专利名称：一种计算机冗余系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机冗余技术领域，特别是指一种计算机冗余系统。
背景技术：
随着计算机技术的发展，在工业控制、生产、生活、轨道交通自 动化控制等各个领域都有较大的应用，特别是在轨道交通自动化控制 中，应用的更为广泛。在轨道交通自动化控制中，通常会采用高可靠或故障-安全计算的 通用计算机，这种计算机普遍采用冗余的系统架构实现。在中央处理 板与外设板之间，需要设置高可靠或故障-安全的冗余总线，传统的并 行总线使用引脚过多，进行冗余设计非常困难，且控制协议复杂。另外，由于高可靠或故障-安全计算的通用计算机采用的不是点对 点架构，在扩充外设板时会受到总线性能的限制。每增加一个外设板， 各个外设板的性能就会随之下降，且电磁兼容性差。由于数据线为双 向，难以实现电气隔离。传统的串行背板总线虽然也能实现冗余，但多偏向于性能较高的 电信应用，而并不适合高可靠或故障-安全计算机的应用。由于上述串行背板总线具有实现的局限性；高可靠或故障-安全计 算的通用计算机，其冗余设计复杂。这两种计算机冗余技术均不适合 轨道交通自动化所要求的设计简单、易推广通用的技术要求。发明内容有鉴于此，本发明在于提供一种计算机冗余的系统，以解决现有 的计算机冗余技术设计复杂、具有局限性的问题。为解决上述问题，本发明提供一种计算机冗余系统，包括两个
中央处理板、至少一个外设板，每个中央处理板上安装有两个CPU,每个外设板上安装有两个CPU,所述中央处理板的CPU 、所述外设 板的CPU均连接有各自的总线收发器；所述中央处理板的CPU与所 述外设板相应的CPU通过各自的总线收发器——连接，构成通信线 路，所述不同中央处理板的CPU与所述外设板的同一 CPU之间的两条通信线路构成冗余通信线路。优选的，所述总线收发器为单路总线收发器。优选的，所述中央处理板的每个CPU连接单路总线收发器的个数 与所述外设板的个数相同；所述外设板的每个CPU连接两个单路总线 收发器。优选的，所述中央处理板上总线收发器与所述外设板上的总线收 发器——连接。优选的，所述总线收发器为多路总线收发器。优选的，所述中央处理板上的每个CPU连接唯——个多路总线收 发器，所述外设板上的每个CPU连接唯——个多路总线收发器。优选的，所述中央处理板上的多路总线收发器与各个外设板上多 路总线收发器之间——连接。优选的，所述外设板的个数为偶数，且每对外设板之间互为冗余。 本发明实施例中的计算机冗余系统，两个中央处理板上的C P U与外设 板上的同一 CPU通过总线收发器连接，形成的双重的通信通道且互为 冗余的。当一个中央处理板的CPU与外设板的CPU之间数据交互出 现故障时，另一个中央处理板的CPU与该外设板的CPU还可进行数据交互。通过上述形成的冗余系统，系统的稳定性、可靠度有较大提 高，如果一个中央处理板出现故障出现问题时，外设板依然可以继续 进行数据交互并实现其自身功能。
图1是釆用单路总线收发器实施例的系统结构图； 图2是采用多路总线收发器实施例的系统结构图。
具体实施方式
为清楚说明本发明的系统，下面给出优选实施例并结合附图详细说明。在该实施例中，每个中央处理板上具有两个CPU，每个CPU均连接串行总线，并通过串行总线上的总线收发器与外设板上的总线收 发器相连接。从而实现中央处理板与外设板上的实时通信。中央处理 板与外设板连接时，每个中央处理板上的总线收发器均与各个外设板 上相对应的总线收发器连接，从而实现冗余控制。参见图1,图1是本发明采用单路总线收发器实施例的系统结构图，中央处理板A上具有CPUA1、 CPUA2两个处理器。其中，CPUA1 与串行总线相连接，并与总线上的总线收发器All、总线收发器A12、 总线收发器A13相连接；CPUA2与串行总线相连接，并与总线上的 总线收发器A21、总线收发器A22、总线收发器A23相连接。中央处理板B上具有CPUB1、 CPUB2两个处理器。其中，CPUB1 与串行总线相连接，并与总线上的总线收发器Bll、总线收发器B12、 总线收发器B13相连接；CPUB2与串行总线相连接，并与总线上的总 线收发器B21、总线收发器B22、总线收发器B23相连接。中央处理板A、中央处理板B分别连接外设板，外设板的数量可 以是一个，也可以是多个，在该实施例中，连接三个外设板，分别为 外设板C、外设板D、外设板E。在每个外设板上分别具有两个处理 器、四个总线收发器。以外设板C为例，具有CPUC1、 CPUC2,总线收发器Cll、总线 收发器C12、总线收发器C21、总线收发器C22。 CPUC1连接总线收 发器Cll、总线收发器C21, CPUC2连接总线收发器C12、总线收发 器C22。外设板与中央处理板之间通过总线收发器连接，总线收发器All 连接总线收发器Cll，总线收发器A21连接总线收发器C12;总线收 发器Bll连接总线收发器C21,总线收发器B21连接总线收发器C22。 通过上述的CPU与总线收发器之间的连接方式，CPUA1、 CPUCl 之间形成一路通信，CPUBl、 CPUCl之间形成一路通信，这两路通信 互为冗余；CPUA2、 CPUC2之间形成一路通信，CPUB2、 CPUC2之 间形成一路通信，这两路通信互为冗余。同理，CPUA1、 CPUD1之间形成一路通信，CPUB1、 CPUD1之 间形成一路通信，这两路通信互为冗余；CPUA2、 CPUD2之间形成一 路通信，CPUB2、 CPUD2之间形成一路通信，这两路通信互为冗余。 CPUA1、 CPUE1之间形成一^各通信，CPUB1、 CPUE1之间形成一路 通信，这两^各通信互为冗余；CPUA2、 CPUE2之间形成一3各通信， CPUB2、 CPUE2之间形成一路通信，这两路通信互为冗余。通过上述的冗余^:计，当系统在工作过程中，两个中央处理板的 总线收发器与外设板上的总线收发器之间的通信线路形成冗余。由于 外设板上的每个总线收发器均与两个中央处理板上的总线收发器进行 数据交互，当一个中央处理板出现故障，不能通过总线收发器与外设 板上的总线收发器进行数据交互时，外设板上的总线收发器会与另外 一个中央处理板上的总线收发器进行数据交互。以外设板C为例，CPUA1、 CPUC1之间通过总线收发器All、 总线收发器Cll进行数据交互，当CPUA1或CPU Cl或总线收发器 All或Cll出现故障不能继续进行通信时，CPUC1、 CPUBl之间可通 过总线收发器C21 、总线收发器B11之间进行数据交互。另夕卜，CPUC1 、 CPUC2之间也是互为冗余，CPUC1出现故障时，CPUC2还可以维持 外设板C的正常功能。通过上述形成的冗余系统，系统的稳定性、可靠度有较大提高， 如果一个中央处理板上的一个CPU出现问题时，外设板依然可以继续 进行数据交互。上述的系统实施例中，总线收发器均是采用的单路总线收发器， 当然，还可采用多路总线收发器。采用多路总线收发器的系统实施例 可参见图2，图2是采用多路总线收发器实施例的系统结构图。在该 实施例中，所釆用的总线收发器为多路总线收发器，下面结合图2详
细i兌明该实施例。中央处理板A上具有总线收发器AZ1、总线收发器AZ2，中央处 理板B上具有总线收发器BZ1、总线收发器BZ2。总线收发器AZ1、 总线收发器AZ2、总线收发器BZ1、总线收发器BZ2分别连接外设板 上各个不同的总线收发器。例如，总线收发器AZ1连接总线收发器 CZ1、总线收发器DZ1、总线收发器EZ1;总线收发器AZ2连接总线 收发器CZ2、总线收发器DZ2、总线收发器EZ2。以外设板C为例，CPUA1、 CPUC1之间通过总线收发器AZ1、 总线收发器CZ1进行数据交互，CPUB1、 CPUC1之间通过总线收发 器BZ1、总线收发器CZ1进行数据交互。这样，当CPUA1或总线收 发器AZ1出现故障不能继续进行通信时，CPUC1、 CPUB1之间可通 过总线收发器CZ1、总线收发器BZ1之间进行数据交互。上述形成的双重的通信通道均是互为冗余的，当一个中央处理板 的CPU与外设板的CPU之间数据交互出现故障时，另一个中央处理 板的CPU与该外设板的CPU还可进行数据交互，而系统可继续实现 完整功能。另外，外设板可以采用偶数个，每对外设板之间互为冗余，如外 设板C、外设板D之间互为冗余。每对外设板中有不多于一个外设板 故障时，系统可以继续全功能工作。对于本发明各个实施例中所阐述的系统，凡在本发明的精神和原 则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
1、一种计算机冗余系统，其特征在于，包括两个中央处理板、至少一个外设板，每个中央处理板上安装有两个CPU，每个外设板上安装有两个CPU，所述中央处理板的CPU、所述外设板的CPU均连接有各自的总线收发器；所述中央处理板的CPU与所述外设板相应的CPU通过各自的总线收发器一一连接，构成通信线路，所述不同中央处理板的CPU与所述外设板的同一CPU之间的两条通信线路构成冗余通信线路。
2、 根据权利要求1所述的计算机冗余系统，其特征在于，所述 总线收发器为单路总线收发器。
3、 根据权利要求2所述的计算机冗余系统，其特征在于，所述 中央处理板的每个CPU连接单路总线收发器的个数与所述外设板的 个数相同；所述外设板的每个CPU连接两个单路总线收发器。
4、 根据权利要求3所述的计算机冗余系统，其特征在于，所述 中央处理板上总线收发器与所述外设板上的总线收发器一一连接。
5、 根据权利要求1所述的计算机冗余系统，其特征在于，所述 总线收发器为多路总线收发器。
6、 根据权利要求5所述的计算机冗余系统，其特征在于，所述 中央处理板上的每个CPU连接唯——个多路总线收发器，所述外设板 上的每个C P U连接唯——个多路总线收发器。
7、 根据权利要求6所述的计算机冗余系统，其特征在于，所述 中央处理板上的多路总线收发器与各个外设板上多路总线收发器之间 ——连接。
8、 根据权利要求1至7任意一项所述的计算机冗余系统，其特 征在于，所述外设板的个数为偶数，且每对外设板之间互为冗余。
全文摘要
本发明公开了一种计算机冗余系统，涉及计算机技术领域，包括两个中央处理板、至少一个外设板，每个中央处理板上安装有两个CPU，每个外设板上安装有两个CPU，所述中央处理板的CPU、所述外设板的CPU均连接有各自的总线收发器；所述中央处理板的CPU与所述外设板相应的CPU通过各自的总线收发器一一连接，构成通信线路，所述不同中央处理板的CPU与所述外设板的同一CPU之间的两条通信线路构成冗余通信线路。当一个中央处理板出现故障时，外设板依然可以继续进行数据交互并实现其自身功能。
文档编号G06F11/20GK101149695SQ20071016594
公开日2008年3月26日 申请日期2007年11月9日 优先权日2007年11月9日
发明者 周, 车惠军, 臻 黄 申请人:北京全路通信信号研究设计院