一种无中心裁决冗余控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无中心裁决冗余控制系统，涉及计算机技术领域。该方法的一具体实施例包括：多个控制系统，其中：每个控制系统包括CPU模块、存储模块、裁决模块、同步通信模块、串口通信模块、节点控制模块和电源模块；CPU模块用于用于处理接收到的一个或多个控制任务；存储模块用于对应存储CPU模块的运行数据；多个裁决模块实时检测各个控制系统的运行状态，在其中一个控制系统发生故障的情况下，切换为其它任意一个控制系统运行；同步通信模块用于同步对应CPU模块的运行数据，并与其它同步通信模块通信；串口通信模块用于对应CPU模块的输出，并与其它串口通信模块通信；电源模块为控制系统供电。该实施方式能够提高舰船控制系统的安全性和可靠性。的安全性和可靠性。的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种无中心裁决冗余控制系统


[0001]本专利技术属于计算机
，具体涉及一种无中心裁决冗余控制系统。

技术介绍

[0002]舰艇作战指挥自动控制系统简称“舰载指控系统”或者“舰船控制系统”，包括战术应用软件和计算机、显示和控制设备、武器控制子系统、数据链终端及其通信设备等，主要用于战术情报的收集处理与辅助指挥作战、以及控制武器发射等，能够自动完成舰艇的指挥、通信、导航、目标识别、威胁判断、辅助决策、武器发射及电子对抗的自动控制等。
[0003]随着舰船控制系统智能化控制程度的迅速提升，由于控制任务的多样性及复杂性特点，对控制系统的可靠性和安全性要求越来越高，一旦控制系统的核心设备发生故障，极容易造成控制系统瘫痪，导致战机贻误、造成重大损失和伤亡。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种，能够提高舰船控制系统的安全性和可靠性，实时处理多样及复杂的控制任务，冗余控制系统的主、备模块互换性好，保证控制系统的实时正常运行，排除单点故障隐患，防止模块故障导致的控制系统瘫痪，降低损失成本。
[0005]实现本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种无中心裁决冗余控制系统，其特征在于，所述无中心裁决冗余控制系统用于单个终端设备，包括：多个控制系统，其中：
[0007]每个控制系统包括CPU模块、存储模块、裁决模块、同步通信模块、串口通信模块、节点控制模块和电源模块；
[0008]所述CPU模块用于用于处理接收到的一个或多个控制任务；
[0009]所述存储模块用于对应存储所述CPU模块的运行数据；
[0010]多个所述裁决模块实时检测各个所述控制系统的运行状态，在其中一个控制系统发生故障的情况下，切换为其它任意一个控制系统运行；
[0011]所述同步通信模块用于同步对应所述CPU模块的运行数据，并与其它同步通信模块通信；
[0012]所述串口通信模块用于对应所述CPU模块的输出，并与其它串口通信模块通信；
[0013]所述电源模块为所述控制系统供电。
[0014]可选地，所述裁决模块通过自检信号实时检测与其对应的控制系统的运行状态，通过互检信号实时检测其它控制系统的运行状态。
[0015]可选地，所述无中心裁决冗余控制系统包括控制系统A和控制系统B，包括：
[0016]所述控制系统A的裁决模块A通过所述自检信号实时检测所述控制系统A的CPU模块A的运行状态，所述控制系统B的裁决模块B通过所述自检信号实时检测所述控制系统B的CPU模块B的运行状态；
[0017]所述裁决模块A通过所述互检信号从所述裁决模块B获取所述CPU模块B的运行状
态，所述裁决模块B通过所述互检信号从所述裁决模块A获取所述CPU模块A的运行状态。
[0018]可选地，所述在其中一个控制系统发生故障的情况下，切换为其它任意一个控制系统运行，包括：
[0019]在所述控制系统A的CPU模块A突发故障的情况下，所述裁决模块A中止所述CPU模块A的运行，所述控制系统B的所述裁决模块B控制所述CPU模块B开始运行。
[0020]可选地，还包括：
[0021]在所述控制系统A的CPU模块A突发故障的情况下，所述同步通信模块B同步所述CPU模块A的运行数据，并控制串口通信模块B作为输出通道进行输出。
[0022]可选地，所述同步通信模块包括共享存储器，多个所述同步通信模块之间通过所述共享存储器进行同步。
[0023]可选地，所述裁决模块包括FPGA芯片。
[0024]有益效果：
[0025]能够提高舰船控制系统的安全性和可靠性，实时处理多样及复杂的控制任务，冗余控制系统的主、备模块互换性好，保证控制系统的实时正常运行，排除单点故障隐患，防止模块故障导致的控制系统瘫痪，降低损失成本。
附图说明
[0026]图1为根据本专利技术实施例的无中心裁决冗余控制系统的示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0028]本专利技术提供了一种无中心裁决冗余控制系统，用于单个终端设备。
[0029]本专利技术的无中心裁决冗余控制系统包括多个控制系统，每个控制系统包括CPU模块、存储模块、裁决模块、同步通信模块、串口通信模块、节点控制模块和电源模块。
[0030]如图1所示，本专利技术的无中心裁决冗余控制系统包括两个控制系统：控制系统A和控制系统B，控制系统A和控制系统B的各个模块完全对称，电路结构相同，具有良好的互换能力，默认控制系统为控制系统A，即控制系统A为主用控制系统，控制系统B为备用控制系统。可以通过拨码开关为各个控制系统设置物理识别号，以便于区分及识别，比如，控制系统A的物理识别号为“0011”，控制系统B的物理识别号为“1100”；其中，物理识别号可以根据需要任意设置。
[0031]在控制系统A故障的情况下，裁决模块B切换为控制系统B；在控制系统B故障的情况下，裁决模块A切换为控制系统A，以保证舰船控制系统的正常运行，提高舰船控制系统的安全性和可靠性。
[0032]在本专利技术实施例中，CPU模块作为控制系统的核心模块，与存储模块及相关的外围电路连接设置于单块电路板上，即可形成单板控制系统，用于处理接收到的控制任务。控制系统A和控制系统B的CPU模块相同，CPU模块的处理器可以采用Intel Core i7、龙芯3A5000、飞腾FT
‑
2000/4或更高性能的处理器，将处理器进行PCIE型板卡加固设计。
[0033]进一步地，CPU模块还包括复位电路、晶振与系统时钟等。
[0034]在本专利技术实施例中，存储模块与CPU模块对应，包括FLASH存储器、SRAM存储器等，
FLASH存储器主要用于存储程序，SRAM存储器用于存储CPU的运行数据。其中，存储模块可以通过SATA串行连接方式与CPU模块连接。
[0035]在本专利技术实施例中，裁决模块包括FPGA芯片，用以无中心裁决控制逻辑的实现，包括自检、互检、故障检测以及仲裁切换等。裁决模块包括自检信号线和互检信号线，控制系统启动后，裁决模块实时检测自身对应的控制系统以及对方控制系统的运行状态，根据系统属性，确定主用控制系统和备用控制系统，并在主用控制系统突发故障的情况下，发出切换信号和同步信号，使得两个控制系统根据切换信号切换为备用控制系统运行，并根据同步信号同步运行数据，同步完成后，由备用控制系统的串口通信模块作为输出通道进行输出；或者，在备用控制系统突发故障的情况下，发出切换信号和同步信号，使得两个控制系统根据切换信号切换为主用控制系统运行，并根据同步信号同步运行数据，同步完成后，由主用控制系统的串口通信模块作为输出通道进行输出，从而实现两个控制系统能够协调有效地进行故障判断和冗余切换的操作，并保证时刻无中心裁决冗余控制系统仅有其中一个控制系统运行；其中，自检信号线和互检信号线可以采用32/64位数据总线。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无中心裁决冗余控制系统，其特征在于，所述无中心裁决冗余控制系统用于单个终端设备，包括：多个控制系统，其中：每个控制系统包括CPU模块、存储模块、裁决模块、同步通信模块、串口通信模块、节点控制模块和电源模块；所述CPU模块用于用于处理接收到的一个或多个控制任务；所述存储模块用于对应存储所述CPU模块的运行数据；多个所述裁决模块实时检测各个所述控制系统的运行状态，在其中一个控制系统发生故障的情况下，切换为其它任意一个控制系统运行；所述同步通信模块用于同步对应所述CPU模块的运行数据，并与其它同步通信模块通信；所述串口通信模块用于对应所述CPU模块的输出，并与其它串口通信模块通信；所述电源模块为所述控制系统供电。2.如权利要求1所述的无中心裁决冗余控制系统，其特征在于，所述裁决模块通过自检信号实时检测与其对应的控制系统的运行状态，通过互检信号实时检测其它控制系统的运行状态。3.如权利要求2所述的无中心裁决冗余控制系统，其特征在于，所述无中心裁决冗余控制系统包括控制系统A和控制系统B，包括：所述控制系统A的裁决模块A通过所述自检信号实时检测所述控制系统A的CPU模块A的运行状...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓哲，李海涛，高夫太，
申请(专利权)人：河北汉光重工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：