CN101515158A - iLOCK智能安全型2乘2取2计算机联锁系统平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及iLOCK智能安全型2乘2取2计算机联锁系统平台，该系统平台包括主系平台、备系平台，所述的主系平台、备系平台均包括核心处理单元、动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元、双通道冗余通信单元、电源单元、安全电源控制单元，所述的主系平台与备系平台之间通过核心处理单元连接。与现有技术相比，本发明提出了一种高安全性、高可靠性、高稳定性、高运算速度、易扩展的新型安全硬件平台，新型安全硬件平台同时提高了系统可靠性和安全性，相应的降低了软件开发的难度，同时由于良好的扩展性和通用性，保证系统可以应用于多种安全系统。

Description

iLOCK智能安全型2乘2取2计算机联锁系统平台

技术领域

本发明涉及铁路运输系统及航空、核电等其它高安全处理需要的领域，尤其涉及iLOCK智能安全型2乘2取2计算机联锁系统平台。

背景技术

在一个追求高安全性、高可靠性的应用场合，比如铁路、石化、核电、航电等，一般会采用各种结构来保证其量化的安全、可靠指标。在过去的很长时间内，对安全性和可靠性模型分析越来越透彻，各个国家已经逐步放弃原有的由单系来承担如此重要的工作的方式，原因是单系由于固有模型上的缺陷导致实现起来难度越来越大，有些情况下可能很难实现，或者有些现实情况下，单系根本就无法实现其安全可靠指标。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种安全可靠的iLOCK智能安全型2乘2取2计算机联锁系统平台。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：iLOCK智能安全型2乘2取2计算机联锁系统平台，其特征在于，该系统平台包括主系平台、备系平台，所述的主系平台、备系平台均包括核心处理单元、动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元、双通道冗余通信单元、电源单元、安全电源控制单元，所述的主系平台与备系平台之间通过核心处理单元连接，所述的核心处理单元分别与动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元、双通道冗余通信单元连接，所述的动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元分别与安全电源控制单元连接，所述的安全电源控制单元与电源模块连接，所述的电源模块与核心处理单元、动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元、双通道冗余通信单元连接。

与现有技术相比，本发明提出了一种高安全性、高可靠性、高稳定性、高运算速度、易扩展的新型安全硬件平台，新型安全硬件平台同时提高了系统可靠性和安全性，相应的降低了软件开发的难度，同时由于良好的扩展性和通用性，保证系统可以应用于多种安全系统，无须再全部更改硬件平台，而只需要对部分特殊功能或新增加功能设计相应的板卡，使得总线方式、电源模块、核心CPU板，通信板、I/O板和动态监督板等大部分功能板卡得以保留，这样大大降低了新系统开发的难度和成本。

附图说明

图1是本发明iLOCK智能安全型2乘2取2计算机联锁系统平台的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，iLOCK智能安全型2乘2取2计算机联锁系统平台，其特征在于，该系统平台包括主系平台、备系平台，所述的主系平台、备系平台均包括核心处理单元、动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元、双通道冗余通信单元、电源单元、安全电源控制单元，所述的主系平台与备系平台之间通过核心处理单元连接，所述的核心处理单元分别与动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元、双通道冗余通信单元连接，所述的动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元分别与安全电源控制单元连接，所述的安全电源控制单元与电源模块连接，所述的电源模块与核心处理单元、动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元、双通道冗余通信单元连接。

各单元的功能：

(1)核心处理单元：

a.核心算法与处理；

b.对下属所有板卡进行周期性控制；

c.上下系之间的数据同步和时间同步(周期同步方式)；

d.提供安全时钟，提供准确的时钟片与时钟中断信号；

e.提供与备系之间的快速数据同步通道。

(2)动态监督单元：

a.对上下系的的周期运算结果进行仲裁，判断其真伪；

b.反应故障安全模式，即一旦发现其中一路的运算结果为假，立刻卡断输出板的供电，保证故障安全。

(3)双断安全输出单元：

a.对上下系的数据驱动同步分别控制，保证其驱动的有效性；

b.周期性监督输出的安全性，发送测试字并回采测试信号，测试字以编码方式发送，所以回采测试字也以编码方式回采，同时不同通路、不同周期的编码方式全部不同，以保证其足够的安全性。

c.与上层核心处理单元共同完成对输出单元的监督，保证其驱动的安全，一旦处于安全侧，在驱动有效之前必须将整个输出部分的电源卡断。

(4)双通道安全输入单元：

a.上下系信号采集时采用周期性分时采集，以保证上下系在一个周期内保证同步有效；

b.上下系以不同的编码方式采集信号，不以单码位表示其信号，而是以不同的编码组来表示，使得其不同通道、不同周期的编码方式全部不同，来保证其安全性；

c.与上层核心处理单元共同完成对输入单元的监督，并将其输入信号以编码方式参与运算，一旦发现其运算结果出错将导向危险侧，及时卡断安全输出电源以保证其安全性。

(5)双通道冗余通信单元：

a.除与备系之间的快速通信由核心处理单元完成之外，其他部分全部由独立通信单元完成；

b.部分安全通信以特定的安全协议来保证其通信安全；

c.保证足够的通信要求与可扩展性，串口、网络、CAN、HDLC全部以冗余方式通信，保证通信部分有足够的可靠性与安全性。

(6)电源单元：

a.提供核心电压，提供所有数字部分的供电要求；

b.提供部分输入部分的供电，有些特定的输入可以由电源模块供电采集；

c.提供输出部分的电源，提供特定的电压；

(7)安全电源控制单元：

a.将电源部分的输出电源转化成安全电源，提供输出部分的供电要求，一旦输出码位失效，可以卡断输出的电源，导向安全；

本发明的2乘2取2硬件平台工作原理如下：

首先热备双系之间在正常工作情况下双驱双采，保证热备双系采集的码位都为最新的有效数据，而驱动为并行驱动。上下系采用2取2(2oo2)的组合故障安全方式以提供整个系统的安全等级，上下系同步工作，并周期性的交换数据与时钟同步，并且周期性分析运算结果是否一致，只要上下系中不一致，那么可以认定为整个系出现问题，一旦落入危险侧，就卡断本系安全电源，并切换到备机工作；同时采用反应故障安全模式工作，由独立动态监督板周期性检查整个系统的安全性，一旦认定某系出现安全故障，立刻卡断安全电源。

同时为了保证采集和驱动的安全性，所有的驱采不以单码位方式工作，以不同的编码方式保证输入输出的安全性，并且提供安全电源板保证其输出电源的安全。

通信方式以冗余结构保证其通信的可靠性，并提供足够多种类的通信方式，可以以串口、网口、CAN口、HDLC等方式与外部进行通信。

Claims (1)

1.iLOCK智能安全型2乘2取2计算机联锁系统平台，其特征在于，该系统平台包括主系平台、备系平台，所述的主系平台、备系平台均包括核心处理单元、动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元、双通道冗余通信单元、电源单元、安全电源控制单元，所述的主系平台与备系平台之间通过核心处理单元连接，所述的核心处理单元分别与动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元、双通道冗余通信单元连接，所述的动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元分别与安全电源控制单元连接，所述的安全电源控制单元与电源模块连接，所述的电源模块与核心处理单元、动态监督单元、双断安全输出单元、双通道安全输入单元、双通道冗余通信单元连接。