二乘二取二安全計算機(jī)平臺中倒機(jī)單元的設(shè)計與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)系統(tǒng)在社會中發(fā)揮著越來越重要的作用，特別是在安全關(guān)鍵領(lǐng)域，如軌道交通、航空航天、核電站和工業(yè)控制等方面獲得大量應(yīng)用。安全計算機(jī)作為安全關(guān)鍵系統(tǒng)的重要部分，其安全性和可靠性是至關(guān)重要的。計算機(jī)的市場化和通用化，促使研究人員采用商用貨架產(chǎn)品(COTS)構(gòu)建安全計算機(jī)平臺來替代價格高昂的專用計算機(jī)。
　　本文分析了安全計算機(jī)平臺需求，通過比較各種平臺結(jié)構(gòu)，確定了二乘二取二結(jié)構(gòu)作為平臺的硬件結(jié)構(gòu)。提出了平臺的總

2、體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，選取了MPC5643L作為系統(tǒng)處理器，并分析了該處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)、功能特點(diǎn)和功能性安全概念。
　　闡述了安全計算機(jī)平臺的功能設(shè)計，包括系內(nèi)同步與數(shù)據(jù)比較、系問同步、系統(tǒng)通信、系統(tǒng)故障檢測等方面，并分別進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
　　倒機(jī)單元有效提高了安全計算機(jī)平臺的可靠性，本文采用兩種不同的技術(shù)方法對倒機(jī)單元進(jìn)行了設(shè)計?；谲浻布Y(jié)合的倒機(jī)方式由硬件電路和軟件相互協(xié)作，共同完成，具有互鎖機(jī)制?；谕ㄐ诺牡箼C(jī)方式完全依賴兩

3、系間的通信，為使平臺具有較強(qiáng)的獨(dú)立性、通用性，本設(shè)計采用通信接口電路，并且是基于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)的。在軟件上，兩種倒機(jī)方式都制定了相對應(yīng)的倒機(jī)邏輯，包括倒機(jī)的基本原則、主備狀態(tài)的確定、人工倒機(jī)和自動倒機(jī)等。
　　最后搭建了安全計算機(jī)平臺，本著先局部后整體的測試原則，設(shè)計了測試方案，并編寫測試程序，然后完成了系統(tǒng)的測試。
　　本文介紹的兩種倒機(jī)方式，已在多種軌道交通信號系統(tǒng)中得到了應(yīng)用，應(yīng)用結(jié)果表明切實(shí)可用，能