CN105426171B - 多个二取二系统的同步和切换方法、系统 - Google Patents

多个二取二系统的同步和切换方法、系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多个二取二系统的同步和切换方法、系统，本发明在一个二取二系统上线后判断是否有主系统存在，在有主系统存在时，该二取二系统升级为备系，接收所述主系统发送的同步脉冲；在没有所述主系统存在时，该二取二系统升级为主系统，提供同步脉冲，其中所述主系统为所述多个二取二系统中的一个；多于1个所述二取二系统同时上线，判断当前是否存在主系统，在不存在主系统，并且所述多于1个所述二取二系统同时发送同步脉冲时，检测所发送的多个所述同步脉冲的宽度，并选择宽度最大的所述同步脉冲对应的二取二系统升级为主系统，其他二取二系统升级为备系。这种处理方式实现了更可靠、精度更高的同步，同时实现了主备设备的灵活切换。

Description

多个二取二系统的同步和切换方法、系统
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，更具体涉及一种多个二取二系统的同步和切换方法及系统。
背景技术
随着电子信息技术的发展，在安全控制领域，安全计算机系统目前广泛应用，实现数据安全、可靠的传输和处理。常见的安全计算机系统架构包括二取二、三取二、二乘二取二，其中二乘二取二系统因其较好的安全控制性能而得到广泛应用。而双系之间的同步和双系之间的切换又是二乘二取二系统的核心因素，因此一套合理的、可靠的二乘二取二系统的同步和主备切换方法显得尤为重要。同步的方式有硬件同步和软件同步。时钟同步属于硬件同步，周期性同步和任务级同步属于软件同步。
现有系统的同步大多是周期性同步，同步间隔较大，不适合速度、应答器等需要精确时间的采集信号。同时现有的系统同步主备系统切换不灵活，效率低下。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何精度的控制主备系统同步，同时实现主备系统的灵活高效切换。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种多个二取二系统的同步和切换方法，所述方法包括以下步骤：
一个二取二系统上线后判断是否有主系统存在，在有主系统存在时，该二取二系统升级为备系，接收所述主系统发送的同步脉冲；在没有所述主系统存在时，该二取二系统升级为主系统，提供同步脉冲，其中所述主系统为所述多个二取二系统中的一个；
多于1个所述二取二系统同时上线，判断当前是否存在主系统，在不存在主系统，并且所述多于1个所述二取二系统同时发送同步脉冲时，检测所发送的多个所述同步脉冲的宽度，并选择宽度最大的所述同步脉冲对应的二取二系统升级为主系统，其他二取二系统升级为备系。
优选地，所述多个二取二系统为两个二取二系统。
优选地，所述方法还包括以下步骤：
作为备系的所述二取二系统接若在一定时间内没有收到同步脉冲，则所述作为备系的所述二取二系统升级为主系统，原主系统降为备系。
优选地，所述多个二取二系统通过一条信号线连接，并且所述信号线用于传输所述同步脉冲。
优选地，所述一个二取二系统上线后判断是否有主系统存在具体为：
所述二取二系统判断在预定时间段内其是否收到的同步脉冲，若收到了所述同步脉冲，则判断为当前存在主系统，否则判断为当前不存在主系统。
优选地，在判断得到当前存在主系统之后，该二取二系统升级为备系之前所述方法还包括以下步骤：
该二取二系统向所述主系统发送请求报文，并获取所述主系统发送的历史数据和接收到的输入数据；
该二取二系统根据所述历史数据和输入数据计算得到输出数据，并判断所述输出数据是否与所述主系统的输出数据是否一致，若一致，则该二取二系统升级为备系。此步骤是为了确保升级为备系的二取二系统的输出完全与主系统相同，即若备系升级为主系统时，可以实现与原主系统完全相同的数据输出，实现完全相同的共功能。
一种系统，所述系统包括多个二取二系统，每个所述二取二系统产生或接收同步脉冲；
一个所述二取二系统上线后，该二取二系统判断是否有主系统存在，在有主系统存在时，该二取二系统升级为备系，接收所述主系统发送的同步脉冲；在没有所述主系统存在时，该二取二系统升级为主系统，提供同步脉冲，其中所述主系统为所述多个二取二系统中的一个；
多于1个所述二取二系统同时上线，上线的多个所述二取二系统分别判断当前是否存在主系统，在不存在主系统，并且所述多于1个所述二取二系统同时发送同步脉冲时，多个所述二取二系统分别检测所发送的多个所述同步脉冲(包括自身发送的同步脉冲和其他同时发送的同步脉冲)的宽度，并选择宽度最大的所述同步脉冲对应的二取二系统升级为主系统，其他二取二系统升级为备系。二取二系统不仅可以通过信号线发送同步脉冲，也可以通过信号线接收同步脉冲，因此二取二系统可以通过信号线接收其他同步脉冲，并比较同步脉冲的宽度。
优选地，所述多个二取二系统为两个二取二系统。
优选地，所述多个二取二系统通过一条信号线连接，并且所述信号线用于传输所述同步脉冲。
优选地，所述二取二系统包括两个CPU，其中的一个用于产生所述同步脉冲，另一个所述CPU用于对产生的同步脉冲进行校验。
(三)有益效果
本发明提供了一种多个二取二系统的同步和切换方法、系统，本发明在一个二取二系统上线后判断是否有主系统存在，在有主系统存在时，该二取二系统升级为备系，接收所述主系统发送的同步脉冲；在没有所述主系统存在时，该二取二系统升级为主系统，提供同步脉冲，其中所述主系统为所述多个二取二系统中的一个；多于1个所述二取二系统同时上线，判断当前是否存在主系统，在不存在主系统，并且所述多于1个所述二取二系统同时发送同步脉冲时，检测所发送的多个所述同步脉冲的宽度，并选择宽度最大的所述同步脉冲对应的二取二系统升级为主系统，其他二取二系统升级为备系。这种处理方式实现了更可靠、精度更高的同步，同时实现了主备设备的灵活切换，效率更高。另外，本发明可以实现通过一根信号线传输同步脉冲，减少了线缆数量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的多个二取二系统的同步和切换方法的流程图；
图2为本发明的系统连接示意图；
图3为本发明中主系统切换争权示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
一种多个二取二系统的同步和切换方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
一个二取二系统上线后判断是否有主系统存在，在有主系统存在时，该二取二系统升级为备系，接收所述主系统发送的同步脉冲；在没有所述主系统存在时，该二取二系统升级为主系统，提供同步脉冲，其中所述主系统为所述多个二取二系统中的一个；
多于1个所述二取二系统同时上线，判断当前是否存在主系统，在不存在主系统，并且所述多于1个所述二取二系统同时发送同步脉冲时，检测所发送的多个所述同步脉冲的宽度，并选择宽度最大的所述同步脉冲对应的二取二系统升级为主系统，其他二取二系统升级为备系。
这种处理方式实现了更可靠、精度更高的同步，同时实现了主备设备的灵活切换，效率更高。
进一步地，所述多个二取二系统为两个二取二系统。当然上述方法也可以适用于三个或更多个二取二系统。
进一步地，所述方法还包括以下步骤：
作为备系的所述二取二系统接若在一定时间内没有收到同步脉冲，则所述作为备系的所述二取二系统升级为主系统，原主系统降为备系，接收同步脉冲。
进一步地，所述多个二取二系统通过一条信号线连接，并且所述信号线用于传输所述同步脉冲。多个二取二系统用一根信号线就可以实现系统同步，减少了线缆数量。优选地可以用两根信号线传递同步脉冲，冗余一根信号线在另外一根信号线出现故障时可以确保同步脉冲的正常传递。
进一步地，所述一个二取二系统上线后判断是否有主系统存在具体为：
所述二取二系统判断在预定时间段内其是否收到的同步脉冲，若收到了所述同步脉冲，则判断为当前存在主系统，否则判断为当前不存在主系统。当然也可用其他方式判断是否存在主系统，这里并不做限定。
进一步地，在判断得到当前存在主系统之后，该二取二系统升级为备系之前所述方法还包括以下步骤：
该二取二系统向所述主系统发送请求报文，并获取所述主系统发送的历史数据和接收到的输入数据；
该二取二系统根据所述历史数据和输入数据计算得到输出数据，并判断所述输出数据是否与所述主系统的输出数据是否一致，若一致，则该二取二系统升级为备系。
对应于上述方法存在一种系统，所述系统包括多个二取二系统，每个所述二取二系统产生或接收同步脉冲；
一个所述二取二系统上线后，该二取二系统判断是否有主系统存在，在有主系统存在时，该二取二系统升级为备系，接收所述主系统发送的同步脉冲；在没有所述主系统存在时，该二取二系统升级为主系统，提供同步脉冲，其中所述主系统为所述多个二取二系统中的一个；
多于1个所述二取二系统同时上线，上线的多个所述二取二系统判断当前是否存在主系统，在不存在主系统，并且所述多于1个所述二取二系统同时发送同步脉冲时，检测所发送的多个所述同步脉冲的宽度，并选择宽度最大的所述同步脉冲对应的二取二系统升级为主系统，其他二取二系统升级为备系。
进一步地，所述多个二取二系统为两个二取二系统。
进一步地，所述多个二取二系统通过一条信号线连接，并且所述信号线用于传输所述同步脉冲。
为确保同步脉冲传递的准确性，可以冗余一根信号线，与所有的二取二系统连接。
进一步地，所述二取二系统包括两个CPU，其中的一个用于产生所述同步脉冲，另一个所述CPU用于对产生的同步脉冲进行校验。上述产生同步脉冲的CPU构成平台处理器。优选地二取二系统还包括应用处理器，应用处理器也包括两个CPU，应用处理器的两个CPU互相校验，负责应用逻辑计算、输入数据、输出数据的比较，平台处理器的两个CPU互相校验，负责时钟同步、主备系统切换、输出数据切换以及故障安全。如图2所示，两个信号线均与平台处理器的两个CPU连接，平台处理器的连个CPU之间连接，实现相互校验。应用处理器的两个CPU之间互相连接，实现相互校验，应用处理器分别与以太网连接。应用上述结构即可实现系统同步以及主系统切换。
上述技术方案，主备系统之间采用硬件同步方式。硬件同步物理层采用主系、备系都可以对同步信号线进行驱动。
同步脉冲由平台处理器产生，平台处理器1个CPU产生的同步脉冲，平台处理器的另一个CPU进行校验，如果校验不正确，停止输出同步脉冲。同步信号物理层采用驱动差分信号的方式产生同步脉冲，采取故障切除等电路，保证主系故障的情况下，不会驱动同步脉冲。
为保证在没有主系统的情况下，多个二取二系统同步上线可以有效地分配主系统和备系统，采取设置同步脉冲宽度最大的二取二系统为主系统，其他为备系统。例如在多个二取二系统同时上电自检成功后，同时发布同步脉冲，为了保证有足够时间仲裁，A系(其中一个二取二系统)同步脉冲宽度为10ms，B系(另一个同步脉冲)同步脉冲宽度为5ms，如图3所示。因为A系脉冲宽度大于B系脉冲宽度，那么B系同步脉冲变为低电平后还是可以检测到A系同步脉冲的高电平，从而确定A系升级为主系统，B系升级为从系统，从而退出仲裁，避免系统出现双主系统的情况。
正常运行情况下，系统由主系提供同步脉冲，备系接收主系的同步脉冲，同时会对主系的同步脉冲进行判断，如果主系的同步脉冲发生故障，备系收不到主系的同步脉冲，则备系升级为主系，继续发送同步脉冲。原来的主系降为备系，接收同步脉冲。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种多个二取二系统的同步和切换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
一个二取二系统上线后判断是否有主系统存在，在有主系统存在时，该二取二系统升级为备系，接收所述主系统发送的同步脉冲；在没有所述主系统存在时，该二取二系统升级为主系统，提供同步脉冲，其中所述主系统为所述多个二取二系统中的一个；
多于1个所述二取二系统同时上线，判断当前是否存在主系统，在不存在主系统，并且所述多于1个所述二取二系统同时发送同步脉冲时，检测所发送的多个所述同步脉冲的宽度，并选择宽度最大的所述同步脉冲对应的二取二系统升级为主系统，其他二取二系统升级为备系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个二取二系统为两个二取二系统。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
作为备系的所述二取二系统接若在一定时间内没有收到同步脉冲，则所述作为备系的所述二取二系统升级为主系统，原主系统降为备系。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个二取二系统通过一条信号线连接，并且所述信号线用于传输所述同步脉冲。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个二取二系统上线后判断是否有主系统存在具体为：
所述二取二系统判断在预定时间段内其是否收到的同步脉冲，若收到了所述同步脉冲，则判断为当前存在主系统，否则判断为当前不存在主系统。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在判断得到当前存在主系统之后，该二取二系统升级为备系之前所述方法还包括以下步骤：
该二取二系统向所述主系统发送请求报文，并获取所述主系统发送的历史数据和接收到的输入数据；
该二取二系统根据所述历史数据和输入数据计算得到输出数据，并判断所述输出数据是否与所述主系统的输出数据是否一致，若一致，则该二取二系统升级为备系。
7.一种安全计算机系统，其特征在于，所述系统包括多个二取二系统，每个所述二取二系统产生或接收同步脉冲；
一个所述二取二系统上线后，该二取二系统判断是否有主系统存在，在有主系统存在时，该二取二系统升级为备系，接收所述主系统发送的同步脉冲；在没有所述主系统存在时，该二取二系统升级为主系统，提供同步脉冲，其中所述主系统为所述多个二取二系统中的一个；
多于1个所述二取二系统同时上线，上线的多个所述二取二系统分别判断当前是否存在主系统，在不存在主系统，并且所述多于1个所述二取二系统同时发送同步脉冲时，多个所述二取二系统分别检测所发送的多个所述同步脉冲的宽度，并选择宽度最大的所述同步脉冲对应的二取二系统升级为主系统，其他二取二系统升级为备系。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述多个二取二系统为两个二取二系统。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述多个二取二系统通过一条信号线连接，并且所述信号线用于传输所述同步脉冲。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述二取二系统包括两个CPU，其中的一个用于产生所述同步脉冲，另一个所述CPU用于对产生的同步脉冲进行校验。
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