CN2048993U

CN2048993U - 双机自动切换、交换数据的控制板

Info

Publication number: CN2048993U
Application number: CN 89206030
Authority: CN
Inventors: 黄冬林
Original assignee: 207 BRANCH OF INST NO 2 MINISTRY OF AVIATION AND SPACE INDUSTRY
Current assignee: 207 BRANCH OF INST NO 2 MINISTRY OF AVIATION AND SPACE INDUSTRY
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1989-12-06

Abstract

本实用新型涉及双计算机控制的一种微机配套辅助产品。采用分时三总线缓存技术和三级控制技术，巧妙地利用主机的预备中断口和自由主存空间，从而实现了双主机面对共同监测、控制的现场的自动切换、故障互代和双机间高速交换数据传送命令的功能。可以用一块直接插在双机I/O插槽中的电路板便能实现原来要用另一台计算机才能实现的全部双机监控功能，节省投资费用，并能现场实时切换。

Description

本实用新型涉及一种计算机的硬件控制板，是一种可以单独出售的微机配套辅助产品。

目前，常用的工业微机实时监控系统存在的主要问题是无故障时间短，可靠性差。为此采用双计算机（简称双机）系统来提高其可靠性，并用第三台上位主机来管理双机系统。其缺点是投资大；被控制的双机之间没有高速通讯接口，只能用串行口或并行口通讯联络；双机之间没有公共存储区，不能实现备用机实时切换工作机；以及上位管理的主机不能实时现场管理和不能实现现场实时切换。而用手工切换双机，发现故障后反应时间长，不能及时排除故障，会造成一段时间内工作失控，丢失重要的采集数据，甚至造成系统工作混乱。

本实用新型的目的是提供一种能替代上位管理计算机的功能，实现双机容错系统的双机自动切换、交换数据的控制电路板。

本实用新型是包括由三总线缓存器、三级控制电路、判断故障自动切换电路和控制逻辑电路等组成的双机自动切换和高速交换数据的控制电路板。采用分时三总线缓存技术和三级控制技术，巧妙地利用主机的予备中断口和自由内存空间，实现双主机面对共同监测控制现场的自动切换、故障互代和双机间高速交换数据传送命令的功能。从而实现用一块可以直接插在双机的I／O插槽中的电路板、便可实现原来要用另一台计算机才能实现的全部双机系统功能。

本实用新型的优点是只用一个双机控制卡实现双机控制，节省了第三台上位主机的投资费用。并且，双机间可以利用双机卡上的公共存储区进行高速通讯；关键数据和指令也可存在双机卡上的公共存储区，当工作机被备份机切换后可以立即连续工作，提高了实时性。再者，可以在现场直接切换双机，提高了对现场管理的可靠性。总之，本实用新型只需花费少量投资（双机卡的成本约在400元左右），就可省下购置第三台主机的费用（售价在20，000元以上），并且，功能更强，控制灵活多样。

本实用新型可以实现的功能有以下六种：

1、甲机对现场（指电网、工厂、油田的生产过程）测控的同时，允许乙机也对现场测控。2、甲机对现场测控时，禁止乙机对现场测控。3、甲机命令乙机按甲机的要求对现场测控，而甲机同时可做其它工作。4、甲机和乙机都与现场切断，各自可干其他任何工作，而当现场在必要时可以选择两机之一对现场测控。5、双机之间的通讯速度高于一般串行通讯两个量级。

图1是本实用新型的电原理逻辑框图。

图2是总线收发电路。

图3是三级控制电路，

图4是主机接口和三总线缓存器电路，

图5是控制逻辑电路，

图6是在IBM PC／XT为主机的系统中实施的电路板元件分布图。

图7是甲、乙主机和扩展控制板I／O插槽的电路连接表。

本实用新型的工作原理介绍如下：分时三总线缓冲器是由读写存储器IC20、与非门IC18和译码器IC19构成，直接联在现场方面。读写存贮器的数据线、部分地址线和控制线直接联向现场，余下的地址线联向由与非门构成的译码器IC19作为选线，甲机、乙机和现场都可根据缓存器的容量大小，一次送入缓存器容量可容讷的数据。甲、乙机则通过向三级控制电路写一个命令字节就可象读写自己主板上的主存贮区一样，读写该三总线缓存器。

三级控制电路的构成是RS触发器、三态门IC14、触发器IC13、并行通信接口8255A（IC16和IC17）、与非门IC23和IC26以及由与非门IC24和或非门IC25、与非门IC21和或非门IC22组成的通断选择电路。它巧妙地实现了下述6种工作方式：1、由甲机控制现场，从乙机挂向甲机。甲机通过并行口IC16写数，触发RS触发器IC15，使相关三态门IC14受甲机控制，使其导通；甲机再通过向并行口写数，经三态门IC14向触发器IC13写状态，使 Q为低电平，控制三态门IC1－6导通，从而使甲机取得向现场送命令或从现场读数的控制权。2、由甲机控制现场，从甲机挂向乙机。开始过程与上面所述相同，区别在于让甲机向触发器IC13写状态，使其Q为低电平，控制三态门IC7－12导通，从而使乙机取得对现场的控制权。根据电路的对称性，同理可得工作方式3和4。3是由乙机控制现场，从乙机挂向甲机。4是由乙机控制现场，从甲机挂向乙机。5、甲机通过并行口IC16可直接向乙机发出中断请求，从而可以实现由甲机命令乙机执行由甲机规定的程序。其过程如下：甲机通过上述第1项的原理，取得对现场的控制权，然后把希望乙机执行的程序写入挂在现场的缓冲器IC20，再通过上述原理把控制权交给乙机，并通过并行口IC16向乙机发出中断请求。则乙机执行已存在IC20中的中断服务程序；并取得从甲机经缓冲器传来的数据。同理也可实现：6、乙机通过并行口IC16可直接向甲机发出中断请求，从而可以实现由乙机命令甲机执行由乙机规定的程序。

由单稳IC36、或非门IC35构成的延时器、触发器IC13和甲、乙两机联接现场的三态门IC1－6与IC7－12构成了判断故障自动切换电路。当双机板将控制权交给现场时，现场通过双机控制板向某一台计算机（例如甲机）发出DMA请求（或中断请求）时，同时触发由IC36和IC35构成的延时器，在主机规定的响应时间内（小于延时时间），甲机如因故障没有响应，则延时器IC35－36发出信号，触发IC13翻转，产生Q和 Q信号，将现场连接甲机的三态门IC1－6关闭，而使现场连接乙机的三态门导通，实现现场与另一台主机的自动切换。同理，现场可以请求乙机响应并工作。

总之，甲机、乙机和现场三方任何时候都可以要求实现自己需要的工作状态，冲突时，按发出要求的先后次序排队，先要求的可以先完成自己的工作，后要求的则顺序实现自己的要求。对此，是由RS触发器IC15能被已要求的一方锁定来实现。

图1～6是上述原理的实施例电原理图。图中给出了所有器件的型号，其中两位或三位数字的型号是74系列数字集成电路，四位数字则为标准型号，如IC20是8KB的静态读写存贮器6264。图中J₁、J₂、J₃分别是甲机、乙机和双机控制板的I／O插槽。逻辑图中端子号下侧或左、右侧为该端子应与之连接的另一端子所在的图号（中文数字）和编号（阿拉伯数字）。

Claims

1、一种双计算机自动切换、高速交换数据的控制板，其特征是包括由三总线绥存器、三级控制电路、判断故障自动切换电路和控制逻辑电路等组成，其中：

(1)三总线缓存器是由读写存贮器IC20(6264)和与非门IC19所组成，

(2)三级控制电路是由RS触发器IC15，三态门IC14、触发器IC13、并行通信接口8255A(IC16和IC17)、与非门IC23、和IC26以及组成通断选择电路的与非门IC29、IC33与组合门IC30、IC34所构成。