冗余计算架构制造技术

一种冗余计算架构包括第一控制单元、第二控制单元和转换器。第一控制单元被配置为响应于传感输入而提供第一控制信号且还被配置为提供健康状态指示器，所述健康状态指示器指示第一控制单元内的故障情况。此外，第二控制单元包括配置为响应于传感输入而提供第二控制信号。第一和第二控制单元的每一个可选择性地操作以控制促动器。转换器被配置为：接收健康状态指示器、第一控制信号、以及第二控制信号；如果健康状态指示器不指示故障则提供第一控制信号到促动器；以及如果健康状态指示器指示故障则提供第二控制信号到促动器。

【技术实现步骤摘要】
冗余计算架构
本专利技术涉及一种用于电促动器控制的冗余计算架构。
技术介绍
随着计算机系统在日常生活中持续提供越来越重要的功能，变得重要的是，计算架构设计要考虑意外的硬件和/或软件行为且采取积极防备以阻止这些行为导致更严重的问题。这些防备可包括冗余技术的使用，以提供次级/备用操作模式。如果较大的系统处于需要一定量的继续控制以缓和现存风险的脆弱状态，则仅仅禁用或重启系统的传统方法可能是不充分的。
技术实现思路
一种冗余计算架构包括第一控制单元、第二控制单元和转换器，其协作以控制促动器的操作。第一控制单元包括：第一处理设备，配置为响应于传感输入而提供第一控制信号；以及诊断设备，配置为响应于第一处理设备的操作而提供健康状态指示器。第一控制信号可操作以控制促动器，而健康状态指示器指示第一处理设备内的故障（或没有故障）。第二控制单元包括第二处理设备，其配置为响应于传感输入而提供第二控制信号。类似于第一控制信号，第二控制信号也可以操作以控制促动器。转换器被配置为接收健康状态指示器、第一控制信号、以及第二控制信号，且提供主控制信号到促动器。转换器被大体配置为如果健康状态指示器不指示第一控制单元内故障则提供第一控制信号作为主控制信号。相反，如果健康状态指示器指示故障则提供第二控制信号作为主控制信号。第一控制信号可大体限定第一幅度，且第二控制信号可大体限定第二幅度。转换器可被进一步配置为确定第一幅度和第二幅度之间的绝对差值，将该绝对差值与阈值比较，以及如果该绝对差值超过该阈值则提供指示器。如果健康状态指示器指示第一控制单元中的故障则相同的指示器也可以被提供。在一种配置中，指示器可包括提供到第一控制单元和第二控制单元每一个的受限操作信号。受限操作信号可阻止第一控制单元和第二控制单元两者在预定事件之后的进一步操作，所述预定事件譬如为令架构处于静止状态，或禁用计算架构。由此，计算架构可以保持其完善性，直到该架构处于不继续促动器的进一步使用的适当位置。此外，指示器可以包括指示灯，以向用户指示架构操作于限制操作状态和/或故障已经发生。以相似的方式，一种控制促动器的方法可以包括：从第一控制单元提供第一促动器控制信号和健康状态指示器到转换器；从第二控制单元提供第二促动器控制信号到转换器；以及从转换器提供主控制信号到促动器。如果健康状态指示器不指示故障情况，则主控制信号可以包括第一促动器控制信号，且如果健康状态指示器指示故障情况，则主控制信号可以包括第二促动器控制信号。此外，该方法可以包括确定第一促动器控制信号的大小和第二促动器控制信号的大小之间的绝对差值；将该绝对差值与阈值比较，以及如果健康状态指示器指示故障或如果该绝对差值超过该阈值，则从转换器提供受限操作信号到第一控制单元和第二控制单元的每一个。当结合附图时，从下面的用于执行如所附权利要求限定的本专利技术的一些最佳方式和其它实施例的具体描述可容易地明白本专利技术的上述特征和优点，以及其它特征和优点。附图说明图1是用于控制促动器的冗余计算架构的第一实施例的示意图；图2是用于图1中所提出的架构的转换器的示意图；图3是用于控制促动器的冗余计算架构的第二实施例的示意图；图4是用于图3中所提出的架构的转换器的示意图。具体实施方式参考附图，其中相似的参考标号被用于在不同附图中标识相同或相似的部件，图1示意地示出了计算架构10，其具有第一控制单元12和第二控制单元14，其每一个被分别配置为控制促动器16的操作行为。如下面将说明的，本计算架构可以被用于高保真控制情形，在这种情形下，促动器16的精确和连续操作对于较大系统的操作是关键的。由此，本计算架构10可以是“故障操作”架构，其中一个部件（例如控制处理器）的故障或失效不会导致较大系统不能运行。第一和第二控制单元12、14每一个可以具体化为独立的处理设备，其物理上彼此独立。通过在物理上彼此独立，在一个单元上的硬件或软件故障很难影响到另一个单元的操作行为。每一个控制单元12、14可以包括各种硬件资源，譬如一个或多个处理设备、易失和/或非易失存储器、模拟和/或数字输入/输出电路、和/或网络通讯电路，其可以协作以执行一个或多个算法或例程（其可以具体化为与该单元相关联的软件或固件）。每一个控制单元12、14可以被配置为产生相应的促动器控制信号18、20，其可以能够控制促动器16的行为。产生的控制信号18、20可以被提供到判别器（arbiter）或转换器（switch）22，其可以选择两个控制信号18、20中的一个来作为主促动器控制信号24来提供到促动器16。促动器16可以包括一个或多个电机、螺线管、动力螺杆、泵或其他这样的设备，其可以响应于接收到的（电）控制信号24而产生机械输出。每一个控制单元12、14可以响应于一个或多个传感输入28（其可以被提供到每一个控制单元18、20）而产生其相应的控制信号18、20。在一种配置中，每一个传感输入28可以沿其自身的独立控制线路/信号总线被提供到每一个控制单元12、14（完全冗余）。在另一种配置中，两个控制单元12、14可以基于沿公用信号总线提供的传感信息而运行（部分冗余）。传感输入28可以包括提供自以下设备中的一个或多个的数字信息：位置传感器、状态传感器、压力传感器、力传感器、温度传感器、摄像头、雷达传感器、激光雷达传感器等。第一控制单元12可以是完善性高完善性（highintegrity）设备，其可包括主计算装置，以及各种自诊断和/或错误检查装置。“完善性高完善性”是指控制单元12可以提供输出，其中具有高度确定性的是所述输出是准确的。该准确性可以通过包括在单元12中的自诊断和/或误差检查装置来提供。相反地，第二控制单元14可以是较低完善性设备，其可以包括显著降低的（或不存在的）诊断/误差检查能力。如在图1中大体示出，在一种配置中，第一控制单元12可以包括主处理设备30和诊断处理设备32。主处理设备30可以配置为响应于接收的传感输入28而执行一个或多个软件控制算法以产生第一控制信号18。软件控制算法可以具体化为软件或固件，其存储在位于第一控制单元12和/或主处理设备30处的存储器中。软件控制算法可以包括，例如，一个或多个电机控制算法、发光控制算法或液压控制算法。诊断处理设备32可以执行一个或多个诊断算法，所述诊断算法可以运行以检验第一控制信号18和/或用来产生第一控制信号18的一个或多个中间值。例如，在一种配置中，给定提供的促动指令以及系统历史，诊断处理设备32可以连续地计算输出行为或预期系统的一个或多个分析模型。如果实际输出或系统行为偏离计算的分析模型预定量，则处理器可以指示存在故障情况，譬如经由健康状态指示器34。通常，健康状态指示器34可以是数字状态指示器，其可以被用于报告在主处理设备30中故障情况的发生。在一种配置中，主处理设备30和诊断处理设备32可以被具体化为在提供在公共控制器内的不同的集成电路/处理器。由此，它们可以在公共总线上交互，且可以共享某些存储和/或硬件资源，而仍可以保持一定程度的物理独立性。在另一种配置中，主处理设备30和诊断处理设备32可以包括在单个集成电路/处理器中，尽管它们相应的功能/算法可以通过集成电路中的独立处理核心独立地执行。如图1中进一步所示，在一种配置中，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冗余计算架构，包括：第一控制单元，配置为响应于传感输入而提供第一控制信号，且提供指示第一控制单元内的故障情况的健康状态指示器，其中第一控制信号被配置为操作促动器；第二控制单元，配置为响应于传感输入而提供第二控制信号，其中第二控制信号被配置为操作促动器；转换器，配置为接收健康状态指示器、第一控制信号、以及第二控制信号；其中转换器被配置为如果健康状态指示器不指示第一控制单元内的故障则提供第一控制信号到促动器；以及其中转换器被配置为如果健康状态指示器指示第一控制单元内的故障则提供第二控制信号到促动器。

【技术特征摘要】
2013.05.22 US 13/899,9411.一种冗余计算架构，包括：第一控制单元，配置为响应于传感输入而提供第一控制信号，且提供指示第一控制单元内的故障情况的健康状态指示器，其中第一控制信号被配置为操作促动器；第二控制单元，配置为响应于传感输入而提供第二控制信号，其中第二控制信号被配置为操作促动器；转换器，配置为接收健康状态指示器、第一控制信号、以及第二控制信号；其中转换器被配置为如果健康状态指示器不指示第一控制单元内的故障则提供第一控制信号到促动器；其中转换器被配置为如果健康状态指示器指示第一控制单元内的故障则提供第二控制信号到促动器；其中第一控制信号限定第一幅度，且第二控制信号限定第二幅度；其中转换器被配置为确定第一幅度和第二幅度之间的绝对差值、将该绝对差值与阈值比较，以及如果该绝对差值超过该阈值则提供指示器；其中转换器还被配置为如果健康状态指示器指示第一控制单元内的故障则提供所述指示器；其中所述指示器包括提供到第一控制单元和第二控制单元每一个的受限操作信号；以及其中受限操作信号被配置为阻止第一控制单元和第二控制单元两者在预定事件之后的进一步操作。2.如权利要求1所述的计算架构，其中所述预定事件包括将架构处于静止状态，或禁用计算架构。3.如权利要求1所述的计算架构，其中所述指示器包括警报灯。4.如权利要求1所述的计算架构，其中所述第一控制单元包括第一处理设备和...

【专利技术属性】
技术研发人员：JG丹布罗西奥，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US