CN114115140A - 多核主控制器、主辅多核控制器间数据同步系统和方法 - Google Patents

多核主控制器、主辅多核控制器间数据同步系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了多核主控制器、主辅多核控制器间数据同步系统和方法，多核主控制器通过核心任务执行单元运行操作系统的内核和处理中断任务，从网络接收连锁变量数据和控制指令；通过第一任务执行单元将热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将热备数据更新到运行区；输入采集的硬件设备数据，以及接收核心任务执行单元发送的连锁变量数据和控制指令，根据硬件设备数据、连锁变量数据和控制指令进行逻辑运算获得运算结果和控制输出指令，确定更新后的热备数据；之后暂停定时发送热备数据，将更新后的热备数据发送到辅控制器。本发明将分散控制器的各项任务限定在固定的处理器核上运行，使得重要任务的执行不受干扰。

Description

多核主控制器、主辅多核控制器间数据同步系统和方法
技术领域
本发明属于工业控制技术领域，具体涉及多核主控制器、主辅多核控制器间数据同步系统和方法。
背景技术
分散控制系统(DCS)采用分散控制和集中操作的设计原则，在电力和化工等工业控制领域具有广泛应用。DCS系统由工作站、通信网络、分散控制器和输入输出模件构成。其中，分散控制器是DCS系统的核心部件，为了保证控制系统的性能和设备的可靠运行，通常要求分散控制器采用成对冗余设计。每个分散控制器作为DCS系统中的重要节点，它承担输入输出模件的数据采集、控制逻辑的运算、控制输出等功能，同时它还需要与工作站通过网络通信进行命令和数据交互功能，主控和备用控制器之间的心跳监测和数据同步功能，控制器本身的状态监测和板级控制、异常处理功能。
根据国标要求，每个分散控制器执行快速逻辑的周期不能超过20ms，最大负荷不得超过60%，平均负荷不得超过40%。但是现有技术中主控和备用控制器之间实现数据同步功能是通过采用主控制器不间断定时地向备用控制器发送备份数据，导致增加了任务调度的开销以及容易造成重要任务的执行受到干扰。
发明内容
本发明针对现有技术中主控和备用控制器之间实现数据同步功能是通过采用主控制器不间断定时地向备用控制器发送备份数据，导致增加了任务调度的开销以及容易造成重要任务的执行受到干扰的技术问题，提供一种主辅多核处理器间数据同步方法和系统。
为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。
一方面提供一种多核主控制器，包括分别设置在不同核上的核心任务执行单元和第一任务执行单元；
所述核心任务执行单元，用于运行操作系统的内核和处理中断任务，从网络接收控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据；
所述第一任务执行单元，用于定时将热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将热备数据更新到运行区；还用于输入采集的硬件设备数据，以及接收所述核心任务执行单元发送的连锁变量数据和控制指令，根据硬件设备数据、连锁变量数据和控制指令进行逻辑运算获得运算结果和控制输出指令；根据获得的运算结果和控制输出指令确定更新后的热备数据并暂停定时发送热备数据，将更新后的热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将更新后的热备数据更新到运行区。
第二方面，提供主辅多核控制器间数据同步系统，所述系统包括主控制器和辅控制器，所述主控制器采用如以上技术方案任意一种可能的实施例提供的多核主控制器；所述辅控制器用于接收主控制器发送的热备数据并将热备数据更新到运行区。
第三方面，提供主辅多核控制器间数据同步方法，包括：所述方法用于实现主控制器和辅控制器之间数据同步，所述主控制器和辅控制器都采用多核处理器；
所述主控制器包括设置在不同核上的核心任务执行单元和第一任务执行单元；
主控制器利用核心任务执行单元运行操作系统的内核和处理中断任务，从网络接收控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据；
主控制器利用第一任务执行单元定时将当前热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将热备数据更新到运行区；
主控制器利用第一任务执行单元输入采集的硬件设备数据，以及接收所述主控制器的核心任务执行单元发送的控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据，根据硬件设备数据、连锁变量数据和控制指令进行逻辑运算获得运算结果和控制输出指令；根据获得的运算结果和控制输出指令确定更新后的热备数据并暂停定时发送当前热备数据，将更新后的热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将热备数据更新到运行区；
所述辅控制器也包括分别设置在不同核上的核心任务执行单元和第一任务执行单元；所述辅控制器中的核心任务执行单元与主控制器中的核心任务执行单元相同；
所述辅控制器的共享数据区还包括热备数据区；所述辅控制器还包括第三任务执行单元；
辅控制器的第一任务执行单元通过辅控制器的第三任务执行单元接收主控制器发送的热备数据，包括：辅控制器的第三任务执行单元接收到热备数据后将其存到热备数据区，并向辅控制器的第一任务执行单元发送表示热备数据准备好的消息，以使得辅控制器的第一任务执行单元响应于所述消息后读取热备数据区中的热备数据。
本发明所取得的有益技术效果：本发明申请将分散控制器的各项任务限定在固定的处理器核上运行，使得重要任务的执行不受干扰。本申请让逻辑运算和控制等重要任务不会受到其他任务和内核中断处理任务的影响而出现执行超时的问题，减少了任务在处理器核之间切换造成的开销，可以保证工业控制过程的实时性和可靠性，使每个分散控制器在满足国标的性能指标要求前提下，容纳更多的数据点和运算逻辑，缩减分散控制器的使用量，具有更好的经济性。
附图说明
图1为本发明具体实施例中任务分配和数据同步系统框架示意图；
图2为本发明具体实施例中主控制器实现与辅控制器数据同步流程图；
图3为本发明具体实施例中辅控制器实现与朱控制器数据同步流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施方式对本申请做进一步说明。
实施例1：一种多核主控制器，主控器采用多核处理器，包括分别设置在不同核上的核心任务执行单元和第一任务执行单元；
核心任务执行单元，用于运行操作系统的内核和处理中断任务，从网络接收控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据(连锁变量数据，也称为连锁信息或连锁数据)；
第一任务执行单元，用于定时将热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将热备数据更新到运行区；还用于输入采集的硬件设备数据，以及接收核心任务执行单元发送的连锁变量数据和控制指令，根据硬件设备数据、连锁变量数据和控制指令进行逻辑运算获得运算结果和控制输出指令；根据获得的运算结果和控制输出指令确定更新后的热备数据并暂停定时发送热备数据，将更新后的热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将更新后的热备数据更新到运行区。
本实施例中将主控制器的各项任务分配到不同的CPU核，减少各项任务被动态调度导致频繁切换的开销。
本实施例将系统进程和中断处理单独放在一个内核，中断处理和内核驱动的执行不会影响其它CPU核上的任务，避免导致其它任务的执行出现超时情况。
本实施例中让逻辑运算和控制等重要任务不会受到其他任务和内核中断处理任务的影响而出现执行超时的问题，减少了任务在处理器核之间切换造成的开销，可以保证工业控制过程的实时性和可靠性，使每个分散控制器在满足国标的性能指标要求前提下，容纳更多的数据点和运算逻辑，缩减分散控制器的使用量，具有更好的经济性
实施例2：在实施例1的基础上，本实施例提供的多核主控制器设置共享数据区，所述共享数据区包括接收数据区和发送数据区；
所述多核主控制器还包括第二任务执行单元，所述第一任务执行单元用于接收所述核心任务执行单元通过第二任务执行单元发送的控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据，具体包括：
所述第二任务单元用于与所述核心任务执行单元通信，采用询问等待的方式与其它控制器进行通信，等待核心任务执行单元发送的网络通信数据，并将网络通信数据立刻更新到接收数据区；
所述第一任务执行单元检查接受数据区获取控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据。
本实施例中可选地还包括：所述第一任务执行单元接收控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据后，响应于通过核心任务执行单元接收的其他控制器通过网络发送的请求，将针对请求返回的连锁变量数据发送到发送数据区，通过所述第二任务执行单元定时检查所述发送数据区，有数据要发送时立刻通过系统调用发送数据，第二任务执行单元将针对请求返回的连锁变量数据发送到核心任务执行单元，通过核心任务执行单元发送到网络上。
控制器定期广播控制器状态数据；可选地，主控制器通过第二任务执行单元广播控制器状态数据。
本实施例通过采用第二任务执行单元接收和发送数据，使任务分散在不同的核上，避免了任务之间的干扰。
实施例3：在实施例1或者实施例2的基础上，本实施例提供的多核主控制器包括热备数据区；所述多核主控制器还包括第三任务执行单元，
所述第一任务执行单元通过第三任务执行单元定时向辅控制器发送热备数据或将更新后的热备数据发送到辅控制器，具体包括：所述第一任务执行单元向第三任务执行单元发送启动热备指令的消息，第三任务执行单元定时将热备数据发送给辅控制器；
第一任务执行单元获得更新后的热备数据，向第三任务执行单元发送停止热备指令的消息，将更新后的热备数据发送至热备数据区；
第一任务执行单元向第三任务执行单元发送启动热备指令的消息，第三任务执行单元读取热备数据区将更新后的热备数据发送到辅控制器。
当处理器有多个核的情况下，本实施例通过引入第三任务执行单元，执行热备数据的收发任务，分散第一任务执行单元的任务，进一步确保逻辑运算和控制等重要任务不会受到其他任务和内核中断处理任务的影响而出现执行超时的问题。
以上实施例中，所述多核主控制器和辅控制器之间定时发送心跳信号和状态信息，多核主控制器根据心跳信号和状态信息确定辅控制器状态正常，才将热备数据发送到辅控制器。本实施例中，主控制器的第三任务执行单元采用高频的定时方式发送和接收对侧控制器心跳和状态数据，用来做快速切换功能。
实施例4：一种主辅多核处理器间数据同步系统，所述系统包括主控制器和辅控制器，主控制器向辅控制器发送热备数据；辅控制器用于接收主控制器发送的热备数据并将热备数据更新到运行区。本实施例中，主控制器可以采用实施例1~3任意一个实施例提供的多核主控制器。
本实施例中辅控制器采用多核处理器，也包括分别设置在不同核上的核心任务执行单元和第一任务执行单元；
所述辅控制器中的核心任务执行单元与主控制器中的核心任务执行单元相同；辅控制器的第一任务执行单元用于接收主控制器发送的热备数据；
所述辅控制器设置共享数据区，辅控制器的共享数据区包括接收数据区和发送数据区；
所述辅控制器还包括第二任务执行单元，所述辅控制器的第一任务执行单元用于接收该辅控制器的核心任务执行单元通过该辅控制器的第二任务执行单元发送的控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据，具体包括：
辅控制器的第二任务单元与该辅控制器核心任务执行单元通信，用于等待辅助器的核心任务执行单元发送的网络通信数据，并将网络通信数据发送到辅控制器的接收数据区；
辅控制器的第一任务执行单元检查接收数据区获取控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据；
辅控制器的第一任务执行单元响应于通过核心任务执行单元接收的其他控制器通过网络发送的请求，将针对请求返回的连锁变量数据发送到发送数据区，通过辅控制器的第二任务执行单元定时检查所述发送数据区，辅控制器的第二任务执行单元将连针对请求返回的连锁变量数据发送到辅控制器的核心任务执行单元，通过辅控制器的核心任务执行单元发送到网络上。
实施例5：在实施例4的基础上，本实施例中可选地，辅控制器的共享数据区还包括热备数据区；所述辅控制器还包括第三任务执行单元；
辅控制器的第一任务执行单元用于通过辅控制器的第三任务执行单元接收主控制器发送的热备数据；
辅控制器的第三任务执行单元接收到热备数据后将其存到热备数据区，并向辅控制器的第一任务执行单元发送表示热备数据准备好的消息，以使得辅控制器的第一任务执行单元响应于所述消息后读取热备数据区中的热备数据。
本实施例中，主控制器和辅控制器将各项任务分配到不同的CPU核，减少各项任务被动态调度导致频繁切换的开销。
本发明申请中，基于对控制器的任务进行分类和设定运行优先级，包括：
任务1：输入数据采集/逻辑运算/控制输出任务，是控制器最核心的任务，设定为最高优先级，不允许被其它任务打断，保证控制的持续稳定运行；
任务2：与后台监控和其它控制器的命令和数据交互任务，用来与其它控制器和后台监控软件通信，是控制器的辅助任务，设定为次高优先级；
任务3：主控和备用控制器的心跳监测和热备数据同步任务，用来做主辅控制器之间的热备功能，是控制器的辅助任务，设定为次高优先级；
另外还有优先级最高的操作系统进程和中断处理任务。
这些任务采用线程库的接口函数来设定运行优先级和选用调度策略的方法：schedParam.sched_priority=priority_N。需要说明的是，这里所说的调度策略是现有技术，不是本申请的发明点，因此不详细说明。
将各项任务分配到不同的CPU核，减少各项任务被动态调度导致频繁切换的开销，以4核CPU为例，如图1所示：
CPU核心0(包括核心任务执行单元)：运行操作系统的内核和中断处理任务，用来执行系统进程和处理中断。当出现大量网络负荷甚至是网络风暴时，中断处理和内核驱动的执行不会影响其它CPU核上的任务，避免导致其它任务的执行出现超时情况。可以通过配置系统内核参数isolcpus=1,2,3来指定；
CPU核心1(包括第一任务执行单元)：单独运行任务1，用来执行控制器最重要的任务，输入数据采集/逻辑运算/控制输出任务；
CPU核心2(包括第二任务执行单元)：单独分配任务2，用来与后台监控和其它控制器交互命令和数据；
CPU核心3(包括第三任务执行单元)：分配任务3，用来做主辅控制器之间的心跳监测和热备数据同步任务。
各个CPU核之间可以采用共享内存、管道或者消息等方式实现数据同步。本申请能够实现各项任务之间的数据同步。
实施例6：与以上实施例相对应地，本实施例提供了主辅多核控制器间数据同步方法，包括：方法用于实现主控制器和辅控制器之间数据同步，主控制器和辅控制器都采用多核处理器；
主控制器包括设置在不同核上的核心任务执行单元和第一任务执行单元；
主控制器利用核心任务执行单元运行操作系统的内核和处理中断任务，从网络接收控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据；
主控制器利用第一任务执行单元定时将当前热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将热备数据更新到运行区；
主控制器利用第一任务执行单元输入采集的硬件设备数据，以及接收主控制器的核心任务执行单元发送的控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据，根据硬件设备数据、连锁变量数据和控制指令进行逻辑运算获得运算结果和控制输出指令；根据获得的运算结果和控制输出指令确定更新后的热备数据并暂停定时发送当前热备数据，将更新后的热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将热备数据更新到运行区；
具体实施例中可选地，如图2所示，多核主控制器还包括第二任务执行单元，第一任务执行单元接收多核主控制器的核心任务执行单元通过其第二任务执行单元发送的连锁变量数据和控制指令，具体包括：
主控制器第二任务单元与核心任务执行单元通信，等待核心任务执行单元发送的网络通信数据，并将网络通信数据发送到接收数据区；
主控制器的第一任务执行单元检查接受数据区获取连锁变量数据和控制指令。
可选地，多核主控制器设置共享数据区，共享数据区包括热备数据区；多核主控制器还包括第三任务执行单元，
主控制器的第一任务执行单元通过该主控制器的第三任务执行单元定时向辅控制器发送热备数据或将更新后的热备数据发送到辅控制器，具体包括：主控制器的第一任务执行单元向第三任务执行单元发送启动热备指令的消息，第三任务执行单元定时将热备数据发送给辅控制器；
主控制器地第一任务执行单元获得更新后的热备数据，向主控制器的第三任务执行单元发送停止热备指令的消息，将更新后的热备数据发送至热备数据区；
主控制器的第一任务执行单元向第三任务执行单元发送启动热备指令的消息，主控制器的第三任务执行单元读取热备数据区将更新后的热备数据发送到辅控制器。
如图3所示，可选地，辅控制器也包括分别设置在不同核上的核心任务执行单元和第一任务执行单元；辅控制器中的核心任务执行单元与主控制器中的核心任务执行单元相同；
辅控制器的共享数据区还包括热备数据区；辅控制器还包括第三任务执行单元；
辅控制器的第一任务执行单元通过辅控制器的第三任务执行单元接收主控制器发送的热备数据，包括：辅控制器的第三任务执行单元接收到热备数据后将其存到热备数据区，并向辅控制器的第一任务执行单元发送表示热备数据准备好的消息，以使得辅控制器的第一任务执行单元响应于消息后读取热备数据区中的热备数据。
可选地，图3还示出了，辅控制器设置共享数据区，辅控制器的共享数据区包括接收数据区和发送数据区；
辅控制器还包括第二任务执行单元，辅控制器利用其第一任务执行单元接收该辅控制器的核心任务执行单元通过该辅控制器的第二任务执行单元发送的控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据，具体包括：
辅控制器的第二任务单元与该辅控制器核心任务执行单元通信，用于等待辅助器的核心任务执行单元发送的网络通信数据，并将网络通信数据发送到辅控制器的接收数据区；
辅控制器的第一任务执行单元检查接收数据区获取控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据；
辅控制器的第一任务执行单元响应于通过核心任务执行单元接收的其他控制器通过网络发送的请求，将针对请求返回的连锁变量数据发送到发送数据区，通过辅控制器的第二任务执行单元定时检查发送数据区，辅控制器的第二任务执行单元将连针对请求返回的连锁变量数据发送到辅控制器的核心任务执行单元，通过辅控制器的核心任务执行单元发送到网络上。
以上实施例，主控制器和辅控制器在硬件设计中可采用x86或者ARM架构的多核处理器。
本申请将分散控制器的各项任务限定在固定的处理器核上运行，同时对各项任务进行分类和优先级排序，设定运行优先级和调度策略，使得重要任务的执行不受干扰。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种多核主控制器，其特征在于，包括分别设置在不同核上的核心任务执行单元和第一任务执行单元；
所述核心任务执行单元，用于运行操作系统的内核和处理中断任务，从网络接收控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据；
所述第一任务执行单元，用于定时将热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将热备数据更新到运行区；还用于输入采集的硬件设备数据，以及接收所述核心任务执行单元发送的连锁变量数据和控制指令，根据硬件设备数据、连锁变量数据和控制指令进行逻辑运算获得运算结果和控制输出指令；根据获得的运算结果和控制输出指令确定更新后的热备数据并暂停定时发送热备数据，将更新后的热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将更新后的热备数据更新到运行区。
2.根据权利要求1所述的多核主控制器，其特征在于，所述多核主控制器设置共享数据区，所述共享数据区包括接收数据区和发送数据区；
所述多核主控制器还包括第二任务执行单元，所述第一任务执行单元用于接收所述核心任务执行单元通过第二任务执行单元发送的控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据，具体包括：
所述第二任务单元用于与所述核心任务执行单元通信，用于等待核心任务执行单元发送的网络通信数据，并将网络通信数据发送到接收数据区；
所述第一任务执行单元检查接受数据区获取控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据。
3.根据权利要求1所述的多核主控制器，其特征在于，所述多核主控制器设置共享数据区，所述共享数据区包括热备数据区；
所述多核主控制器还包括第三任务执行单元，
所述第一任务执行单元通过第三任务执行单元定时向辅控制器发送热备数据或将更新后的热备数据发送到辅控制器，具体包括：所述第一任务执行单元向第三任务执行单元发送启动热备指令的消息，第三任务执行单元定时将热备数据发送给辅控制器；
第一任务执行单元获得更新后的热备数据，向第三任务执行单元发送停止热备指令的消息，将更新后的热备数据发送至热备数据区；
第一任务执行单元向第三任务执行单元发送启动热备指令的消息，所述第三任务执行单元读取热备数据区，将更新后的热备数据发送到辅控制器。
4.根据权利要求1所述的多核主控制器，其特征在于，所述多核主控制器和辅控制器之间定时发送心跳信号和状态信息，多核主控制器根据心跳信号和状态信息确定辅控制器状态正常，才将热备数据发送到辅控制器。
5.根据权利要求2所述的多核主控制器，其特征在于，所述第一任务执行单元接收控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据后，响应于通过核心任务执行单元接收的其他控制器通过网络发送的请求，将针对请求返回的连锁变量数据发送到发送数据区，通过所述第二任务执行单元定时检查所述发送数据区，第二任务执行单元将针对请求返回的连锁变量数据发送到核心任务执行单元，通过核心任务执行单元发送到网络上。
6.主辅多核控制器间数据同步系统，其特征在于，所述系统包括主控制器和辅控制器，所述主控制器采用如权利要求1~5任意一项权利要求所述的多核主控制器；所述辅控制器用于接收主控制器发送的热备数据并将热备数据更新到运行区。
7.根据权利要求6所述的主辅多核控制器间数据同步系统，其特征在于，所述辅控制器采用多核处理器，也包括分别设置在不同核上的核心任务执行单元和第一任务执行单元；
所述辅控制器中的核心任务执行单元与主控制器中的核心任务执行单元相同；辅控制器的第一任务执行单元用于接收主控制器发送的热备数据；
所述辅控制器设置共享数据区，辅控制器的共享数据区包括接收数据区和发送数据区；
所述辅控制器还包括第二任务执行单元，所述辅控制器的第一任务执行单元用于接收该辅控制器的核心任务执行单元通过该辅控制器的第二任务执行单元发送的控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据，具体包括：
辅控制器的第二任务单元与该辅控制器核心任务执行单元通信，用于等待辅助器的核心任务执行单元发送的网络通信数据，并将网络通信数据发送到辅控制器的接收数据区；
辅控制器的第一任务执行单元检查接收数据区获取控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据；
辅控制器的第一任务执行单元响应于通过核心任务执行单元接收的其他控制器通过网络发送的请求，将针对请求返回的连锁变量数据发送到发送数据区；通过辅控制器的第二任务执行单元定时检查所述发送数据区，辅控制器的第二任务执行单元将针对请求返回的连锁变量数据发送到辅控制器的核心任务执行单元，通过辅控制器的核心任务执行单元发送到网络上。
8.根据权利要求7所述的主辅多核控制器间数据同步系统，其特征在于，所述辅控制器的共享数据区还包括热备数据区；所述辅控制器还包括第三任务执行单元；
辅控制器的第一任务执行单元用于通过辅控制器的第三任务执行单元接收主控制器发送的热备数据；
辅控制器的第三任务执行单元接收到热备数据后将其存到热备数据区，并向辅控制器的第一任务执行单元发送表示热备数据准备好的消息，以使得辅控制器的第一任务执行单元响应于所述消息后读取热备数据区中的热备数据。
9.主辅多核控制器间数据同步方法，其特征在于，包括：所述方法用于实现主控制器和辅控制器之间数据同步，所述主控制器和辅控制器都采用多核处理器；
所述主控制器包括设置在不同核上的核心任务执行单元和第一任务执行单元；
主控制器利用核心任务执行单元运行操作系统的内核和处理中断任务，从网络接收控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据；
主控制器利用第一任务执行单元定时将当前热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将热备数据更新到运行区；
主控制器利用第一任务执行单元输入采集的硬件设备数据，以及接收所述主控制器的核心任务执行单元发送的控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据，根据硬件设备数据、连锁变量数据和控制指令进行逻辑运算获得运算结果和控制输出指令；根据获得的运算结果和控制输出指令确定更新后的热备数据并暂停定时发送当前热备数据，将更新后的热备数据发送到辅控制器以使得辅控制器将热备数据更新到运行区；
所述辅控制器也包括分别设置在不同核上的核心任务执行单元和第一任务执行单元；所述辅控制器中的核心任务执行单元与主控制器中的核心任务执行单元相同；
所述辅控制器的共享数据区还包括热备数据区；所述辅控制器还包括第三任务执行单元；
辅控制器的第一任务执行单元通过辅控制器的第三任务执行单元接收主控制器发送的热备数据，包括：辅控制器的第三任务执行单元接收到热备数据后将其存到热备数据区，并向辅控制器的第一任务执行单元发送表示热备数据准备好的消息，以使得辅控制器的第一任务执行单元响应于所述消息后读取热备数据区中的热备数据。
10.根据权利要求9所述主辅多核控制器间数据同步方法，其特征在于，所述辅控制器设置共享数据区，辅控制器的共享数据区包括接收数据区和发送数据区；
所述辅控制器还包括第二任务执行单元，所述辅控制器利用其第一任务执行单元接收该辅控制器的核心任务执行单元通过该辅控制器的第二任务执行单元发送的控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据，具体包括：
辅控制器的第二任务单元与该辅控制器核心任务执行单元通信，用于等待辅助器的核心任务执行单元发送的网络通信数据，并将网络通信数据发送到辅控制器的接收数据区；
辅控制器的第一任务执行单元检查接收数据区获取控制指令和来源于其它控制器的连锁变量数据；
辅控制器的第一任务执行单元响应于通过核心任务执行单元接收的其他控制器通过网络发送的请求，将针对请求返回的连锁变量数据发送到发送数据区，通过辅控制器的第二任务执行单元定时检查所述发送数据区，辅控制器的第二任务执行单元将针对请求返回的连锁变量数据发送到辅控制器的核心任务执行单元，通过辅控制器的核心任务执行单元发送到网络上。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117193169A (zh) * 2023-09-12 2023-12-08 广州致远电子股份有限公司 运动控制方法、控制器、机电设备以及介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0723115D0 (en) * 2007-11-27 2008-01-02 Hsc Technologies Ltd Method and system for providing hot standby capability for computer applications
CN104865941A (zh) * 2015-05-18 2015-08-26 南京国电南自美卓控制系统有限公司 一种过程控制站任务调度的实现方法
CN108092753A (zh) * 2017-12-15 2018-05-29 北京航天测控技术有限公司 一种采用硬件内存搬移同步的热备冗余系统
CN109906440A (zh) * 2016-10-31 2019-06-18 施耐德电子系统美国股份有限公司 处理控制系统中的具有分开的冗余方案的多核心设备
CN111142480A (zh) * 2019-12-09 2020-05-12 南京国电南自维美德自动化有限公司 一种过程控制站安全通讯方法、系统及分散控制系统
CN111488631A (zh) * 2020-06-28 2020-08-04 中国核动力研究设计院 一种核级安全显示装置及其组态-解析系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0723115D0 (en) * 2007-11-27 2008-01-02 Hsc Technologies Ltd Method and system for providing hot standby capability for computer applications
CN104865941A (zh) * 2015-05-18 2015-08-26 南京国电南自美卓控制系统有限公司 一种过程控制站任务调度的实现方法
CN109906440A (zh) * 2016-10-31 2019-06-18 施耐德电子系统美国股份有限公司 处理控制系统中的具有分开的冗余方案的多核心设备
CN108092753A (zh) * 2017-12-15 2018-05-29 北京航天测控技术有限公司 一种采用硬件内存搬移同步的热备冗余系统
CN111142480A (zh) * 2019-12-09 2020-05-12 南京国电南自维美德自动化有限公司 一种过程控制站安全通讯方法、系统及分散控制系统
CN111488631A (zh) * 2020-06-28 2020-08-04 中国核动力研究设计院 一种核级安全显示装置及其组态-解析系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117193169A (zh) * 2023-09-12 2023-12-08 广州致远电子股份有限公司 运动控制方法、控制器、机电设备以及介质
CN117193169B (zh) * 2023-09-12 2024-03-22 广州致远电子股份有限公司 运动控制方法、控制器、机电设备以及介质

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