一种冷备份双机切换电路制造技术

本发明专利技术公开一种冷备份双机切换电路，包括主机部分和与其电路结构相对应的备机部分，所述主机部分包括依次相连的主机供电电路、主机开关继电器和主机二次电源转换，主机二次电源转换的输出分别与主机ＣＰＵ控制器的输入、狗咬加备机电电路的输入连接，主机ＣＰＵ控制器的输出连接关备机电电路，同时与主机冷热启动标志电路双向信号连接，关备机电电路的输出连接主机遥测开关电路。所述主机、备机开关继电器分别连接直接指令，直接指令为主开备关指令和备开主关指令；狗咬加备机电电路的输出、关备机电电路的输出连接备机开关继电器；狗咬加主机电电路的输出、关主机电电路的输出连接主机开关继电器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冷备份星载计算机系统重构电路。
技术介绍
小卫星星务中心计算机是一个以冷储备为主的双机系统。在原有设计中，遥测切 换电路、抢权电路和系统初态控制电路均在公共供电区域，为长期不断电部位。从可靠性设 计角度分析，尽管在不考虑双重故障的前提下，这部分电路不会引起单点故障，但是进一步 提高系统的冷储备深度，优化双机切换的机制，消除目前存在的公共电路，将有利于系统可 靠性和使用寿命的进一步提高。在原有的设计中，如果卫星在轨运行期间，当主机发生看门狗狗咬事件后复位自 身，在随后的5秒钟能够正常工作，并发出关闭备机的命令使系统恢复冷储备状态。如果随 后系统又进入故障状态，将导致系统重复复位而不能顺利发生系统重构。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术不能顺利发生系统重构的不足，提供一种有利于长 寿命、高可靠应用需求、消除长期加电部位、完全冷备份低功耗的双机切换电路。为达到以上目的，本专利技术是采取如下技术方案予以实现的一种冷备份双机切换电路，包括主机部分和与其电路结构相对应的备机部分，所 述主机部分包括依次相连的主机供电电路、主机开关继电器和主机二次电源转换，主机二 次电源转换的输出分别与主机CPU控制器的输入、狗咬加备机电电路的输入连接，主机CPU 控制器的输出连接关备机电电路，同时与主机冷热启动标志电路双向信号连接，关备机电 电路的输出连接主机遥测开关电路；所述备机部分包括依次相连的备机供电电路、备机开 关继电器和备机二次电源转换，备机二次电源转换的输出分别与备机CPU控制器的输入、 狗咬加主机电电路的输入连接，备机CPU控制器的输出连接关主机电电路，同时与备机冷 热启动标志电路双向信号连接，关主机电电路的输出连接备机遥测开关电路；所述主机、备 机开关继电器分别连接直接指令，直接指令为主开备关指令和备开主关指令；狗咬加备机 电电路的输出、关备机电电路的输出连接备机开关继电器；狗咬加主机电电路的输出、关主 机电电路的输出连接主机开关继电器。上述方案中，所述的主机或备机的冷热启动标志电路为一个D型触发器。本专利技术在故障重构设计中消除了长期加电模式的公共电路部分，经过上述设计改 进，一方面降低了计算机产品的功耗，另一方面使得双机之间不存在逻辑交叉点，实现了完 全的冷储备双机系统，提高了产品的工作可靠性。同时，优化了系统冗余容错管理策略，在 硬件设计中增加冷热启动标志，结合软件管理策略将双机之间的主动抢权和主动让权相结 合，在故障状态下及时切换以便尽快隔离故障，同时确保整星工作安全。本专利技术使系统在长 寿命运行过程中，处于冷备份状态的单机系统完全处于休眠状态。有效降低了星务中心计 算机产品的长期功耗。优化了系统可靠性模型，有利于提高可靠性指标。附图说明图1为本专利技术的冷备份双机切换电路结构框图。图2为图1电路切换状态迁移图(主机狗咬一次)。图3为图1电路切换状态迁移图(主机狗咬2次以上)具体实施例方式以下结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示，一种冷备份双机切换电路，包括主机部分和与其电路结构相对应的 备机部分，所述主机部分包括依次相连的主机供电电路、主机开关继电器和主机二次电源 转换，主机二次电源转换的输出分别与主机CPU控制器的输入、狗咬加备机电电路的输入 连接，主机CPU控制器的输出连接关备机电电路，同时与主机冷热启动标志电路双向信号 连接，关备机电电路的输出连接主机遥测开关电路。所述备机部分包括依次相连的备机供电电路、备机开关继电器和备机二次电源转 换，备机二次电源转换的输出分别与备机CPU控制器的输入、狗咬加主机电电路的输入连 接，备机CPU控制器的输出连接关主机电电路，同时与备机冷热启动标志电路双向信号连 接，关主机电电路的输出连接备机遥测开关电路。所述主机、备机开关继电器分别连接直接指令，直接指令为主开备关指令和备开 主关指令，用开关继电器直接控制一次电源，受控的一次电源经二次电源变换后，分别给主 机、备机的系统供电。狗咬加备机电电路的输出、关备机电电路的输出连接备机开关继电 器；狗咬加主机电电路的输出、关主机电电路的输出连接主机开关继电器。主机或备机的冷热启动标志电路为一个D型触发器，冷启动时该状态为0，相应 CPU控制器中的软件看门狗计数器置0 ；发生看门狗狗咬事件时使得该状态为1，热启动不 改变该状态。主机或备机每次复位后相应CPU控制器查询该状态，如果是1，相应的计数变 量加1。当发生切换时，系统工作过程如图2、图3所示。如图2所示，主机有电时发生了第1次看门狗狗咬事件后，主机自己复位，同时给 备机加电。由状态1迁移到状态2，双机均处于复位后初始化状态，系统进入了重构状态。 主机复位后，重新进行初始化，初始化正常结束后等待4秒，然后发出一条命令软件关备机 电。此时备机加电后，初始化正常结束后的等待时间为8秒，然后发出一条命令软件关主机 电，由状态2迁移到状态1。如图3所示，若主机第1次复位后没有恢复正常，发生第2次看门狗狗咬事件，此 时主机复位后，优先级降低，初始化正常结束后等待时间延长为16秒，而备机初始化正常 结束后等待时间还是8秒，因此备机会关断主机电源，由状态2迁移到状态3。依据冷热启动标志电路判断是否发生狗咬，软件采集狗咬计数值。同时可以通过 遥测返回地面。如果热复位发生多次后，地面控制系统可以通过遥测值的判断，进行直接指 令切换。本专利技术电路在产品上已经实现，经过产品测试，冷备份工作模式下整机功耗为 6.86W，比原来降低了 1.34W(某星务中心计算机产品实测功耗为8.2W)。产品中设置的冷热启动标志能够被处理器正常访问，进一步结合应用软件的处理，可以实现预想的切换策 略。权利要求一种冷备份双机切换电路，包括主机部分和与其电路结构相对应的备机部分，其特征在于，所述主机部分包括依次相连的主机供电电路、主机开关继电器和主机二次电源转换，主机二次电源转换的输出分别与主机CPU控制器的输入、狗咬加备机电电路的输入连接，主机CPU控制器的输出连接关备机电电路，同时与主机冷热启动标志电路双向信号连接，关备机电电路的输出连接主机遥测开关电路；所述备机部分包括依次相连的备机供电电路、备机开关继电器和备机二次电源转换，备机二次电源转换的输出分别与备机CPU控制器的输入、狗咬加主机电电路的输入连接，备机CPU控制器的输出连接关主机电电路，同时与备机冷热启动标志电路双向信号连接，关主机电电路的输出连接备机遥测开关电路；所述主机、备机开关继电器分别连接直接指令，直接指令为主开备关指令和备开主关指令；狗咬加备机电电路的输出、关备机电电路的输出连接备机开关继电器；狗咬加主机电电路的输出、关主机电电路的输出连接主机开关继电器。2.如权利要求1所述的冷备份双机切换电路，其特征在于，所述的主机或备机的冷热 启动标志电路为一个D型触发器。全文摘要本专利技术公开一种冷备份双机切换电路，包括主机部分和与其电路结构相对应的备机部分，所述主机部分包括依次相连的主机供电电路、主机开关继电器和主机二次电源转换，主机二次电源转换的输出分别与主机CPU控制器的输入、狗咬加备机电电路的输入连接，主机CPU控制器的输出连接关备机电电路，同时与主机冷热启动标志电路双向信号连接，关备机电电路的输出连接主机遥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷备份双机切换电路，包括主机部分和与其电路结构相对应的备机部分，其特征在于，所述主机部分包括依次相连的主机供电电路、主机开关继电器和主机二次电源转换，主机二次电源转换的输出分别与主机ＣＰＵ控制器的输入、狗咬加备机电电路的输入连接，主机ＣＰＵ控制器的输出连接关备机电电路，同时与主机冷热启动标志电路双向信号连接，关备机电电路的输出连接主机遥测开关电路；所述备机部分包括依次相连的备机供电电路、备机开关继电器和备机二次电源转换，备机二次电源转换的输出分别与备机ＣＰＵ控制器的输入、狗咬加主机电电路的输入连接，备机ＣＰＵ控制器的输出连接关主机电电路，同时与备机冷热启动标志电路双向信号连接，关主机电电路的输出连接备机遥测开关电路；所述主机、备机开关继电器分别连接直接指令，直接指令为主开备关指令和备开主关指令；狗咬加备机电电路的输出、关备机电电路的输出连接备机开关继电器；狗咬加主机电电路的输出、关主机电电路的输出连接主机开关继电器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱素蓉，张莹，张润宁，同志宏，李广平，黄波，王珍，赵毅，刘琦，陈丁丁，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所，
类型：发明
国别省市：87