CN106648995B - 一种热备份系统中的第一主机、热备份系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种热备份系统中的主机、热备份系统及方法，该主机包括：输出工作状态信号和控制信号的主控芯片，输出检测结果的工作状态检测单元，如果接收到逻辑互斥单元输出的表征自身所在主机获得控制权的第一决策结果，则输出控制信号，否则不输出所述控制信号的控制单元。由于主机中的逻辑互斥单元可以根据所述工作状态检测单元输出的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出自身所在主机的决策结果，所述控制单元根据所述输出自身所在主机的决策结果输出控制信号或者不输出控制信号。因此，该热备份系统结构组成简单，另外，该热备份系统无需仲裁切换板，因此不会因为仲裁切换板损坏而导致无法工作，可靠性较高。

Description

一种热备份系统中的第一主机、热备份系统及方法

技术领域

本发明涉及热备份技术领域，尤其涉及一种热备份系统中的第一主机、热备份系统及方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，热备份系统也在日益改善，在现有技术中，多采用一种双机热备份系统及仲裁切换方法实现热备份，如图1所示，该热备份系统中包括主机、备机和仲裁切换板；所述主机和备机均与所述仲裁切换板进行信息交互；所述仲裁切换板包括看门狗；所述看门狗采用复杂可编程逻辑器件CPLD控制单元进行主机、备机的心跳信号和故障报警信号的监测，判断主机、备机的工作状态，并控制主机、备机的切换。

现有的热备份系统通过仲裁切换板实时监视主机和备机的工作状态，使得该热备份系统结构组成较复杂，成本较高，同时，该热备份系统还存在仲裁切换板本身出现故障的风险，降低了整个热备份系统的可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种热备份系统中的第一主机、热备份系统及方法，用以解决现有热备份系统结构较复杂，可靠性低的问题。

本发明实施例公开了一种热备份系统中的第一主机，所述第一主机包括：主控芯片、工作状态检测单元、逻辑互斥单元和控制单元；

所述主控芯片，用于输出工作状态信号和控制信号；

所述工作状态检测单元，用于根据所述工作状态信号，检测所述第一主机是否工作正常，如果是，输出第一主机工作正常的检测结果，否则，输出第一主机工作异常的检测结果；

所述逻辑互斥单元，用于根据所述工作状态检测单元输出的第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出所述第一主机的决策结果；

所述控制单元，用于如果接收到的所述逻辑互斥单元输出的决策结果为表征自身所在第一主机获得控制权的第一决策结果，则输出所述控制信号，如果接收到的所述逻辑互斥单元输出的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，则不输出所述控制信号。

进一步地，所述工作状态检测单元包括：第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管和缓冲器；

所述第一电阻和第一电容串联，构成的串联支路中位于所述第一电阻的一端与所述主控芯片连接，位于所述第一电容的一端连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述缓冲器的输入端，所述缓冲器的输出端连接所述逻辑互斥单元；

所述第二电阻与所述第二电容并联，构成的并联支路的一端接地并连接所述第二二极管的阳极，另一端连接所述第一二极管及所述缓冲器之间连接的连接点，所述第二二极管的阴极连接所述第一电容与所述第一二极管连接的连接点。

进一步地，所述逻辑互斥单元包括逻辑与非门；

所述逻辑与非门的第一输入端与所述工作状态检测单元连接，第二输入端与第二主机的逻辑互斥单元的输出端连接，所述逻辑与非门的输出端连接第二主机逻辑互斥单元的输入端及所述控制单元。

进一步地，所述逻辑互斥单元包括：第一开关管、第二开关管、第五电阻和电源；

所述第一开关管的输入端与所述工作状态检测单元连接，第一开关管的输出端与第二开关管的第一输入端连接，第二开关管的输出端与第三电阻一端连接，第三电阻另一端与电源连接，所述控制单元连接所述第二开关管及第三电阻之间连接的连接点，所述第二开关管的第二输入端与第二主机的逻辑互斥单元的输出端连接。

另一方面，本发明实施例提供了一种热备份系统，该系统包括第一主机和第二主机，所述第一主机与所述第二主机相连；

所述第一主机，用于根据输出的工作状态信号，检测所述第一主机是否工作正常，并识别所述第二主机输出的决策结果，如果所述第一主机工作正常，所述第二主机输出的为表征所述第二主机未获得控制权的第二决策结果，则控制所述第一主机输出控制信号；

所述第二主机，用于根据输出的工作状态信号，检测所述第二主机是否工作正常，并识别所述第一主机输出的决策结果，如果所述第二主机工作异常，则输出未获得控制权的第二决策结果，并控制所述第二主机不输出控制信号。

进一步地，所述第一主机，还用于当检测所述第一主机工作正常，所述第二主机输出的为表征所述第二主机未获得控制权的第二决策结果，则输出获得控制权的第一决策结果，并控制所述第一主机输出控制信号；

所述第二主机，还用于当检测所述第二主机工作正常，所述第一主机输出的为表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果，则输出未获得控制权的第二决策结果，并控制所述第二主机不输出控制信号。

进一步地，所述第一主机，还用于当检测所述第一主机工作异常，则输出未获得控制权的第二决策结果，并控制所述第一主机不输出控制信号；

所述第二主机，还用于当检测所述第二主机工作正常，所述第一主机输出的为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果时，则控制所述第二主机输出控制信号。

再一方面，本发明实施例提供了一种热备份方法，应用于第一主机，所述方法包括：

根据所述第一主机输出的工作状态信号，检测所述第一主机是否工作正常；

如果工作正常，则输出所述第一主机工作正常的检测结果，否则，输出所述第一主机工作异常的检测结果；

根据所述第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出所述第一主机的决策结果；

如果所述第一主机的决策结果为表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果，控制所述第一主机输出控制信号，如果所述第一主机的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，则不输出所述控制信号。

进一步地，如果所述第一主机的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，所述方法还包括：

如果接收到第二主机未获得控制权的第二决策结果，且检测所述第一主机工作正常时，输出表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果，控制所述第一主机输出控制信号。

进一步地，所述根据所述第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出所述第一主机的决策结果包括：

如果所述第一主机的检测结果为工作正常，接收到的第二主机输出的为表征所述第二主机未获得控制权的第二决策结果，则输出表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果；

如果所述第一主机的检测结果为工作正常，接收到的第二主机输出的为表征所述第二主机获得控制权的第一决策结果，则输出表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果；

如果所述第一主机的检测结果为工作异常，接收到的第二主机输出的为表征所述第二主机获得控制权的第一决策结果，则输出表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果。

本发明实施例提供一种热备份系统中的第一主机、热备份系统及方法，该第一主机包括：输出工作状态信号和控制信号的主控芯片，根据所述工作状态信号，检测所述第一主机是否工作正常，如果是，输出第一主机工作正常的检测结果，否则，输出第一主机工作异常的检测结果的工作状态检测单元，如果接收到的所述逻辑互斥单元输出的决策结果为表征自身所在第一主机获得控制权的第一决策结果，则输出所述控制信号，如果接收到的所述逻辑互斥单元输出的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，则不输出所述控制信号的控制单元。由于第一主机中的逻辑互斥单元可以根据所述工作状态检测单元输出的第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出自身所在第一主机的决策结果，所述控制单元根据所述输出自身所在第一主机的决策结果输出控制信号或者不输出控制信号。因此，该热备份系统结构组成简单，另外，该热备份系统无需仲裁切换板，因此不会因为仲裁切换板损坏而导致无法工作，可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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为现有技术中的一种热备份系统结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的一种主机结构示意图；

图3为本发明实施例2提供的一种热备份系统结构示意图；

图4为本发明实施例3提供的一种热备份系统结构示意图；

图5为本发明实施例4提供的一种热备份系统结构示意图；

图6为本发明实施例5提供的一种热备份系统结构示意图；

图7为本发明实施例提供的热备份系统工作原理图；

图8为本发明实施例8提供的一种热备份过程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

图2为本发明实施例提供的一种第一主机结构示意图，所述第一主机包括：主控芯片101、工作状态检测单元102、逻辑互斥单元103和控制单元104；

所述主控芯片101，用于输出工作状态信号和控制信号；

所述工作状态检测单元102，用于根据所述工作状态信号，检测所述第一主机是否工作正常，如果是，输出第一主机工作正常的检测结果，否则，输出第一主机工作异常的检测结果；

所述逻辑互斥单元103，用于根据所述工作状态检测单元输出的第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出所述第一主机的决策结果；

所述控制单元104，用于如果接收到的所述逻辑互斥单元输出的决策结果为表征自身所在第一主机获得控制权的第一决策结果，则输出所述控制信号，如果接收到的所述逻辑互斥单元输出的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，则不输出所述控制信号。

所述主控芯片101向工作状态检测单元102输出工作状态信号，所述工作状态信号可以为周期性脉冲信号或非周期性脉冲信号，所述主控芯片101向控制单元104输出控制信号。

所述工作状态检测单元102，检测所述主控芯片101输出的工作状态信号是否正常，若检测到所述工作状态信号为周期性脉冲信号，则判断所述工作状态信号正常，并输出第一主机工作正常的检测结果；若检测到所述工作状态信号为非周期性脉冲信号，或未接收到所述工作状态信号，则判断所述工作状态信号异常，此时输出第一主机工作异常的检测结果。

所述逻辑互斥单元103根据所述工作状态检测单元102输出的第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机中的逻辑互斥单元输出的决策结果，输出自身所在第一主机的决策结果。

具体的，当接收到工作状态检测单元102输出的第一主机工作正常的检测结果，同时接收到第二主机中的逻辑互斥单元输出的表征自身未获得控制权的第二决策结果，此时所述逻辑互斥单元103输出表征自身所在第一主机获得控制权的第一决策结果；当接收到工作状态检测单元102输出的第一主机工作正常的检测结果，同时接收到第二主机中的逻辑互斥单元输出的表征自身获得控制权的第一决策结果，此时所述逻辑互斥单元103输出表征自身所在第一主机未获得控制权的第二决策结果；当接收到工作状态检测单元102输出的第一主机工作异常的检测结果，同时接收到第二主机中的逻辑互斥单元输出的表征自身获得控制权的第一决策结果，此时所述逻辑互斥单元103输出表征自身所在第一主机未获得控制权的第二决策结果。

所述控制单元104，当接收到的所述逻辑互斥单元103输出的决策结果为表征自身所在第一主机获得控制权的第一决策结果时，输出所述控制信号；当接收到的所述逻辑互斥单元103输出的决策结果为表征自身所在第一主机未获得控制权的第二策结果时，不输出所述控制信号。

在本发明实施例中，由于第一主机中的逻辑互斥单元103可以根据所述工作状态检测单元102输出的第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出自身所在第一主机的决策结果，所述控制单元104根据所述输出自身所在第一主机的决策结果输出控制信号或者不输出控制信号。因此，该热备份系统结构组成简单，另外，该热备份系统无需仲裁切换板，因此不会因为仲裁切换板损坏而导致无法工作，可靠性较高。

实施例2：

在本发明上述实施例的基础上，为了使工作状态检测单元102能够检测第一主机是否工作正常，在具体实现时可以通过图3所示的连接结构检测第一主机是否工作正常。所述工作状态检测单元102包括：第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1、第二二极管D2和缓冲器U1；

所述第一电阻R1和第一电容C1串联，构成的串联支路中位于所述第一电阻R1的一端与所述主控芯片101连接，位于所述第一电容C1的一端连接所述第一二极管D1的阳极，所述第一二极管D1的阴极连接所述缓冲器U1的输入端，所述缓冲器U1的输出端连接所述逻辑互斥单元103；

所述第二电阻R2与所述第二电容C2并联，构成的并联支路的一端接地并连接所述第二二极管D2的阳极，另一端连接所述第一二极管D1及所述缓冲器U1之间连接的连接点，所述第二二极管D2的阴极连接所述第一电容C1与所述第一二极管D1连接的连接点。

所述第二主机包括主控芯片201、工作状态检测单元202、逻辑互斥单元203和控制单元204，其中，所述工作状态检测单元202包括：第三电容C3、第四电容C4、第三电阻R3、第四电阻R4、第三二极管D3、第四二极管D4和缓冲器U2。由于两个第一主机完全相同，在此以工作状态检测单元102内部电路进行说明。

当主控芯片101输出的工作状态信号为表征第一主机工作正常的周期性脉冲信号时，所述周期性脉冲信号可以为周期性高低电平信号，即可以作为交流电，此时，周期性脉冲信号可以通过第一电容C1。具体的，所述周期性脉冲信号在高电平期间时，通过第一电阻R1、第一电容C1、第一二极管D1对第二电容C2进行充电。

所述第一电阻R1用于限制充电电流，防止充电电流过高对主控芯片101造成损坏。在周期性脉冲信号通过第一电容C1时，在高电平期间，同时也对第一电容C1进行充电，使第一电容C1中的电流逐渐趋于饱和，这样就不会再有周期性脉冲信号通过第一电容C1，进而无法对第二电容C2进行充电。因此，为了对第二电容C2持续充电，所述周期性脉冲信号在低电平期间时，通过第一电阻R1和第二二极管D2对第一电容C1进行放电，以为下一次高电平时对第二电容C2进行充电做准备。如图3所示，第二电容C2一端接地，另一端与第一二极管D1的阴极连接，因此，可以防止第二电容C2放电。

当主控芯片101输出的工作状态信号为周期性脉冲信号，在高电平期间时第二电容C2进行充电，第二电容C2与第二电阻R2并联，因此同时存在第二电容C2通过第二电阻R2缓慢放电，但在主控芯片101输出的周期性脉冲信号的驱动下，第二电容C2逐渐被充电。当第二电容C2一端的电压接近于主控芯片101输出的高电平时达到平衡，此时第二电容C2向缓冲器U1输出接近高电平的信号，所述接近高电平的信号经过缓冲器U1整形后形成标准的高电平信号输出到逻辑互斥单元103，所述高电平信号即为第一主机工作正常的检测结果。

当主控芯片101输出的工作状态信号为表征第一主机工作异常的非周期性脉冲信号时，可以作为直流电，此时所述非周期性脉冲信号不能通过第一电容C1，充电后的第二电容C2与第二电阻R2并联，第二电容C2逐渐放电，其一端的电压逐渐降为0V，此时缓冲器U1将低电平信号输出到逻辑互斥单元103，所述低电平信号即为第一主机工作异常的检测结果；当主控芯片101由于损坏而不能输出工作状态信号时，缓冲器U1将低电平信号输出到逻辑互斥单元103，所述低电平信号为第一主机工作异常的检测结果。

在本发明实施例中，由于可以通过工作状态检测单元102的电路中的缓冲器U1输出的高电平信号或低电平信号检测主控芯片101输出的工作状态信号是否正常，即，当接收到周期性脉冲信号时，缓冲器U1输出的为高电平信号，则检测主控芯片101输出的工作状态信号正常，此时，输出的高电平信号即为第一主机工作正常的检测结果；当接收不到周期性脉冲信号时，缓冲器U1输出的为低电平信号，则检测主控芯片101输出的工作状态信号异常，此时，输出的低电平信号即为第一主机工作异常的检测结果。因此通过工作状态检测单元102的电路即可检测第一主机工作是否正常，并输出对应的检测结果。

实施例3：

为了实现热备份功能，在热备份系统中包括两个主机，分别为第一主机和第二主机，每个主机中包括逻辑互斥单元，两个主机的逻辑互斥单元相互连接，从而实现热备份。在本发明上述实施例的基础上，逻辑互斥单元103可以为图4所示的电路结构。所述逻辑互斥单元103包括逻辑与非门U3；

所述逻辑与非门U3的第一输入端与所述工作状态检测单元102连接，第二输入端与第二主机的逻辑互斥单元203的输出端连接，所述逻辑与非门U3的输出端连接第二主机逻辑互斥单元203的输入端及所述控制单元104。

逻辑互斥单元203包括逻辑与非门U4，由于逻辑与非门U3与逻辑与非门U4完全相同，在此以逻辑与非门U3为例进行说明。

所述逻辑与非门U3可以根据工作状态检测单元102输出的第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出自身所在第一主机的决策结果。

上电时，当第一主机11和第二主机22均正常工作时，工作状态检测单元102和工作状态检测单元202均输出高电平信号，逻辑与非门U3和U4开始出现竞争，直到逻辑与非门U3和U4中有一个输出为低电平信号，另一个输出为高电平信号，此时逻辑与非门U3和U4的输出达到稳定，并进入锁定状态。从逻辑与非门U3和U4开始出现竞争到输出状态锁定，这段时间很短，几乎上电之后立即完成。

假设逻辑与非门U3输出的为低电平信号，逻辑与非门U4输出的为高电平信号，所述低电平信号即为表征自身所在第一主机获得控制权的第一决策结果，所述高电平信号即为表征自身所在第一主机未获得控制权的第二决策结果。此时逻辑与非门U3所在的第一主机11获得控制权，所述第一主机11输出控制信号。

在之后的工作过程中，如果逻辑与非门U3所在的第一主机11工作出现异常，因为第一主机11的主控芯片101中运行的软件定时给出周期性脉冲信号，当第一主机11中的主控芯片101出现程序跑飞、死机等异常时，所述周期性脉冲信号消失，因此工作状态检测单元102的输出会由高电平信号切换为低电平信号，逻辑与非门U3和U4的输出锁定状态自动解除，此时，逻辑与非门U3的输出由低电平信号切换为高电平信号，即此时逻辑与非门U4的第一输入端接收到工作状态检测单元202输出的高电平信号，即逻辑与非门U4所在第二主机22工作正常的检测结果，第二输入端接收到第一主机11中的逻辑与非门U3输出的表征自身所在第一主机11未获得控制权的第二决策结果，逻辑与非门U4的输出由高电平信号切换为低电平信号，逻辑与非门U4输出表征自身所在第二主机22获得控制权的第一决策结果，逻辑与非门U4所在的第二主机22输出控制信号。

上电时，当第一主机11工作正常，第二主机22工作异常时，工作状态检测单元102输出高电平信号，即第一主机11工作正常的检测结果，工作状态检测单元202输出低电平信号，即第二主机22工作异常的检测结果，使得逻辑与非门U3输出低电平信号，即表征第一主机11获得控制权的第一决策结果，逻辑与非门U4输出高电平信号，即表征第二主机22未获得控制权的第二决策结果，逻辑与非门U3和U4进入输出锁定状态，控制第一主机11输出控制信号。

上电时，当第一主机11工作异常，第二主机22工作正常时，工作状态检测单元102输出低电平信号，即第一主机11工作异常的检测结果，工作状态检测单元202输出高电平信号，即第二主机22工作正常的检测结果，使得逻辑与非门U3输出高电平信号，即表征第一主机11未获得控制权的第二决策结果，逻辑与非门U4输出低电平信号，即表征第二主机22获得控制权的第一决策结果，逻辑与非门U3和U4进入输出锁定状态，控制第二主机22输出控制信号。

在本发明实施例中，由于可以通过逻辑互斥单元103的电路中的逻辑与非门U3根据工作状态检测单元102输出的第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出自身所在第一主机的决策结果。通过逻辑互斥单元103的电路即可确定输出控制信号的第一主机，因此实现了热备份功能，同时该热备份系统结构组成简单，另外，该热备份系统无需仲裁切换板，因此不会因为仲裁切换板损坏而导致无法工作，可靠性较高。

实施例4：

为了实现热备份功能，每个主机中包括逻辑互斥单元，两个主机的逻辑互斥单元相互连接，从而实现热备份。在本发明上述实施例的基础上，逻辑互斥单元103可以为图5所示的电路结构。所述逻辑互斥单元103包括：第一开关管M1、第二开关管M2、第五电阻R5和电源VCC1；

所述第一开关管M1的输入端与所述工作状态检测单元102连接，第一开关管M1的输出端与第二开关管M2的第一输入端连接，第二开关管M2的输出端与第三电阻R3一端连接，第五电阻R5另一端与电源VCC1连接，所述控制单元104连接所述第二开关管M2及第五电阻R5之间连接的连接点，所述第二开关管M2的第二输入端与第二主机的逻辑互斥单元203的输出端连接。

逻辑互斥单元203包括第三开关管M3、第四开关管M4、第六电阻R6和电源VCC2，由于逻辑互斥单元103与逻辑互斥单元203完全相同，在此以逻辑互斥单元103内部电路为例进行说明。

所述电源VCC1通过第五电阻R5为第一开关管M1和第二开关管M2提供电能，所述第一开关管M1和第二开关管M2可以根据工作状态检测单元102输出的第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出自身所在第一主机的决策结果。

上电时，当第一主机11和第二主机22均正常工作时，工作状态检测单元102和工作状态检测单元202均输出高电平信号，第一开关管M1和第三开关管M3处于导通状态，第二开关管M2和第四开关管M4开始出现竞争，直到第二开关管M2和第四开关管M4中有一个输出为低电平信号，另一个输出为高电平信号，此时第二开关管M2和第四开关管M4的输出达到稳定，并进入锁定状态。从第二开关管M2和第四开关管M4开始出现竞争到输出状态锁定，这段时间很短，几乎上电之后立即完成。

假设第二开关管M2输出的为低电平信号，第四开关管M4输出的为高电平信号，所述低电平信号即为表征自身所在第一主机获得控制权的第一决策结果，所述高电平信号即为表征自身所在第一主机未获得控制权的第二决策结果。此时第二开关管M2所在的第一主机11获得控制权，所述第一主机11输出控制信号。

在之后的工作过程中，第一主机11工作出现异常时，因为第一主机11的主控芯片101中运行的软件定时给出周期性脉冲信号，当第一主机11中的主控芯片101出现程序跑飞、死机等异常时，所述周期性脉冲信号消失，因此工作状态检测单元102的输出会由高电平信号切换为低电平信号，第一开关管M1处于断开状态，第二开关管M2和第四开关管M4的输出锁定状态自动解除，此时，第二开关管M2的输出由低电平信号切换为高电平信号，即此时第四开关管M4的第一输入端接收到工作状态检测单元202输出的高电平信号，即第四开关管M4所在第二主机22工作正常的检测结果，第二输入端接收到第一主机11中的第二开关管M2输出的表征自身所在第一主机11未获得控制权的第二决策结果，第四开关管M4的输出由高电平信号切换为低电平信号，第四开关管M4输出表征自身所在第二主机22获得控制权的第一决策结果，第四开关管M4所在的第二主机22输出控制信号。

上电时，当第一主机11工作正常，第二主机22工作异常时，工作状态检测单元102输出高电平信号，即第一主机11工作正常的检测结果，工作状态检测单元202输出低电平信号，即第二主机22工作异常的检测结果，使得第二开关管M2输出低电平信号，即表征第一主机11获得控制权的第一决策结果，第四开关管M4输出高电平信号，即表征第二主机22未获得控制权的第二决策结果，第二开关管M2和第四开关管M4进入输出锁定状态，控制第一主机11输出控制信号。

上电时，当第一主机11工作异常，第二主机22工作正常时，工作状态检测单元102输出低电平信号，即第一主机11工作异常的检测结果，工作状态检测单元202输出高电平信号，即第二主机22工作正常的检测结果，使得第二开关管M2输出高电平信号，即表征第一主机11未获得控制权的第二决策结果，第四开关管M4输出低电平信号，即表征第二主机22获得控制权的第一决策结果，第二开关管M2和第四开关管M4进入输出锁定状态，控制第二主机22输出控制信号。

在本发明实施例中，由于可以通过逻辑互斥单元103的电路中的第一开关管M1和第二开关管M2根据工作状态检测单元102输出的第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出自身所在第一主机的决策结果。通过逻辑互斥单元103的电路即可确定输出控制信号的第一主机，因此实现了热备份功能，同时该热备份系统结构组成简单，另外，该热备份系统无需仲裁切换板，因此不会因为仲裁切换板损坏而导致无法工作，可靠性较高。

实施例5：

图6为本发明实施例提供的一种热备份系统结构示意图，所述系统包括：第一主机11和第二主机22，所述第一主机11与所述第二主机22相连；

所述第一主机11，用于根据所述第一主机11输出的工作状态信号，检测所述第一主机11是否工作正常，并识别所述第二主机22输出的决策结果，如果所述第一主机11工作正常，所述第二主机22输出的为表征所述第二主机22未获得控制权的第二决策结果，则控制所述第一主机11输出控制信号；

所述第二主机22，用于根据所述第二主机22输出的工作状态信号，检测所述第二主机22是否工作正常，并识别所述第一主机11输出的决策结果，如果所述第二主机22工作异常，则输出未获得控制权的第二决策结果，并控制所述第二主机22不输出控制信号。

第一主机11和第二主机22完全相同、对等，第一主机11与第二主机22相连，第一主机11和第二主机22的工作过程相同。其中，第一主机11可以根据自身输出的工作状态信号，检测自身是否工作正常，同时可以识别到与自身连接的第二主机22输出的决策结果。当第一主机11检测到自身工作正常，识别到与自身连接的第二主机22输出的为表征所述第二主机22未获得控制权的第二决策结果时，第一主机11获得控制权，控制第一主机11输出控制信号。

第二主机22可以根据自身输出的工作状态信号，检测自身是否工作正常，同时可以识别到与自身连接的第一主机11输出的决策结果。当第二主机22检测到自身工作异常时，则输出未获得控制权的第二决策结果，并控制所述第二主机不输出控制信号。

由于第一主机11和第二主机22可以检测自身是否工作正常，识别第二主机输出的决策结果，并根据检测结果和第二主机输出的决策结果控制自身输出控制信号，因此，该热备份系统由第一主机11和第二主机22即可实现监视第一主机11和第二主机22的工作状态并确定输出控制信号的主机，本发明实施例提供的热备份系统结构组成简单，另外，该热备份系统无需仲裁切换板，因此不会因为仲裁切换板损坏而导致无法工作，可靠性较高。

实施例6：

在本发明上述实施例的基础上，如果第一主机11和第二主机22都检测到自身工作正常，为了使热备份系统正常工作，第一主机11和第二主机22竞争控制权，最终有且只有一个主机获得控制权。因此在本发明实施例中，所述第一主机11，还用于当检测所述第一主机11工作正常，所述第二主机22输出的为表征所述第二主机22未获得控制权的第二决策结果，则输出获得控制权的第一决策结果，并控制所述第一主机11输出控制信号；

所述第二主机22，还用于当检测所述第二主机22工作正常，所述第一主机11输出的为表征所述第一主机11获得控制权的第一决策结果，则输出未获得控制权的第二决策结果，并控制所述第二主机22不输出控制信号。

当第一主机11和第二主机22都检测到自身工作正常时，则第一主机11和第二主机22竞争控制权，最终有且只有一个主机获得控制权。在本发明实施例中，所述第一主机11和第二主机22完全相同，对等，因此，最终第一主机11还是第二主机22获得控制权具有随机性。

具体的，当第一主机11检测到自身工作正常，并识别到第二主机22输出的为表征所述第二主机22未获得控制权的第二决策结果，此时，第一主机11获得控制权，输出获得控制权的第一决策结果，并锁定输出状态，控制自身输出控制信号。

当第二主机22检测到自身工作正常，并识别到第一主机11输出的为表征所述第一主机11获得控制权的第一决策结果，此时，第二主机22未获得控制权，输出未获得控制权的第二决策结果，并控制所述第二主机22不输出控制信号。

由于当第一主机11和第二主机22都检测到自身工作正常时，第一主机11根据识别到第二主机22输出的为表征所述第二主机22未获得控制权的第二决策结果时，获得控制权，输出获得控制权的第一决策结果，控制自身输出控制信号；第二主机22识别到第一主机11输出的为表征所述第一主机11获得控制权的第一决策结果，则第二主机22输出未获得控制权的第二决策结果，并控制所述第二主机不输出控制信号，因此，当第一主机11和第二主机22都检测到自身工作正常时，能够保证有且只有一个主机输出控制信号，保证了热备份系统正常工作，同时，使得本发明实施例提供的热备份系统结构组成简单，另外，该热备份系统无需仲裁切换板，因此不会因为仲裁切换板损坏而导致无法工作，可靠性较高。

实施例7：

在本发明上述实施例的基础上，在热备份系统工作过程中，当获得控制权的第一主机11检测到自身工作异常时，为了保证热备份系统正常工作，所述第一主机11，还用于当检测所述第一主机11工作异常，则输出未获得控制权的第二决策结果，并控制所述第一主机11不输出控制信号；

所述第二主机22，还用于当检测所述第二主机22工作正常，所述第一主机11输出的为表征所述第一主机11未获得控制权的第二决策结果时，则控制所述第二主机22输出控制信号。

具体的，当第一主机11检测到自身工作异常时，此时所述第一主机11输出未获得控制权的第二决策结果，失去控制权，控制所述第一主机不输出控制信号；此时，第二主机22检测自身工作正常，识别到第一主机11输出的为表征所述第一主机11未获得控制权的第二决策结果，则第二主机22获得控制权，控制所述第二主机输出控制信号。

由于在本发明实施例提供的热备份系统中，当第一主机11检测到自身工作异常时，第二主机22检测到自身工作正常，此时，第二主机22识别到第一主机11输出的表征自身未获得控制权的第二决策结果，第二主机22获得控制权，并控制自身输出控制信号。因此，当获得控制权的第一主机11检测到自身工作异常时，第二主机22获得控制权，保证了热备份系统正常工作，同时使得本发明实施例提供的热备份系统结构组成简单，另外，该热备份系统无需仲裁切换板，因此不会因为仲裁切换板损坏而导致无法工作，可靠性较高。

图7为本发明实施例提供的热备份系统中第一主机和第二主机的工作原理图，第一主机、第二主机上电后会出现以下情况：第一种情况：第一主机正常、第二主机异常；第二种情况：第一主机正常、第二主机正常；第三种情况第二主机正常、第一主机异常。

下面分别针对上述情况，对该热备份系统的热备份过程进行说明。

具体的，上电后，第一主机11和第二主机22均正常工作，第一主机11和第二主机22开始竞争控制权，由于第一主机11和第二主机22完全相同，对等，最终有且只有一个主机获得控制权，并锁定输出状态，获得控制权的主机输出控制信号，最终第一主机11还是第二主机22获得控制权完全具有随机性。

假设第一主机11获得控制权，第一主机11和第二主机22的输出状态被锁定，第一主机11输出控制信号，第二主机22不输出控制信号。如果在之后的工作中，第一主机11一直处于工作正常状态，则第一主机11一直拥有该控制权，进行控制信号的输出；如果第一主机11出现工作异常，第一主机11输出表征自身未获得控制权的第二决策结果，第一主机11和第二主机22的输出锁定状态自动解除，第二主机22获得控制权，并再次锁定输出状态，第二主机22输出控制信号，第一主机11不输出控制信号。

假设第二主机22获得控制权，第一主机11和第二主机22的输出状态被锁定，第二主机22输出控制信号，第一主机11不输出控制信号。如果在之后的工作中，第二主机22一直工作正常，则第二主机22一直拥有该控制权，进行控制信号的输出；如果第二主机22出现工作异常，第二主机22输出表征自身未获得控制权的第二决策结果，第一主机11和第二主机22的输出锁定状态自动解除，第一主机11获得控制权，并再次锁定输出状态，第一主机11输出控制信号，第二主机22不输出控制信号。

当上电时第一主机11工作正常，第二主机22工作异常，则第一主机11直接获得控制权，并锁定输出状态，控制第一主机11输出控制信号。第一主机获得控制权后的进行控制并直至丧失控制权的过程与上述过程类似，在这里不进行赘述。

当上电时第二主机22工作正常，第一主机11工作异常，则第二主机22直接获得控制权，并锁定输出状态，控制第二主机22输出控制信号。第二主机获得控制权后的进行控制并直至丧失控制权的过程与上述过程类似，在这里不进行赘述。

实施例8：

图8为本发明实施例提供的一种热备份过程示意图，应用于第一主机，所述方法包括：

S801：根据所述第一主机输出的工作状态信号，检测所述第一主机是否工作正常。

S802：如果工作正常，则输出所述第一主机工作正常的检测结果，否则，输出所述第一主机工作异常的检测结果。

S803：根据所述第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出所述第一主机的决策结果。

S804：如果所述第一主机的决策结果为表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果，控制所述第一主机输出控制信号，如果所述第一主机的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，则不输出所述控制信号。

在本发明实施例中，所述第一主机根据输出的工作状态信号，可以检测所述第一主机是否工作正常，所述工作状态信号可以为周期性脉冲信号或非周期性脉冲信号。具体的，若检测到所述工作状态信号为周期性脉冲信号，则判断所述第一主机工作正常；若检测到所述工作状态信号为非周期性脉冲信号，或未接收到所述工作状态信号，则判断所述第一主机工作异常。

当检测所述第一主机工作正常时，则输出所述第一主机工作正常的检测结果；当检测所述第一主机工作异常时，则输出所述第一主机工作异常的检测结果。

所述第一主机根据输出的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出所述第一主机的决策结果包括：

如果所述第一主机的检测结果为工作正常，接收到的第二主机输出的为表征所述第二主机未获得控制权的第二决策结果，则输出表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果；

如果所述第一主机的检测结果为工作正常，接收到的第二主机输出的为表征所述第二主机获得控制权的第一决策结果，则输出表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果；

如果所述第一主机的检测结果为工作异常，接收到的第二主机输出的为表征所述第二主机获得控制权的第一决策结果，则输出表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果。

当所述第一主机的决策结果为表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果，控制所述第一主机输出控制信号；当所述第一主机的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，则不输出所述控制信号。

由于所述第一主机可以根据所述第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出所述第一主机的决策结果，根据所述输出所述第一主机的决策结果输出控制信号或者不输出控制信号。因此，该热备份系统可实现监视第一主机的工作状态并确定输出控制信号的第一主机，本发明实施例提供的热备份系统结构组成简单，另外，该热备份系统无需仲裁切换板，因此不会因为仲裁切换板损坏而导致无法工作，可靠性较高。

实施例9：

在本发明上述实施例的基础上，当所述第一主机的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，当第二主机工作异常时，为了保证热备份系统正常工作，所述方法还包括：

如果接收到第二主机未获得控制权的第二决策结果，且检测所述第一主机工作正常时，输出表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果，控制所述第一主机输出控制信号。

当所述第一主机的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，此时所述第一主机不输出控制信号，在之后的工作过程中，若第二主机工作异常，则接收到第二主机未获得控制权的第二决策结果，并且所述第一主机检测自身工作正常时，输出表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果，控制所述第一主机输出控制信号。

由于在本发明实施例提供的热备份系统中，当接收到第二主机未获得控制权的第二决策结果，且检测所述第一主机工作正常时，输出表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果，控制所述第一主机输出控制信号。因此，当第二主机工作异常时，所述第一主机获得控制权，输出控制信号，保证了热备份系统正常工作，同时使得本发明实施例提供的热备份系统结构组成简单，另外，该热备份系统无需仲裁切换板，因此不会因为仲裁切换板损坏而导致无法工作，可靠性较高。

本发明实施例提供了一种热备份系统中的第一主机、热备份系统及方法，该第一主机包括：输出工作状态信号和控制信号的主控芯片，根据所述工作状态信号，检测所述第一主机是否工作正常，如果是，输出第一主机工作正常的检测结果，否则，输出第一主机工作异常的检测结果的工作状态检测单元，如果接收到的所述逻辑互斥单元输出的决策结果为表征自身所在第一主机获得控制权的第一决策结果，则输出所述控制信号，如果接收到的所述逻辑互斥单元输出的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，则不输出所述控制信号的控制单元。由于第一主机中的逻辑互斥单元可以根据所述工作状态检测单元输出的第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出自身所在第一主机的决策结果，所述控制单元根据所述输出自身所在第一主机的决策结果输出控制信号或者不输出控制信号。因此，该热备份系统结构组成简单，另外，该热备份系统无需仲裁切换板，因此不会因为仲裁切换板损坏而导致无法工作，可靠性较高。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种热备份系统中的第一主机，其特征在于，所述第一主机包括：主控芯片、工作状态检测单元、逻辑互斥单元和控制单元；

所述主控芯片，用于输出工作状态信号和控制信号；所述工作状态信号为周期性脉冲信号或非周期性脉冲信号；

所述工作状态检测单元，用于根据所述工作状态信号，检测自身所在第一主机是否工作正常，如果是，输出所述第一主机工作正常的检测结果，否则，输出所述第一主机工作异常的检测结果；

所述逻辑互斥单元，用于根据所述工作状态检测单元输出的所述第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出所述第一主机的决策结果；

所述控制单元，用于如果接收到的所述逻辑互斥单元输出的决策结果为表征自身所在第一主机获得控制权的第一决策结果，则输出所述控制信号，如果接收到的所述逻辑互斥单元输出的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，则不输出所述控制信号；

所述工作状态检测单元包括：第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管和缓冲器；

所述第一电阻和第一电容串联，构成的串联支路中位于所述第一电阻的一端与所述主控芯片连接，位于所述第一电容的一端连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述缓冲器的输入端，所述缓冲器的输出端连接所述逻辑互斥单元；

所述第二电阻与所述第二电容并联，构成的并联支路的一端接地并连接所述第二二极管的阳极，另一端连接所述第一二极管及所述缓冲器之间连接的连接点，所述第二二极管的阴极连接所述第一电容与所述第一二极管连接的连接点。

2.如权利要求1所述的第一主机，其特征在于，所述逻辑互斥单元包括逻辑与非门；

所述逻辑与非门的第一输入端与所述工作状态检测单元连接，第二输入端与所述第二主机的逻辑互斥单元的输出端连接，所述逻辑与非门的输出端连接所述第二主机逻辑互斥单元的输入端及所述控制单元。

3.如权利要求1所述的第一主机，其特征在于，所述逻辑互斥单元包括：第一开关管、第二开关管、第五电阻和电源；

所述第一开关管的输入端与所述工作状态检测单元连接，第一开关管的输出端与第二开关管的第一输入端连接，第二开关管的输出端与第三电阻一端连接，第三电阻另一端与电源连接，所述控制单元连接所述第二开关管及第三电阻之间连接的连接点，所述第二开关管的第二输入端与所述第二主机的逻辑互斥单元的输出端连接。

4.一种热备份系统，所述系统包括如权利要求1-3任一项所述的第一主机和第二主机，其特征在于，所述第一主机与所述第二主机相连；

所述第一主机，用于根据输出的工作状态信号，检测所述第一主机是否工作正常，并识别所述第二主机输出的决策结果，如果所述第一主机工作正常，所述第二主机输出的为表征所述第二主机未获得控制权的第二决策结果，则控制所述第一主机输出控制信号；

所述第二主机，用于根据输出的工作状态信号，检测所述第二主机是否工作正常，并识别所述第一主机输出的决策结果，如果所述第二主机工作异常，则输出未获得控制权的第二决策结果，并控制所述第二主机不输出控制信号；

所述工作状态信号为周期性脉冲信号或非周期性脉冲信号；

其中，所述第一主机和第二主机基于自身的工作状态检测单元检测自身是否工作正常，所述工作状态检测单元包括：第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管和缓冲器；

所述第一电阻和第一电容串联，构成的串联支路中位于所述第一电阻的一端与所述主控芯片连接，位于所述第一电容的一端连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述缓冲器的输入端，所述缓冲器的输出端连接所述逻辑互斥单元；

所述第二电阻与所述第二电容并联，构成的并联支路的一端接地并连接所述第二二极管的阳极，另一端连接所述第一二极管及所述缓冲器之间连接的连接点，所述第二二极管的阴极连接所述第一电容与所述第一二极管连接的连接点。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一主机，还用于当检测所述第一主机工作正常，所述第二主机输出的为表征所述第二主机未获得控制权的第二决策结果，则输出获得控制权的第一决策结果，并控制所述第一主机输出控制信号；

所述第二主机，还用于当检测所述第二主机工作正常，所述第一主机输出的为表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果，则输出未获得控制权的第二决策结果，并控制所述第二主机不输出控制信号。

6.如权利要求4或5所述的系统，其特征在于，所述第一主机，还用于当检测所述第一主机工作异常，则输出未获得控制权的第二决策结果，并控制所述第一主机不输出控制信号；

所述第二主机，还用于当检测所述第二主机工作正常，所述第一主机输出的为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果时，则控制所述第二主机输出控制信号。

7.一种热备份方法，其特征在于，应用于第一主机，所述方法包括：

根据所述第一主机输出的工作状态信号，检测所述第一主机是否工作正常；所述工作状态信号为周期性脉冲信号或非周期性脉冲信号；

如果工作正常，则输出所述第一主机工作正常的检测结果，否则，输出所述第一主机工作异常的检测结果；

根据所述第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出所述第一主机的决策结果；

如果所述第一主机的决策结果为表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果，控制所述第一主机输出控制信号，如果所述第一主机的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，则不输出所述控制信号；

其中，所述第一主机基于自身的工作状态检测单元检测自身是否工作正常，所述工作状态检测单元包括：第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管和缓冲器；

所述第一电阻和第一电容串联，构成的串联支路中位于所述第一电阻的一端与主控芯片连接，位于所述第一电容的一端连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述缓冲器的输入端，所述缓冲器的输出端连接逻辑互斥单元；

所述第二电阻与所述第二电容并联，构成的并联支路的一端接地并连接所述第二二极管的阳极，另一端连接所述第一二极管及所述缓冲器之间连接的连接点，所述第二二极管的阴极连接所述第一电容与所述第一二极管连接的连接点。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，如果所述第一主机的决策结果为表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果，所述方法还包括：

如果接收到第二主机未获得控制权的第二决策结果，且检测所述第一主机工作正常时，输出表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果，控制所述第一主机输出控制信号。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一主机是否工作正常的检测结果，及接收到的第二主机输出的决策结果，输出所述第一主机的决策结果包括：

如果所述第一主机的检测结果为工作正常，接收到的第二主机输出的为表征所述第二主机未获得控制权的第二决策结果，则输出表征所述第一主机获得控制权的第一决策结果；

如果所述第一主机的检测结果为工作正常，接收到的第二主机输出的为表征所述第二主机获得控制权的第一决策结果，则输出表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果；

如果所述第一主机的检测结果为工作异常，接收到的第二主机输出的为表征所述第二主机获得控制权的第一决策结果，则输出表征所述第一主机未获得控制权的第二决策结果。