CN105892347B

CN105892347B - 一种基于仲裁技术的双单片机检测装置及方法

Info

Publication number: CN105892347B
Application number: CN201510037555.8A
Authority: CN
Inventors: 邓康; 姚铁峰; 乔道鹏; 刘洋达
Original assignee: Beijing Institute of Electronic System Engineering
Current assignee: Beijing Institute of Electronic System Engineering
Priority date: 2015-01-26
Filing date: 2015-01-26
Publication date: 2018-10-30
Anticipated expiration: 2035-01-26
Also published as: CN105892347A

Abstract

本发明公开一种基于仲裁技术的双单片机检测装置及方法，装置中两台单片机的校验输入口分别与对方的校验输出口连接，两台单片机的复位指令输出口分别与对方的复位电路的复位端连接，检测方法是每个单片机在自己判断自己工作正常的情况下，会对另外一台单片机的工作状态进行确认，当发现对方没有实现约定的逻辑功能，即判断对方已经失效，此时通过将对方单片机复位端拉低而使得它始终处于复位状态，停止工作。本发明所述技术方案避免了传统双单片机系统互相独立工作的情况下由于一台单片机工作异常而导致整个系统失效，真正实现系统可靠性的提高。

Description

一种基于仲裁技术的双单片机检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种提高单片机可靠性的装置及方法。更具体地，涉及一种基于仲裁技术的双单片机检测装置及方法。

背景技术

在一些高可靠的智能控制系统中，为了提高可靠性，通常会采取两套同样的单片机电路来提高整个系统的可靠性，当一台单片机出现程序跑飞、死机等意外故障时，另外一台单片机仍能正常工作，但由于故障单片机的状态不确定，可能会干扰到正常工作的单片机的输出状态，从而影响到整个系统的工作，而正常工作的单片机由于没有相应的纠正措施而使得整个系统失效，系统的可靠性没有因为采用双单片机系统而真正实现。

特别的，类似控制飞行器发动机的空中点火等对产品的可靠性要求极高的应用场合，要保证在条件不满足时不能点火和在条件满足时下必须点火的双重可靠性。需要采用一种真正提高可靠性的冗余智能芯片控制电路实现上述目的。

因此，需要提供一种基于仲裁技术的双单片机检测装置及方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种基于仲裁技术的双单片机检测装置。

本发明的另一个目的在于提供一种基于仲裁技术的双单片机检测方法。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

为了避免传统双单片机系统互相独立工作，由于一台单片机工作异常而导致整个系统失效，不能真正实现系统可靠性的提高，本发明所述技术方案提出一种双单片机互为监控的电路装置，每个单片机在自己程序正常运行的情况下，会对另外一台单片机的工作状态进行确认，当发现对方没有实现约定的逻辑功能，即判断对方已经失效，此时将通过将对方单片机复位端拉低而使得它始终处于复位状态，停止工作，从而保证自己的正常工作不受故障机的影响造成系统的失效。

一种基于仲裁技术的双单片机检测装置，该装置包括第一单片机和第二单片机，第一单片机和第二单片机分别包括：CPU、复位电路和晶体振荡器，第一单片机和第二单片机分别还包括：

校验模块和复位模块；

第一单片机的校验模块，用于对校验数据进行规定的逻辑运算并通过校验输出口将经过规定的逻辑运算后的校验数据发送至第二单片机的校验模块的校验输入口；

第二单片机的校验模块，用于判断经过规定的逻辑运算后的校验数据是否经过了符合规定的逻辑运算，

若是，第二单片机的校验模块对校验数据进行规定的逻辑运算并通过校验输出口将经过规定的逻辑运算后的校验数据发送至第一单片机的校验模块的校验输入口，

若否，第二单片机的复位模块通过复位指令输出口向第一单片机的复位电路的复位端输出低电平信号，将第一单片机锁死在复位状态；

第一单片机的校验模块，还用于判断经过规定的逻辑运算后的校验数据是否经过了符合规定的逻辑运算，

若是，第一单片机的校验模块对校验数据进行规定的逻辑运算并通过校验输出口将经过规定的逻辑运算后的校验数据发送至第二单片机的校验模块，

若否，第一单片机的复位模块通过复位指令输出口向第二单片机的复位电路的复位端输出低电平信号，将第二单片机锁死在复位状态。

优选地，第一单片机和第二单片机的校验模块的校验输入口分别为2个、校验输出口分别为2个，第一单片机和第二单片机的复位模块的复位指令输出口分别为1个。

优选地，第一单片机和第二单片机分别使用IO口作为校验模块的校验输入口、校验输出口和复位模块的复位指令输出口。

优选地，校验数据为二进制数据。

优选地，规定的逻辑运算为加1运算。

一种如上文所述装置的基于仲裁技术的双单片机检测方法，该方法包括如下步骤：

S1、利用第一单片机的校验模块对校验数据进行规定的逻辑运算并通过校验输出口将经过规定的逻辑运算后的校验数据发送至第二单片机的校验模块；

S2、利用第二单片机的校验模块判断经过规定的逻辑运算后的校验数据是否经过了符合规定的逻辑运算，

若是，利用第二单片机的校验模块对校验数据进行规定的逻辑运算并通过校验输出口将经过规定的逻辑运算后的校验数据发送至第一单片机的校验模块，转入步骤S3；

若否，利用第二单片机的复位模块通过复位指令输出口向第一单片机的复位电路的复位端输出低电平信号，将第一单片机锁死在复位状态，结束流程；

S3、利用第一单片机的校验模块判断经过规定的逻辑运算后的校验数据是否经过了符合规定的逻辑运算，

若是，利用第一单片机的校验模块对校验数据进行规定的逻辑运算并通过校验输出口将经过规定的逻辑运算后的校验数据发送至第二单片机的校验模块，转入步骤S2；

若否，利用第一单片机的复位模块通过复位指令输出口向第二单片机的复位电路的复位端输出低电平信号，将第二单片机锁死在复位状态，结束流程。

优选地，校验数据为二进制数据。

优选地，规定的逻辑运算为加1运算。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案避免了传统双单片机系统互相独立工作的情况下由于一台单片机工作异常而导致整个系统失效，通过双单片机互为仲裁，在一个单片机工作正常的情况下会检查另外一台单片机的工作状态是否正常，一旦发现异常，就将其复位，保证整个系统的正常运行，真正实现系统整体可靠性的提高。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出一种基于仲裁技术的双单片机检测装置的示意图。

图2示出一种基于仲裁技术的双单片机检测方法的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本实施方式提供的基于仲裁技术的双单片机检测装置，包括：

第一单片机和第二单片机，其中每个单片机分别包括一个CPU、一个复位电路、一个晶体振荡器，校验模块和复位模块，其中晶体振荡器用于为单片机运行提供时钟，正常情况下每个单片机通过内部的校验模块实现对外部各输入端口状态的检查，并根据系统需要在相应的输出端口给出相应的逻辑输出。如图1所示，第一单片机的校验模块的校验输出口连接第二单片机的校验模块的校验输入口；第二单片机的校验模块的校验输出口连接第一单片机的校验模块的校验输入口；第一单片机的复位模块的复位指令输出口与第二单片机的复位电路的复位端连接；第二单片机的复位模块的复位指令输出口与第一单片机的复位电路的复位端连接。

本实施方式提供的基于仲裁技术的双单片机检测方法为：

单片机的检测模块会通过循环检测对方送过来的数据是否满足自己上次送给对方的数据进行了逻辑加1运算规则，如果满足，则认为对方工作正常，如果不满足则认为对方出现故障，复位模块通过输出低电平信号到对方的复位电路的复位端，从而实现将对方锁死在复位状态，保证整个系统的正常工作。

下面通过一组实施例对本发明作进一步说明：

本实施例根据本发明公开的基于仲裁技术的双单片机检测装置设计开发了一种用于飞行器点火控制的电气控制装置，在电气控制装置设计时采用的就是双单片机互为仲裁装置，在系统中每个单片机都能独立完成6路点火信号的输出和驱动，但是如果有一个单片机出现程序“跑飞”或死机等故障情况下，此时这个单片机对应的6路点火信号的输出状态是不确定的，由于两个单片机对应的6路点火信号的输出和驱动最终是通过“线与”的逻辑方式实现的，所以这种不确定性极有可能将另外一个运行正常的单片机的输出给破坏，使得整个系统运行不正确，采用基于仲裁技术的双单片机检测装置后，问题就迎刃而解了。

如图1所示，本实施例提供的用于飞行器点火控制的基于仲裁技术的双单片机检测装置，该装置包括主单片机D1和辅单片机D2，单片机D1和单片机D2分别包括：CPU、复位电路和晶体振荡器，单片机D1和单片机D2分别还包括：

校验模块和复位模块；

主单片机D1的校验模块的校验输出口P00端口、P01端口连接辅单片机D2的校验模块的校验输入口P10端口、P11端口；

辅单片机D2的校验模块的校验输出口P12端口、P13端口连接主单片机D1的校验模块的校验输入口P02端口，P03端口；

主单片机D1单片机的复位模块的复位指令输出口P04端口与辅单片机D2的复位电路的复位端连接；

辅单片机D2的复位模块的复位指令输出口P14端口与主单片机D1的复位电路的复位端连接。

主单片机D1的校验模块，用于对校验数据进行规定的逻辑运算并通过校验输出口将经过规定的逻辑运算后的校验数据发送至辅单片机D2的校验模块的校验输入口；

辅单片机D2的校验模块，用于判断经过规定的逻辑运算后的校验数据是否经过了符合规定的逻辑运算，

若是，辅单片机D2的校验模块对校验数据进行规定的逻辑运算并通过校验输出口将经过规定的逻辑运算后的校验数据发送至主单片机D1的校验模块的校验输入口，

若否，辅单片机D2的复位模块通过复位指令输出口向主单片机D1的复位电路的复位端输出低电平信号，将主单片机D1锁死在复位状态；

主单片机D1的校验模块，还用于判断经过规定的逻辑运算后的校验数据是否经过了符合规定的逻辑运算，

若是，主单片机D1的校验模块对校验数据进行规定的逻辑运算并通过校验输出口将经过规定的逻辑运算后的校验数据发送至辅单片机D2的校验模块，

若否，主单片机D1的复位模块通过复位指令输出口向辅单片机D2的复位电路的复位端输出低电平信号，将辅单片机D2锁死在复位状态。

本实施例提供的基于仲裁技术的双单片机检测方法包括如下步骤：

一台单片机作为主单片机D1，另一台单片机作为辅单片机D2，当主单片机D1开始上电工作后，主单片机D1的校验模块通过D1的校验模块的校验输出口P00端口、P01端口向辅单片机D2的的校验模块的校验输入口P10端口、P11端口送出“00”的数据至辅单片机D2的校验模块，而辅单片机D2开始上电工作后，辅单片机D2的校验模块检查主单片机D1送出“00”的数据，确认后，将“00”数据加1后的“01”数据通过辅单片机D2的校验模块的校验输出口P12端口、P13端口发送至主单片机D1的校验模块的校验输入口P02端口，P03端口，以告知主单片机D1，自己状态正常，此时主单片机D1的校验模块开始检查接收的数据是否是“01”数据，是则表明对方工作正常，继续加1，变为“10”，通过主单片机D1的校验模块的校验输出口P00端口、P01端口发送至辅单片机D2的校验模块的校验输入口P10端口、P11端口，告诉对方自己正常，此时辅单片机D2的校验模块检查接收的数据是否满足自己上次送出的数据经过加1运算，满足确认对方正常，再经过加1运算，变为“11”通过辅单片机D2的校验模块的校验输出口P12端口、P13端口发送至主单片机D1的校验模块的校验输入口P12端口、P13端口，告诉对方自己运行正常，此时主单片机D1的校验模块开始检查接收的数据是否是“11”，是则表明对方工作正常，此时将数据经过加1运算，变为“00”再通过主单片机D1的校验模块的校验输出口P00端口、P01端口发送至辅单片机D2的校验模块的校验输入口P10端口、P11端口，如此循环下去，在这个循环中一旦发现对方给出的数据没有满足自己上次送出的数据加1运算逻辑，则判断对方工作异常，此时通过IO口——主单片机D1通过复位模块的复位指令输出口P04，辅单片机D2通过复位模块的复位指令输出口P14，给对方的复位端拉低实现对方系统的复位锁死。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims

1.一种利用双单片机检测装置的基于仲裁技术的双单片机检测方法，其特征在于，

该装置包括第一单片机和第二单片机，所述第一单片机和第二单片机分别包括：CPU、复位电路、晶体振荡器、校验模块和复位模块；

若否，第一单片机的复位模块通过复位指令输出口向第二单片机的复位电路的复位端输出低电平信号，将第二单片机锁死在复位状态；

该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于仲裁技术的双单片机检测方法，所述第一单片机和第二单片机的校验模块的校验输入口分别为2个、校验输出口分别为2个，所述第一单片机和第二单片机的复位模块的复位指令输出口分别为1个。

3.根据权利要求1所述的基于仲裁技术的双单片机检测方法，所述第一单片机和第二单片机分别使用IO口作为校验模块的校验输入口、校验输出口和复位模块的复位指令输出口。

4.根据权利要求1所述的基于仲裁技术的双单片机检测方法，其特征在于，所述校验数据为二进制数据。

5.根据权利要求1所述的基于仲裁技术的双单片机检测方法，其特征在于，所述规定的逻辑运算为加1运算。