出的表決信號。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的實施例，切換機(jī)構(gòu)230可以執(zhí)行與圖1所示現(xiàn)有技術(shù)中的切換機(jī)構(gòu)130相類似的功能。例如，切換機(jī)構(gòu)230可以根據(jù)門電路216和226輸出的處理結(jié)果信號來生成切換控制信號，以便對控制權(quán)的歸屬進(jìn)行控制。此外，與現(xiàn)有技術(shù)類似地，切換機(jī)構(gòu)230也可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景來與其它電路結(jié)構(gòu)相結(jié)合，以便對子系統(tǒng)基于輸入信號所生成的輸出信號向上一級設(shè)備的傳輸進(jìn)行控制。
[0061]圖3示出了用于根據(jù)本發(fā)明實施例的二乘二取二冗余系統(tǒng)的示意性方法流程圖。圖3的方法300可以由圖2所示的根據(jù)本發(fā)明實施例的二乘二取二冗余系統(tǒng)200所執(zhí)行。
[0062]在步驟S310,可以由第一子系統(tǒng)212、第二子系統(tǒng)214、第二子系統(tǒng)222、第四子系統(tǒng)224分別同時接收相同的輸入信號并且分別對輸入信號執(zhí)行相同的處理過程。
[0063]在步驟S320,可以由第一子系統(tǒng)212、第二子系統(tǒng)214、第二子系統(tǒng)222、第四子系統(tǒng)224中的每一個子系統(tǒng)分別經(jīng)由與該子系統(tǒng)連接的主串行通信電路和輔串行通信電路，從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并且同時向?qū)Χ俗酉到y(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息，以及將對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并生成用于指示比較結(jié)果的比較結(jié)果信號。
[0064]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的實施例，每一個子系統(tǒng)可以定時地從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并向?qū)Χ俗酉到y(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息。可以采用具有固定定時周期的定時器電路來提供定時。在分別為每個系內(nèi)的兩個子系統(tǒng)提供了定時器電路的情況下，每一個子系統(tǒng)可以響應(yīng)于該子系統(tǒng)所連接的定時器電路的定時觸發(fā)，從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并且向?qū)Χ俗酉到y(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息。
[0065]可選地，在方法300中，每一個子系統(tǒng)可以通過執(zhí)行首次判斷過程和預(yù)定次數(shù)的再次判斷過程來將所接收到的對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并且生成比較結(jié)果信號。這種通過利用首次判斷過程和再次判斷過程進(jìn)行比較并生成比較結(jié)果信號的方式與以上結(jié)合圖2所描述的功能類似。例如，方法300可以包括執(zhí)行首次判斷過程，該首次判斷過程可以包括:將經(jīng)由主串行通信電路接收的對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較；如果確定比較結(jié)果為一致，則生成指示比較結(jié)果為一致的比較結(jié)果信號，如果確定比較結(jié)果為不一致，則將經(jīng)由輔串行通信電路接收的對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較；在對經(jīng)由輔串行通信電路接收的對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較的過程中，如果確定比較結(jié)果為一致，則生成指示比較結(jié)果為一致的比較結(jié)果信號，如果確定比較結(jié)果為不一致，則嘗試執(zhí)行再次判斷過程。方法300還可以包括進(jìn)而執(zhí)行再次判斷過程，該再次判斷過程可以包括:經(jīng)由主串行通信電路和/或輔串行通信電路命令對端子系統(tǒng)重新發(fā)送對端數(shù)據(jù)信息或者在對輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送對端數(shù)據(jù)信息；以及重復(fù)執(zhí)行首次判斷過程中包括的各個操作?？蛇x地，如果在再次判斷過程被執(zhí)行了預(yù)定次數(shù)后仍然確定比較結(jié)果為不一致，則可以決定不再嘗試執(zhí)行再次判斷過程并且生成指示比較結(jié)果為不一致的比較結(jié)果信號。
[0066]可選地，方法300還可以包括:如果每一個子系統(tǒng)經(jīng)由主串行通信電路和/或輔串行通信電路接收到對端子系統(tǒng)要求該子系統(tǒng)重新發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息或者在對輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息的命令，則重新發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息或者在對輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息。
[0067]此外，在對端數(shù)據(jù)信息和本端數(shù)據(jù)信息中的每一個都包括位于各自子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個信號的情況下，方法300還可以包括采用與現(xiàn)有技術(shù)類似的方式將對端數(shù)據(jù)信息與本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較。例如，方法300可以通過以下操作來進(jìn)行比較:可以由每一個子系統(tǒng)將對端數(shù)據(jù)信息中包括的位于數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個信號與本端數(shù)據(jù)信息中包括的位于對應(yīng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個對應(yīng)信號逐一進(jìn)行比較；如果所有對應(yīng)信號均一致，則確定比較結(jié)果為一致，如果存在至少一對不一致的對應(yīng)信號，則確定比較結(jié)果為不一致。
[0068]可選地，方法300還可以包括在每一個子系統(tǒng)確定比較結(jié)果為不一致時，存儲當(dāng)前進(jìn)行比較的對端數(shù)據(jù)信息和本端數(shù)據(jù)信息。
[0069]可選地，考慮到在同一系內(nèi)的兩個子系統(tǒng)可能由于執(zhí)行上述各種處理而不再同步的情況，方法300還可以包括采用具有固定定時周期的單脈沖定時器電路來協(xié)助實現(xiàn)子系統(tǒng)的同步。例如，方法330可以包括:利用一個單脈沖定時器電路使得第一部分210內(nèi)的兩個子系統(tǒng)實現(xiàn)同步，以及利用另一個單脈沖定時器電路使得第二部分220內(nèi)的兩個子系統(tǒng)實現(xiàn)同步。
[0070]在步驟S330，可以由門電路216和226中的每一個門電路根據(jù)由與該門電路連接的兩個子系統(tǒng)所生成的比較結(jié)果信號，生成處理結(jié)果信號以表明該門電路所在的系是否工作正常。
[0071]例如，當(dāng)門電路確定其所接收到的兩個比較結(jié)果信號都指示比較結(jié)果為一致時，可以生成表明該門電路所在的系工作正常的處理結(jié)果信號，而當(dāng)兩個比較結(jié)果信號中有至少一個指示比較結(jié)果不一致時，則可以生成表明該門電路所在的系工作不正常的處理結(jié)果信號。
[0072]在步驟S340，可以由切換機(jī)構(gòu)230根據(jù)門電路216和226所生成的處理結(jié)果信號，生成切換控制信號以對控制權(quán)的歸屬進(jìn)行控制。
[0073]以上僅對方法300所包括的處理和步驟進(jìn)行了示意性描述。實際上，方法300可以包括結(jié)合圖2所描述的二乘二取二冗余系統(tǒng)200中各個單元所執(zhí)行的各種處理和功能。
[0074]本文描述的各個方面可以用硬件、軟件、固件、中間件、微代碼或者其任意組合來實現(xiàn)。利用軟件、固件、中間件、微代碼、程序代碼或者代碼段來實現(xiàn)這些裝置和/或方法時，可以將其存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)內(nèi)，例如存儲在存儲部件內(nèi)。對于軟件實現(xiàn)，本文描述的技術(shù)可以用實現(xiàn)本文所述功能的模塊(例如程序、函數(shù)等)來實現(xiàn)?？梢詫④浖a存儲在存儲器單元中，由處理器來執(zhí)行。存儲器單元可以在處理器中實現(xiàn)，或者可以位于處理器外部。在后一種情況下，存儲器可以通過各種手段與處理器連接。
[0075]上文通過附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)展示和說明，然而本發(fā)明不限于這些已揭示的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員從中推導(dǎo)出來的其它方案也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種二乘二取二冗余系統(tǒng)，包括: 第一部分，其包括第一子系統(tǒng)、第二子系統(tǒng)和第一門電路，所述第一、第二子系統(tǒng)分別經(jīng)由第一主串行通信電路和第一輔串行通信電路連接，所述第一門電路分別連接到所述第一、第二子系統(tǒng)的輸出端； 第二部分，其包括第三子系統(tǒng)、第四子系統(tǒng)和第二門電路，所述第三、第四子系統(tǒng)分別經(jīng)由第二主串行通信電路和第二輔串行通信電路連接，所述第二門電路分別連接到所述第三、第四子系統(tǒng)的輸出端；以及 切換機(jī)構(gòu)，其分別連接到所述第一、第二門電路的輸出端， 其中，所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)分別同時接收相同的輸入信號并且分別對所述輸入信號執(zhí)行相同的處理過程， 所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個被配置為:分別經(jīng)由與該子系統(tǒng)連接的主串行通信電路和輔串行通信電路，從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并且同時向所述對端子系統(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息；以及將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并生成用于指示比較結(jié)果的比較結(jié)果信號， 所述第一和第二門電路中的每一個被配置為:根據(jù)由與該門電路連接的兩個子系統(tǒng)所生成的比較結(jié)果信號，生成處理結(jié)果信號以表明該門電路所在的系是否工作正常，以及所述切換機(jī)構(gòu)被配置為:根據(jù)所述第一和第二門電路所生成的處理結(jié)果信號，生成切換控制信號以對控制權(quán)的歸屬進(jìn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 具有相同的固定定時周期的第一和第二定時器電路，所述第一定時器電路被配置為同時向所述第一和第二子系統(tǒng)提供定時觸發(fā)，所述第二定時器電路被配置為同時向所述第三和第四子系統(tǒng)提供定時觸發(fā)， 其中，所述第一、第二、第三和`第四子系統(tǒng)中的每一個被配置為:響應(yīng)于該子系統(tǒng)所連接的定時器電路的定時觸發(fā)，從所述對端子系統(tǒng)接收所述對端數(shù)據(jù)信息并且同時向所述對端子系統(tǒng)發(fā)送所述本端數(shù)據(jù)信息。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個被配置為通過以下操作來將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并生成用于指示比較結(jié)果的比較結(jié)果信號: 執(zhí)行首次判斷過程，包括:將經(jīng)由所述主串行通信電路接收的所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較；如果確定比較結(jié)果為一致，則生成指示比較結(jié)果為一致的比較結(jié)果信號，如果確定比較結(jié)果為不一致，則將經(jīng)由所述輔串行通信電路接收的所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較；在對經(jīng)由所述輔串行通信電路接收的所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較的過程中，如果確定比較結(jié)果為一致，則生成指示比較結(jié)果為一致的比較結(jié)果信號，如果確定比較結(jié)果為不一致，則嘗試執(zhí)行再次判斷過程；以及執(zhí)行所述再次判斷過程，包括:經(jīng)由所述主串行通信電路和/或輔串行通信電路命令所述對端子系統(tǒng)重新發(fā)送所述對端數(shù)據(jù)信息或者在對所述輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送對端數(shù)據(jù)信息；以及重復(fù)執(zhí)行所述首次判斷過程中包括的各個操作， 其中，如果在所述再次判斷過程被執(zhí)行了預(yù)定次數(shù)后仍然確定比較結(jié)果為不一致，則不再嘗試執(zhí)行所述再次判斷過程并且生成指示比較結(jié)果為不一致的比較結(jié)果信號。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)還被配置為: 如果經(jīng)由所述主串行通信電路和/或輔串行通信電路接收到對端子系統(tǒng)要求該子系統(tǒng)重新發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息或者在對所述輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息的命令，則重新發(fā)送所述本端數(shù)據(jù)信息或者在對所述輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息。
5.如權(quán)利要求1或3所述的系統(tǒng)，其中，所述對端數(shù)據(jù)信息和所述本端數(shù)據(jù)信息中的每一個都包括位于各自子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個信號，并且 其中，所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)被配置為通過以下操作來將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較: 將所述對端數(shù)據(jù)信息中包括的位于數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個信號與所述本端數(shù)據(jù)信息中包括的位于對應(yīng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個對應(yīng)信號逐一進(jìn)行比較；以及 如果所有對應(yīng)信號均為一致，則確定所述比較結(jié)果為一致， 如果存在至少一對不一致的對應(yīng)信號，則確定所述比較結(jié)果為不一致。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)被配置為:如果確定 比較結(jié)果為不一致，則存儲當(dāng)前進(jìn)行比較的所述對端數(shù)據(jù)信息和所述本端數(shù)據(jù)信息。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)包括: 兩個串行通信電路接口，其分別連接所述主串行通信電路和所述輔串行通信電路；以及 處理單元，其被配置為執(zhí)行所述接收對端數(shù)據(jù)信息、所述發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息以及所述將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并生成比較結(jié)果信號的操作。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括: 具有固定定時周期的第一和第二單脈沖定時器電路，所述第一單脈沖定時器電路被配置用于使得所述第一和第二子系統(tǒng)實現(xiàn)同步，所述第二單脈沖定時器電路被配置用于使得所述第三和第四子系統(tǒng)實現(xiàn)同步。
9.一種用于二乘二取二冗余系統(tǒng)的方法，其中， 所述系統(tǒng)包括:第一部分，其包括第一子系統(tǒng)、第二子系統(tǒng)和第一門電路，所述第一、第二子系統(tǒng)分別經(jīng)由第一主串行通信電路和第一輔串行通信電路連接，所述第一門電路分別連接到所述第一、第二子系統(tǒng)的輸出端；第二部分，其包括第三子系統(tǒng)、第四子系統(tǒng)和第二門電路，所述第三、第四子系統(tǒng)分別經(jīng)由第二主串行通信電路和第二輔串行通信電路連接，所述第二門電路分別連接到所述第三、第四子系統(tǒng)的輸出端；以及切換機(jī)構(gòu)，其分別連接到所述第一、第二門電路的輸出端，并且 其中，所述方法包括: 由所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)分別同時接收相同的輸入信號并且分別對所述輸入信號執(zhí)行相同的處理過程；由所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)執(zhí)行以下操作:分別經(jīng)由與該子系統(tǒng)連接的主串行通信電路和輔串行通信電路，從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并且同時向所述對端子系統(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息；以及將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并生成用于指示比較結(jié)果的比較結(jié)果信號； 由所述第一和第二門電路中的每一個門電路根據(jù)由與該門電路連接的兩個子系統(tǒng)所生成的比較結(jié)果信號，生成處理結(jié)果信號以表明該門電路所在的系是否工作正常；以及 由所述切換機(jī)構(gòu)根據(jù)所述第一和第二門電路所生成的處理結(jié)果信號，生成切換控制信號以對控制權(quán)的歸屬進(jìn)行控制。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中， 所述系統(tǒng)還包括具有相同的固定定時周期的第一和第二定時器電路，所述第一定時器電路被配置為同時向所述第一和第二子系統(tǒng)提供定時觸發(fā)，所述第二定時器電路被配置為同時向所述第三和第四子系統(tǒng)提供定時觸發(fā)，并且 其中，所述由所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)從對端子系統(tǒng)接收對端數(shù)據(jù)信息并且同時向所述對端子系統(tǒng)發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息包括:響應(yīng)于該子系統(tǒng)所連接的定時器電路的定時觸發(fā)，從所述對端子系統(tǒng)接收所述對端數(shù)據(jù)信息并且同時向所述對端子系統(tǒng)發(fā)送所述本端數(shù)據(jù)信息。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述由所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較并生成用于指示比較結(jié)果的比較結(jié)果信號包括: 執(zhí)行首次判斷過程，包括: 將經(jīng)由所述主串行通信電路接收的所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較；如果確定比較結(jié)果為一致，則生成指示比較結(jié)果為一致的比較結(jié)果信號，如果確定比較結(jié)果為不一致，則將經(jīng)由所述輔串行通信電路接收的所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較；在對經(jīng)由所述輔串行通信電路接收的所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較的過程中，如果確定比較結(jié)果為一致，則生成指示比較結(jié)果為一致的比較結(jié)果信號，如果確定比較結(jié)果為不一致，則嘗試執(zhí)行再次判斷過程；以及 執(zhí)行所述再次判斷過程，包括:經(jīng)由所述主串行通信電路和/或輔串行通信電路命令所述對端子系統(tǒng)重新發(fā)送所述對端數(shù)據(jù)信息或者在對所述輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送對端數(shù)據(jù)信息；以及重復(fù)執(zhí)行所述首次判斷過程中包括的各個操作， 其中，如果在所述再次判斷過程被執(zhí)行了預(yù)定次數(shù)后仍然確定比較結(jié)果為不一致，則不再嘗試執(zhí)行所述再次判斷過程并且生成指示比較結(jié)果為不一致的比較結(jié)果信號。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括: 如果所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)經(jīng)由所述主串行通信電路和/或輔串行通信電路接收到對端子系統(tǒng)要求該子系統(tǒng)重新發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息或者在對所述輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息的命令，則重新發(fā)送所述本端數(shù)據(jù)信息或者在對所述輸入信號執(zhí)行重新計算后再次發(fā)送本端數(shù)據(jù)信息。
13.如權(quán)利要求9或11所述的方法，其中， 所述對端數(shù)據(jù)信息和所述本端數(shù)據(jù)信息中的每一個都包括位于各自子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個信號，并且 其中，所述由所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)將所述對端數(shù)據(jù)信息與所述本端數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較包括: 將所述對端數(shù)據(jù)信息中包括的位于數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個信號與所述本端數(shù)據(jù)信息中包括的位于對應(yīng)的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線中至少一個上的多個對應(yīng)信號逐一進(jìn)行比較；以及 如果所有對應(yīng)信號均為一致，則確定所述比較結(jié)果為一致， 如果存在至少一對不一致的對應(yīng)信號，則確定所述比較結(jié)果為不一致。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 如果所述第一、第二、第三和第四子系統(tǒng)中的每一個子系統(tǒng)確定比較結(jié)果為不一致，則存儲當(dāng)前進(jìn)行比較的所述對端數(shù)據(jù)信息和所述本端數(shù)據(jù)信息。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其中， 所述系統(tǒng)還包括具有固定定時周期的第一和第二單脈沖定時器電路，并且， 其中，所述方法還包括:利用所述第一單脈沖定時器電路使得所述第一和第二子系統(tǒng)實現(xiàn)同步，以及利用所述第二`單脈沖定時器電路使得所述第三和第四子系統(tǒng)實現(xiàn)同步。
【文檔編號】G06F11/14GK103678031SQ201210333132
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月10日
【發(fā)明者】霍旭東, 朱衛(wèi)華, 張建平, 趙銀峰 申請人:西門子信號有限公司