[发明专利]一种双机热备份系统及该系统的故障检测方法

权利要求书

1.一种双机热备份系统，它包括DSP主机（1）、DSP备份机（2）和电源控制板（3），所述电源控制板（3）的供电电源输出端分别与连接DSP主机（1）和DSP备份机（2）的电源输入端；所述DSP主机（1）、DSP备份机（2）和电源控制板（3）之间的通信为SPI串口通信，且在DSP主机（1）和电源控制板（3）之间设置有二号选择开关SW（7）；在DSP备份机（2）和电源控制板（3）之间设置有一号选择开关SW（6）；

其特征在于，它还包括复用GPIO端口、一号时钟同步模块（4）、二号时钟同步模块（5）和三号选择开关SW（8）；

所述DSP主机（1）的心跳检测信号输出端通过复用GPIO端口与DSP备份机（2）的心跳检测信号输入端相连接；

所述DSP主机（1）的时钟信号输出端连接三号选择开关SW（8）的第一信号输入端，所述三号选择开关SW（8）的第一信号输出端连接一号时钟同步模块（4）的一号时钟信号输入端；

所述三号选择开关SW（8）的第二信号输出端连接二号时钟同步模块（5）的二号时钟信号输入端；

所述DSP备份机（2）的时钟信号输出端连接三号选择开关SW（8）的第二信号输入端；

所述一号时钟同步模块（4）的一号和二号时钟信号输出端分别连接DSP主机（1）的时钟信号输入端和DSP备份机（2）的时钟信号输入端；

所述二号时钟同步模块（5）的一号和二号时钟信号输出端分别连接一号时钟同步模块（4）的一号和二号时钟信号输出端；

所述DSP主机（1）的人工检测信号输出端通过外围设备和底板总线连接人工检测设备；

所述DSP备份机（2）的人工检测信号输出端通过外围设备和底板总线连接人工检测设备。

2.应用权利要求1所述一种双机热备份系统的故障检测方法，其特征在于，该系统的故障检测方法为：

运行双机热备份系统，对DSP主机（1）和DSP备份机（2）通过SPI串口通信进行时钟同步，如果在1个同步时钟周期内完成同步，DSP主机（1）与DSP备份机（2）同步进入时钟中断；

如果同步时钟上升沿刚好在DSP主机（1）开同步时钟中断后而DSP备份机（2）还未开同步时钟中断的时刻来到，此时DSP主机（1）将比DSP备份机（2）提前一个同步时钟周期进入时钟中断；如果时钟周期同步不正常，则DSP主机（1）通过复用GPIO端口向DSP备份机（2）发送故障信息，DSP备份机（2）检测复用GPIO端口接收到的错误信息次数并与预设值进行比较，若多于预设值，则说明DSP主机（1）发生故障，DSP备份机（2）通过SPI串口通信发送控制信号给电源控制板（3），电源控制板（3）通过二号选择开关SW（7）对DSP主机（1）进行断电，DSP备份机（2）获得总线控制权；

如果时钟周期同步正常，则DSP主机（1）和DSP备份机（2）开始周期性自检，DSP主机（1）和DSP备份机（2）分别进行自检，若发现有外围设备发生故障，则发送自检故障信息，若外围设备均正常工作，则不发送自检信息。

3.根据权利要求2所述一种双机热备份系统的故障检测方法，其特征在于，该系统的故障检测方法还包括DSP主机（1）和DSP备份机（2）的存储器故障检测，所述DSP主机（1）和DSP备份机（2）的存储器故障检测的方式相同；所述故障检测通过DSP存储器自检来实现，通过向DSP主机（1）存储器不同空间写入数据并读取，如果写入的数据和读取到的数据中不一致的数据比例超过设定阈值，则视为DSP存储器故障；当进行存储器故障检测时，DSP主机（1）先主动退出总线权，并通过串口通信向DSP备份机（2）发送信号；当DSP备份机（2）获得总线权时，向底板总线输出数据，同时向电源控制板（3）发出对DSP主机（1）的断电请求。

4.根据权利要求2所述一种双机热备份系统的故障检测方法，其特征在于，该系统的故障检测方法还包括DSP主机（1）和DSP备份机（2）的程序性故障检测，采用双机心跳互检的方法，DSP主机（1）与DSP备份机（2）周期性向对方发送心跳信号；设置心跳缺失周期阈值为最小值1，采用心跳检测线冗余的方式；

通过串口的收发构成闭环来进行串口的自检，若DSP主机（1）的串口发生故障，无法通过串口发送故障信息时，复用心跳信号线发送串口故障信息。

5.根据权利要求2所述一种双机热备份系统的故障检测方法，其特征在于，该系统的故障检测方法还包括DSP主机（1）和DSP备份机（2）的A/D自检和DSP主机（1）和DSP备份机（2）的D/A自检；

所述A/D自检通过采集基准电压值，进行比对来完成；设置偏差阈值，如果超出偏差阈值，则视为DSP中A/D故障，DSP主机（1）先主动退出总线权，并通过串口通信向DSP备份机（2）发送信号；当DSP备份机（2）获得总线权时，向底板总线输出数据，同时向电源控制板（3）发出对DSP主机（1）的断电请求；如果在偏差阈值内，则A/D正常；

所述DSP主机（1）和DSP备份机（2）的D/A自检是在A/D自检完成后进行，由DSP主机（1）发送数字量，通过D/A模块后再由A/D模块采集到DSP主机（1）内，与DSP主机（1）内预设的偏差阈值进行比对；若超出偏差阈值，则视为DSP中A/D故障，DSP主机（1）先主动退出总线权，并通过串口通信向DSP备份机（2）发送信号；当DSP备份机（2）获得总线权时，向底板总线输出数据，同时向电源控制板（3）发出对DSP主机（1）的断电请求；若在偏差阈值内，则系统的D/A自检正常。