專利名稱：一種安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)及航空、核電等其它高安全處理需要的領(lǐng)域，尤 其涉及一種安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在一個(gè)追求高安全性、高可靠性的應(yīng)用場(chǎng)合，比如鐵路、石化、核電、航電等， 一般會(huì)采用各種結(jié)構(gòu)來保證其量化的安全、可靠指標(biāo)。在過去的很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，對(duì)安 全性和可靠性模型分析越來越透徹，各個(gè)國(guó)家已經(jīng)逐步放棄原有的由單系來承擔(dān)如 此重要的工作的方式，原因是單系由于固有模型上的缺陷導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)起來難度越來越 大，有些情況下可能很難實(shí)現(xiàn)，或者有些現(xiàn)實(shí)情況下，單系根本就無法實(shí)現(xiàn)其安全 可靠指標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種安全可靠 的安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 一種安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系 統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)平臺(tái)包括主系平臺(tái)、備系平臺(tái)，所述的主系平臺(tái)、備系平 臺(tái)均包括核心處理單元、動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、雙斷安全輸出單元、雙通道安全輸入單元、 雙通道冗余通信單元、電源單元、安全電源控制單元，所述的主系平臺(tái)與備系平臺(tái) 之間通過核心處理單元連接，所述的核心處理單元分別與動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、雙斷安全 輸出單元、雙通道安全輸入單元、雙通道冗余通信單元連接，所述的動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、 雙斷安全輸出單元、雙通道安全輸入單元分別與安全電源控制單元連接，所述的安 全電源控制單元與電源模塊連接，所述的電源模塊與核心處理單元、動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、 雙斷安全輸出單元、雙通道安全輸入單元、雙通道冗余通信單元連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提出了一種高安全性、高可靠性、高穩(wěn)定性、高運(yùn)算速度、易擴(kuò)展的新型安全硬件平臺(tái)，新型安全硬件平臺(tái)同時(shí)提高了系統(tǒng)可靠性 和安全性，相應(yīng)的降低了軟件開發(fā)的難度，同時(shí)由于良好的擴(kuò)展性和通用性，保證 系統(tǒng)可以應(yīng)用于多種安全系統(tǒng)，無須再全部更改硬件平臺(tái)，而只需要對(duì)部分特殊功 能或新增加功能設(shè)計(jì)相應(yīng)的板卡，使得總線方式、電源模塊、核心CPU板，通信
板、1/o板和動(dòng)態(tài)監(jiān)督板等大部分功能板卡得以保留，這樣大大降低了新系統(tǒng)開發(fā)
的難度和成本。

圖1是本實(shí)用新型一種安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
如圖1所示， 一種安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)平臺(tái)包括主系 平臺(tái)、備系平臺(tái)，所述的主系平臺(tái)、備系平臺(tái)均包括核心處理單元、動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、 雙斷安全輸出單元、雙通道安全輸入單元、雙通道冗余通信單元、電源單元、安全 電源控制單元，所述的主系平臺(tái)與備系平臺(tái)之間通過核心處理單元連接，所述的核 心處理單元分別與動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、雙斷安全輸出單元、雙通道安全輸入單元、雙通 道冗余通信單元連接，所述的動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、雙斷安全輸出單元、雙通道安全輸入 單元分別與安全電源控制單元連接，所述的安全電源控制單元與電源模塊連接，所 述的電源模塊與核心處理單元、動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、雙斷安全輸出單元、雙通道安全輸 入單元、雙通道冗余通信單元連接。
各單元的功能
(1) 核心處理單元
a. 核心算法與處理；
b. 對(duì)下屬所有板卡進(jìn)行周期性控制；
C.上下系之間的數(shù)據(jù)同步和時(shí)間同步(周期同步方式)；
d. 提供安全時(shí)鐘，提供準(zhǔn)確的時(shí)鐘片與時(shí)鐘中斷信號(hào)；
e. 提供與備系之間的快速數(shù)據(jù)同步通道。
(2) 動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元
a.對(duì)上下系的的周期運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行仲裁，判斷其真?zhèn)?；b.反應(yīng)故障安全模式，即一旦發(fā)現(xiàn)其中一路的運(yùn)算結(jié)果為假，立刻卡斷輸出 板的供電，保證故障安全。
(3) 雙斷安全輸出單元
a. 對(duì)上下系的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)同步分別控制，保證其驅(qū)動(dòng)的有效性；
b. 周期性監(jiān)督輸出的安全性，發(fā)送測(cè)試字并回采測(cè)試信號(hào)，測(cè)試字以編碼方 式發(fā)送，所以回采測(cè)試字也以編碼方式回采，同時(shí)不同通路、不同周期的編碼方式 全部不同，以保證其足夠的安全性。
C.與上層核心處理單元共同完成對(duì)輸出單元的監(jiān)督，保證其驅(qū)動(dòng)的安全，一 旦處于安全側(cè)，在驅(qū)動(dòng)有效之前必須將整個(gè)輸出部分的電源卡斷。
(4) 雙通道安全輸入單元.-
a. 上下系信號(hào)采集時(shí)采用周期性分時(shí)采集，以保證上下系在一個(gè)周期內(nèi)保證 同步有效；
b. 上下系以不同的編碼方式采集信號(hào)，不以單碼位表示其信號(hào)，而是以不同 的編碼組來表示，使得其不同通道、不同周期的編碼方式全部不同，來保證其安全 性；
c. 與上層核心處理單元共同完成對(duì)輸入單元的監(jiān)督，并將其輸入信號(hào)以編碼 方式參與運(yùn)算， 一旦發(fā)現(xiàn)其運(yùn)算結(jié)果出錯(cuò)將導(dǎo)向危險(xiǎn)惻，及時(shí)卡斷安全輸出電源以 保證其安全性。
(5) 雙通道冗余通信單元
a. 除與備系之間的快速通信由核心處理單元完成之外，其他部分全部由獨(dú)立 通信單元完成；
b. 部分安全通信以特定的安全協(xié)議來保證其通信安全；
c. 保證足夠的通信要求與可擴(kuò)展性，串口、網(wǎng)絡(luò)、CAN、 HDLC全部以冗余 方式通信，保證通信部分有足夠的可靠性與安全性。
(6) 電源單元
a. 提供核心電壓，提供所有數(shù)字部分的供電要求；
b. 提供部分輸入部分的供電，有些特定的輸入可以由電源模塊供電采集；
c. 提供輸出部分的電源，提供特定的電壓；
(7) 安全電源控制單元
a.將電源部分的輸出電源轉(zhuǎn)化成安全電源，提供輸出部分的供電要求， 一旦輸出碼位失效，可以卡斷輸出的電源，導(dǎo)向安全；
本實(shí)用新型的2乘2取2硬件平臺(tái)工作原理如下
首先熱備雙系之間在正常工作情況下雙驅(qū)雙采，保證熱備雙系采集的碼位都為 最新的有效數(shù)據(jù)，而驅(qū)動(dòng)為并行驅(qū)動(dòng)。上下系采用2取2 (2oo2)的組合故障安全
方式以提供整個(gè)系統(tǒng)的安全等級(jí)，上下系同步工作，并周期性的交換數(shù)據(jù)與時(shí)鐘同 步，并且周期性分析運(yùn)算結(jié)果是否一致，只要上下系中不一致，那么可以認(rèn)定為整
個(gè)系出現(xiàn)問題， 一旦落入危險(xiǎn)側(cè)，就卡斷本系安全電源，并切換到備機(jī)工作；同時(shí)
采用反應(yīng)故障安全模式工作，由獨(dú)立動(dòng)態(tài)監(jiān)督板周期性檢查整個(gè)系統(tǒng)的安全性，一 旦認(rèn)定某系出現(xiàn)安全故障，立刻卡斷安全電源。
同時(shí)為了保證采集和驅(qū)動(dòng)的安全性，所有的驅(qū)采不以單碼位方式工作，以不同 的編碼方式保證輸入輸出的安全性，并且提供安全電源板保證其輸出電源的安全。
通信方式以冗余結(jié)構(gòu)保證其通信的可靠性，并提供足夠多種類的通信方式，可
以以串口、網(wǎng)口、 CAN口、 HDLC等方式與外部進(jìn)行通信。
權(quán)利要求1.一種安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)平臺(tái)包括主系平臺(tái)、備系平臺(tái)，所述的主系平臺(tái)、備系平臺(tái)均包括核心處理單元、動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、雙斷安全輸出單元、雙通道安全輸入單元、雙通道冗余通信單元、電源單元、安全電源控制單元，所述的主系平臺(tái)與備系平臺(tái)之間通過核心處理單元連接，所述的核心處理單元分別與動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、雙斷安全輸出單元、雙通道安全輸入單元、雙通道冗余通信單元連接，所述的動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、雙斷安全輸出單元、雙通道安全輸入單元分別與安全電源控制單元連接，所述的安全電源控制單元與電源模塊連接，所述的電源模塊與核心處理單元、動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、雙斷安全輸出單元、雙通道安全輸入單元、雙通道冗余通信單元連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，該系統(tǒng)平臺(tái)包括主系平臺(tái)、備系平臺(tái)，所述的主系平臺(tái)、備系平臺(tái)均包括核心處理單元、動(dòng)態(tài)監(jiān)督單元、雙斷安全輸出單元、雙通道安全輸入單元、雙通道冗余通信單元、電源單元、安全電源控制單元，所述的主系平臺(tái)與備系平臺(tái)之間通過核心處理單元連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提出了一種高安全性、高可靠性、高穩(wěn)定性、高運(yùn)算速度、易擴(kuò)展的新型安全硬件平臺(tái)，新型安全硬件平臺(tái)同時(shí)提高了系統(tǒng)可靠性和安全性，相應(yīng)的降低了軟件開發(fā)的難度，同時(shí)由于良好的擴(kuò)展性和通用性，保證系統(tǒng)可以應(yīng)用于多種安全系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G06F11/07GK201331685SQ20082015815
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
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