环球电气之家-午夜精彩视频-中国专业电气电子产品行业服务网站!

產品分類

當前位置: 首頁 > 傳感測量產品 > 數據采集產品 > 數據采集卡

類型分類:
科普知識
數據分類:
數據采集卡

FPGA單芯片四核二乘二取二的安全系統

發布日期:2022-04-18 點擊率:29

引 言
     二乘二取二系統的兩套計算機系統各有兩個CPU,并且所有結構和配件完全相同。兩套系統之間采取雙機熱備份,大幅提高了系統可靠性,在一些領域得到了廣泛應用。基于二乘二取二容錯結構的計算機聯鎖系統在國外已有成熟的應用,如K5B和E132,其良好的可靠性和安全性引起國內業界的廣泛關注。
     系統可靠性冗余設計是提高系統可靠性的重要方法,但由于冗余會增加系統成本、體積和重量,因此必須合理地選擇冗余結構和數量。對價格昂貴、重量大、體積大的冗余部分,更應作合理考慮。由于二乘二取二硬件冗余技術是通過多個相同部件完成同一功能,在提高系統可靠性的同時也存在一些不足:
     ◆增加了系統的成本、結構、重量和所需空間;
     ◆在某些情況下硬件技術的應用受到限制;
     ◆對大型復雜系統均采用硬件冗余技術是不可能的。
     以上不足將限制二乘二取二冗余技術的應用,Fusion和coreABC的組合為以上問題提供了良好的解決方案。



1 二乘二取二系統
     二乘二取二系統有4個CPU,兩個CPU組成一組。每兩個CPU的輸出經比較器表決輸出,兩個CPU和一個比較器表決系統組成一個子系統。兩個子系統具有完全相同的硬件結構,一個為主單元,一個作為備用單元。開機后兩個子系統獨立同步工作,系統取工作單元的輸出為系統輸出。當兩個子系統均正常工作時,系統取主單元的輸出為系統輸出,若備用單元發生故障,系統輸出仍為主單元的輸出,備用單元進入維修狀態。當主單元發生故障時,系統切換至備用單元,此時系統輸出為備用單元的輸出,主單元進入維修狀態;一旦主單元維修完畢,可以正常工作時,則系統切換至主單元,取主單元的輸出為系統輸出。若主單元和備用單元均無法正常工作,則系統故障,系統無法繼續正常工作。除子系統故障時系統自動切換外,系統還具有手動切換的功能。由于兩個子系統具有完全相同的結構和進行完全相同的工作,所以手動切換不影響系統的正常工作。導致系統故障的因素有很多,根據不同的應用場合,需要針對不同的故障進行檢測和維修。二乘二取二系統的工作示意圖如圖1所示。



2 系統的具體實現
     在設計時,首先要考慮FPGA門電路的數量,以及嵌入4個軟核所要占用的門陣列資源。其次,要考慮其他硬件資源,比如時鐘、存儲器等。綜合各方面的考慮,本設計選擇Actel的Fusion StartKit數模混合FPGA實現二乘二取二系統。Fusion StartKit數模混合FPGA擁有600萬門門陣列,片內集成了Flash存儲器、RAM、FIFO和模擬模塊;片外提供48 MHz的晶振;支持coreABC軟核的嵌入。
2.1 軟核的嵌入
     coreABC是一種具有高可配置性的軟核,占用資源少,特別適于低端應用。它能夠掛載可編程高級外圍總線(APB),支持APB總線下的外圍設備,通過coreAI直接控制ACM塊,還可配置8位、16位和32位APB接口。可以通過APB總線控制coreAI核,進行電壓、電流采集,以及模數轉換。圖2給出一種配置方案。coreABC可使用軟/硬代碼存儲方式,本設計采用硬代碼存儲方式。硬代碼存儲方式只需占用門陣列資源,而軟代碼存儲方式要占用Flash存儲口資源。由于FPGA片內集成了2個Flash存儲口,嵌入4個核時Flash存儲口資源不足。Actel coreABC的推出對實現可配置的小系統極具意義,它使用很少的系統資源就可搭建起完整的控制單元。



 


2.2 比較電路的實現
     二取二CPU的比較電路采用冗余設計,它主要負責對coreABC軟核的總線信號進行比較判決,保證系統正常運行,其電路圖如圖3所示。比較電路的工作原理為:片外寄存器分別從兩個CPU獲得總線數據信息,經異或模塊OE1=A1+A2,OE2=B1+82進行判斷,分別控制數據鎖存器輸出,并配合時鐘信號控制鎖存器同步輸出;從鎖存器輸出的數據經或電路處理后形成比較結果,即DATA_OUT=D1+D2。若比較結果確認CPU此次運算一致,則系統正常輸出;若比較電路確認CPU運算有誤,則重新進行運算。

下一篇: PLC、DCS、FCS三大控

上一篇: 索爾維全系列Solef?PV

推薦產品

更多
主站蜘蛛池模板: 炒货机-炒菜机-炒酱机-炒米机@霍氏机械 | 电动葫芦|环链电动葫芦-北京凌鹰名优起重葫芦 | 退火炉,燃气退火炉,燃气热处理炉生产厂家-丹阳市丰泰工业炉有限公司 | 标准光源箱|对色灯箱|色差仪|光泽度仪|涂层测厚仪_HRC大品牌生产厂家 | 恒温振荡混匀器-微孔板振荡器厂家-多管涡旋混匀器厂家-合肥艾本森(www.17world.net) | 制冷采购电子商务平台——制冷大市场 | 智能风向风速仪,风速告警仪,数字温湿仪,综合气象仪(气象五要素)-上海风云气象仪器有限公司 | 超高频感应加热设备_高频感应电源厂家_CCD视觉检测设备_振动盘视觉检测设备_深圳雨滴科技-深圳市雨滴科技有限公司 | 代理记账_公司起名核名_公司注册_工商注册-睿婕实业有限公司 | 深圳展厅设计_企业展馆设计_展厅设计公司_数字展厅设计_深圳百艺堂 | 超声波焊接机,振动摩擦焊接机,激光塑料焊接机,超声波焊接模具工装-德召尼克(常州)焊接科技有限公司 | 德州万泰装饰 - 万泰装饰装修设计软装家居馆 | EFM 022静电场测试仪-套帽式风量计-静电平板监测器-上海民仪电子有限公司 | 聚氨酯催化剂K15,延迟催化剂SA-1,叔胺延迟催化剂,DBU,二甲基哌嗪,催化剂TMR-2,-聚氨酯催化剂生产厂家 | 电镀标牌_电铸标牌_金属标贴_不锈钢标牌厂家_深圳市宝利丰精密科技有限公司 | 哈希PC1R1A,哈希CA9300,哈希SC4500-上海鑫嵩实业有限公司 | 磁力去毛刺机_去毛刺磁力抛光机_磁力光饰机_磁力滚抛机_精密金属零件去毛刺机厂家-冠古科技 | 精准猎取科技资讯,高效阅读科技新闻_科技猎 | 山东聚盛新型材料有限公司-纳米防腐隔热彩铝板和纳米防腐隔热板以及钛锡板、PVDF氟膜板供应商 | 彩信群发_群发彩信软件_视频短信营销平台-达信通 | 钛合金标准件-钛合金螺丝-钛管件-钛合金棒-钛合金板-钛合金锻件-宝鸡远航钛业有限公司 | 检验科改造施工_DSA手术室净化_导管室装修_成都特殊科室建设厂家_医疗净化工程公司_四川华锐 | 药品仓库用除湿机-变电站用防爆空调-油漆房用防爆空调-杭州特奥环保科技有限公司 | 干式磁选机_湿式磁选机_粉体除铁器-潍坊国铭矿山设备有限公司 | 制氮设备-变压吸附制氮设备-制氧设备-杭州聚贤气体设备制造有限公司 | 石膏基自流平砂浆厂家-高强石膏基保温隔声自流平-轻质抹灰石膏粉砂浆批发-永康市汇利建设有限公司 | 今日热点_实时热点_奇闻异事_趣闻趣事_灵异事件 - 奇闻事件 | 石家庄小程序开发_小程序开发公司_APP开发_网站制作-石家庄乘航网络科技有限公司 | TwistDx恒温扩增-RAA等温-Jackson抗体-默瑞(上海)生物科技有限公司 | 化工ERP软件_化工新材料ERP系统_化工新材料MES软件_MES系统-广东顺景软件科技有限公司 | 宝元数控系统|对刀仪厂家|东莞机器人控制系统|东莞安川伺服-【鑫天驰智能科技】 | 窖井盖锯圆机_锯圆机金刚石锯片-无锡茂达金刚石有限公司 | 橡胶膜片,夹布膜片,橡胶隔膜密封,泵阀设备密封膜片-衡水汉丰橡塑科技公司网站 | 水平筛厂家-三轴椭圆水平振动筛-泥沙震动筛设备_山东奥凯诺矿机 包装设计公司,产品包装设计|包装制作,包装盒定制厂家-汇包装【官方网站】 | 高精度-恒温冷水机-螺杆式冰水机-蒸发冷冷水机-北京蓝海神骏科技有限公司 | 2-羟基泽兰内酯-乙酰蒲公英萜醇-甘草查尔酮A-上海纯优生物科技有限公司 | 上海风淋室_上海风淋室厂家_上海风淋室价格_上海伯淋 | 山东艾德实业有限公司 | 温室大棚建设|水肥一体化|物联网系统 | 电池挤压试验机-自行车喷淋-车辆碾压试验装置-深圳德迈盛测控设备有限公司 | 南京租车,南京汽车租赁,南京包车,南京会议租车-南京七熹租车 |