CN107885621A - 一种基于飞腾平台的热备计算机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于飞腾平台的热备计算机，包括主板A、主板B，主板A、主板B均通过连接器装于背板上，所述主板A包括第一CPU、与第一CPU连接的第一存储器，主板B包括第二CPU、与第二CPU连接的第二存储器，还包括通过连接器装于背板上的逻辑板，所述逻辑板包括逻辑器件、受逻辑器件控制的切换开关，第一CPU的串口和第二CPU的串口均通过背板与逻辑板的逻辑器件连接，第一CPU的外围接口和第二CPU的外围接口均通过背板与逻辑板的切换开关连接，第一CPU通过RapidIO总线与第二CPU链接。
Description
技术领域
本发明属于计算机技术领域，具体涉及一种基于飞腾平台的热备计算机。
背景技术
目前，冗余计算机大都如CN103631178A号所公开的类型，它包括安装在两个相同计算机中、完全相同的两个部分，每个部分包括状态采集模块、主备机状态设置模块、主备机状态翻转模块、主备机状态清楚模块和主备位生成逻辑模块。但是类似该方法的主备机大都采用国外处理器，受制于技术封锁，不利于该类计算机的深层次开发。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热备计算机，该热备计算机采用数据分离、实时在线交互、状态预判技术使得能安全有效的保证计算机运行的稳定。
本发明通过下述技术方案实现：
一种基于飞腾平台的热备计算机，包括主板A、主板B，主板A、主板B均通过连接器装于背板上，所述主板A包括第一CPU、与第一CPU连接的第一存储器，主板B包括第二CPU、与第二CPU连接的第二存储器，其特征在于：
还包括通过连接器装于背板上的逻辑板，所述逻辑板包括逻辑器件、受逻辑器件控制的切换开关，第一CPU的串口和第二CPU的串口均通过背板与逻辑板的逻辑器件连接，第一CPU的外围接口和第二CPU的外围接口均通过背板与逻辑板的切换开关连接，第一CPU通过RapidIO总线与第二CPU链接，其中，
RapidIO总线：用于第一存储器依次通过第一CPU、RapidIO总线、第二CPU与第二存储器进行数据实时同步交互备份；
串口：用于第一CPU、第二CPU均通过各自的串口向逻辑板发送串口打印信息；
逻辑板：用于通过逻辑板的逻辑器件分析所述串口打印信息，并根据分析结果分别识别出主板A与主板B各自的状态，主板A的状态为状态1，主板B的状态为状态2，
当状态1优于状态2时，逻辑器件控制切换开关使得第一CPU能通过其外围接口向外输出外围信号，使得第二CPU不能通过其外围接口向外输出外围信号；
当状态2优于状态1时，逻辑器件控制切换开关使得第二CPU能通过其外围接口向外输出外围信号，使得第一CPU不能通过其外围接口向外输出外围信号。
本发明的设计原理是：
在现有技术中，对于计算机的热备处理的技术线路基本上都是采用直接将所有数据实时存储在第三方平台，然后分析这些实时数据得出主计算机的状态，若主计算机状态不佳则启动备用计算机获得第三方平台储存的数据继续进行数据处理，这种方式存在很多技术问题，比如：第一问题是：在分析状态时，由于是调用的所有数据，数据量很大，逻辑关系复杂，因此从这些数据中分析状态的过程会很复杂和较长，会造成较长的延迟，导致切换不及时，第二问题是：由于主计算机的数据是直接发生给第三方平台，那么这个过程的数据传输速度很高，对应的状态分析平台则需要高处理速度要求，因此对分析设备的硬件要求很高，造成成本的激增；第三问题是：由于该技术路线是借用第三方平台储存，在备用计算机调用数据时，往往会造成很长的延迟。例如有一种热备计算机，其主板A通过CPLC总线将数据传输给CPLD控制器，CPLD控制器再将数据转发到磁盘阵列，磁盘阵列进行数据的镜像处理，当CPLD控制器在接收数据时，备份主板B通过CPLD控制器能侦测到主板A的故障并自动接磁盘阵列的数据，这种过程使得，只有CPLD控制器发现故障时才会使得备份主板B接管数据，且对CPLD控制器的运行要求很高。
本发明的技术线路是向将第一CPU和第一CPU通过高速的RapidIO总线链接，由于RapidIO总线的传输速度很高，可以直接实现第一CPU和第一CPU的数据交换，这样就可以使得第一存储器依次通过第一CPU、RapidIO总线、第二CPU与第二存储器进行数据实时同步交互备份，这个过程可以保证主板A在处理数据的同时，主板B也在同步处理，即两个主板同时对同一种数据进行同样的处理，两个主板实现无缝的数据实时化对接，再此基础上，本发明没有直接调用RapidIO总线中的数据来分析两个主板的状态，而是另外通过各自CPU能直接输出信号的串口输出串口打印信息，逻辑板能直接调用串口打印信息进行状态分析，由于串口打印信息是从CPU的串口处直接获得，且串口打印信息是反应主板中各个设备或软件运行状态的数据，因此可以侧面的通过这些数据来分析各自主板的运行状态，且这些数据较为简单，因此逻辑板能以较为简单的方式就可以分析出各自主板的状态，且对逻辑板中设备的要求较为简单，且由于串口的传输速度较低，可以采用一些性能较低的硬件就可以完成状态的分析，当然为了满足状态分析的及时性，我们还是应当优选处理速度较高的硬件，而一旦选择了这些高效率的硬件，则会保证分析的及时性，在完成状态分析后，由于本发明2个主板已经处于实时在线处理和数据交互，因此不需要进行数据的切换和调用，只需要执行外围信号输出的及时切换即可，因此本发明的逻辑器件控制切换开关切换到状态好的主板工作模式下，此时外围设备指接收状态好的主板的外围信号。本发明实际上是执行的在线热切换，与普通的热切换的差异在于：本发明的2个主板处于同步工作状态，而不是一个主用进行数据处理，并将数据储存，而另一个备用机运行时并不进行同步的数据处理，只有切换后，备用机采接着原数据进行数据的处理，所以，现有技术的热切换进行是表明了现有技术的备用技术处于开机待机状态，而不是同步数据处理的状态，这2种热切换存在本质的差异。
优选的，由于受国外技术封锁的问题，本申请优选飞腾CPU作为研发平台，飞腾CPU是目前国内处理器技术的较高水平，其运行速度达到1.5GHz的主频，能在RapidIO总线的作用下实现2个主板的同步运行，二者平行工作。
所述第一CPU与第一CPU均为飞腾CPU。
优选的，所述串口打印信息包括内存错误信息、接口硬件信息、复位信息中的至少1种。
优选的，所述逻辑器件为CPLD芯片。
优选的，所述外围接口包括显示信号接口、网络通信接口、USB接口、CAN通信接口中的至少1种。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：该计算机具有可热切换、双电源、连续工作时间长、数据实时备份、可靠性高等特点。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1是本发明一种基于飞腾平台的热备计算机系统图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例一
如图1所示，
一种基于飞腾平台的热备计算机，包括主板A、主板B，主板A、主板B均通过连接器装于背板上，所述主板A包括第一CPU、与第一CPU连接的第一存储器，主板B包括第二CPU、与第二CPU连接的第二存储器，其特征在于：
还包括通过连接器装于背板上的逻辑板，所述逻辑板包括逻辑器件、受逻辑器件控制的切换开关，第一CPU的串口和第二CPU的串口均通过背板与逻辑板的逻辑器件连接，第一CPU的外围接口和第二CPU的外围接口均通过背板与逻辑板的切换开关连接，第一CPU通过RapidIO总线与第二CPU链接，其中，
RapidIO总线：用于第一存储器依次通过第一CPU、RapidIO总线、第二CPU与第二存储器进行数据实时同步交互备份；
串口：用于第一CPU、第二CPU均通过各自的串口向逻辑板发送串口打印信息；
逻辑板：用于通过逻辑板的逻辑器件分析所述串口打印信息，并根据分析结果分别识别出主板A与主板B各自的状态，主板A的状态为状态1，主板B的状态为状态2，
当状态1优于状态2时，逻辑器件控制切换开关使得第一CPU能通过其外围接口向外输出外围信号，使得第二CPU不能通过其外围接口向外输出外围信号；
当状态2优于状态1时，逻辑器件控制切换开关使得第二CPU能通过其外围接口向外输出外围信号，使得第一CPU不能通过其外围接口向外输出外围信号。
本发明的设计原理是：
在现有技术中，对于计算机的热备处理的技术线路基本上都是采用直接将所有数据实时存储在第三方平台，然后分析这些实时数据得出主计算机的状态，若主计算机状态不佳则启动备用计算机获得第三方平台储存的数据继续进行数据处理，这种方式存在很多技术问题，比如：第一问题是：在分析状态时，由于是调用的所有数据，数据量很大，逻辑关系复杂，因此从这些数据中分析状态的过程会很复杂和较长，会造成较长的延迟，导致切换不及时，第二问题是：由于主计算机的数据是直接发生给第三方平台，那么这个过程的数据传输速度很高，对应的状态分析平台则需要高处理速度要求，因此对分析设备的硬件要求很高，造成成本的激增；第三问题是：由于该技术路线是借用第三方平台储存，在备用计算机调用数据时，往往会造成很长的延迟。例如有一种热备计算机，其主板A通过CPLC总线将数据传输给CPLD控制器，CPLD控制器再将数据转发到磁盘阵列，磁盘阵列进行数据的镜像处理，当CPLD控制器在接收数据时，备份主板B通过CPLD控制器能侦测到主板A的故障并自动接磁盘阵列的数据，这种过程使得，只有CPLD控制器发现故障时才会使得备份主板B接管数据，且对CPLD控制器的运行要求很高。
本发明的技术线路是向将第一CPU和第一CPU通过高速的RapidIO总线链接，由于RapidIO总线的传输速度很高，可以直接实现第一CPU和第一CPU的数据交换，这样就可以使得第一存储器依次通过第一CPU、RapidIO总线、第二CPU与第二存储器进行数据实时同步交互备份，这个过程可以保证主板A在处理数据的同时，主板B也在同步处理，即两个主板同时对同一种数据进行同样的处理，两个主板实现无缝的数据实时化对接，再此基础上，本发明没有直接调用RapidIO总线中的数据来分析两个主板的状态，而是另外通过各自CPU能直接输出信号的串口输出串口打印信息，逻辑板能直接调用串口打印信息进行状态分析，由于串口打印信息是从CPU的串口处直接获得，且串口打印信息是反应主板中各个设备或软件运行状态的数据，因此可以侧面的通过这些数据来分析各自主板的运行状态，且这些数据较为简单，因此逻辑板能以较为简单的方式就可以分析出各自主板的状态，且对逻辑板中设备的要求较为简单，且由于串口的传输速度较低，可以采用一些性能较低的硬件就可以完成状态的分析，当然为了满足状态分析的及时性，我们还是应当优选处理速度较高的硬件，而一旦选择了这些高效率的硬件，则会保证分析的及时性，在完成状态分析后，由于本发明2个主板已经处于实时在线处理和数据交互，因此不需要进行数据的切换和调用，只需要执行外围信号输出的及时切换即可，因此本发明的逻辑器件控制切换开关切换到状态好的主板工作模式下，此时外围设备指接收状态好的主板的外围信号。本发明实际上是执行的在线热切换，与普通的热切换的差异在于：本发明的2个主板处于同步工作状态，而不是一个主用进行数据处理，并将数据储存，而另一个备用机运行时并不进行同步的数据处理，只有切换后，备用机采接着原数据进行数据的处理，所以，现有技术的热切换进行是表明了现有技术的备用技术处于开机待机状态，而不是同步数据处理的状态，这2种热切换存在本质的差异。
优选的，由于受国外技术封锁的问题，本申请优选飞腾CPU作为研发平台，飞腾CPU是目前国内处理器技术的较高水平，其运行速度达到1.5GHz的主频，能在RapidIO总线的作用下实现2个主板的同步运行，二者平行工作。
所述第一CPU与第一CPU均为飞腾CPU。
优选的，所述串口打印信息包括内存错误信息、接口硬件信息、复位信息中的至少1种。
优选的，所述逻辑器件为CPLD芯片。
优选的，所述外围接口包括显示信号接口、网络通信接口、USB接口、CAN通信接口中的至少1种。
本发明中还有电源部分：
包括电源A与电源B为同一种电源转换模块，主要采用整流等电路，实现交流与直流的转换，将220V交流电源转换为19V直流电源，为飞腾平台的热备计算机进行供电，并且电源A与电源B进行状态自检，两者之间通过I2C总线进行通信，自适应的进行电源切换供电，并且对有故障的电源对外进行警示，提醒维护人员对故障电源进行维护。
背板为通用型VPX背板，主要为各功能板卡提供信号互联与供电。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于飞腾平台的热备计算机，包括主板A、主板B，主板A、主板B均通过连接器装于背板上，所述主板A包括第一CPU、与第一CPU连接的第一存储器，主板B包括第二CPU、与第二CPU连接的第二存储器，其特征在于：
还包括通过连接器装于背板上的逻辑板，所述逻辑板包括逻辑器件、受逻辑器件控制的切换开关，第一CPU的串口和第二CPU的串口均通过背板与逻辑板的逻辑器件连接，第一CPU的外围接口和第二CPU的外围接口均通过背板与逻辑板的切换开关连接，第一CPU通过RapidIO总线与第二CPU链接，其中，
RapidIO总线：用于第一存储器依次通过第一CPU、RapidIO总线、第二CPU与第二存储器进行数据实时同步交互备份；
串口：用于第一CPU、第二CPU均通过各自的串口向逻辑板发送串口打印信息；
逻辑板：用于通过逻辑板的逻辑器件分析所述串口打印信息，并根据分析结果分别识别出主板A与主板B各自的状态，主板A的状态为状态1，主板B的状态为状态2，
当状态1优于状态2时，逻辑器件控制切换开关使得第一CPU能通过其外围接口向外输出外围信号，使得第二CPU不能通过其外围接口向外输出外围信号；
当状态2优于状态1时，逻辑器件控制切换开关使得第二CPU能通过其外围接口向外输出外围信号，使得第一CPU不能通过其外围接口向外输出外围信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于飞腾平台的热备计算机，其特征在于：
所述第一CPU与第一CPU均为飞腾CPU。
3.根据权利要求1所述的一种基于飞腾平台的热备计算机，其特征在于：
所述串口打印信息包括内存错误信息、接口硬件信息、复位信息中的至少1种。
4.根据权利要求1所述的一种基于飞腾平台的热备计算机，其特征在于：
所述逻辑器件为CPLD芯片。
5.根据权利要求1所述的一种基于飞腾平台的热备计算机，其特征在于：所述外围接口包括显示信号接口、网络通信接口、USB接口、CAN通信接口中的至少1种。
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