[发明专利]一种双机热备切换装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种小型金融机电设备的系统热备份装置。

背景技术

在电子设备中，特别是对于核心模块，都会用到双机热备方案，为系统提供冗余保护。主备机同时工作，当主机出现故障时，立即切换到备用机继续工作，进而保证设备连续稳定的运行。双机热备方案多应用于对系统运行的可靠性要求较高的领域，如：航空航天、军事、通讯、大型工业控制，最近几年在金融和安防领域也有所应用。

由于采用双机热备方案的系统一般都较为复杂，涉及到多种输入输出接口，所以多数方案均会用到复杂可编程逻辑器件(CPLD)，对CPLD编程，用CPLD监控主备机的状态，同时完成接口切换逻辑。方案大致框图如图1所示。然而这种方案的缺点在于，需要耗费较高的成本，并且CPLD需要单独编程，对于一些特殊通讯接口，比如USB、以太网接口，多数的CPLD无法完成切换，需要更换为高端的FPGA或外加切换开关芯片，因此进一步增加了开发工作量，消耗大量的人力物力成本。

发明内容

本发明的目的在于进一步提高小型金融机电设备运行的可靠性，在系统主板出现故障时，能够及时切换到备用板继续工作，保证设备不间断运行。

为达上述目的，本发明提出以下技术方案：

一种双机热备切换装置，包括主板和备板，所述主板和备板之间通过串口连接，其中，还包括：

主备板切换和复位电路，用于实现主板和备板之间的自由切换；所述主备板切换和复位电路根据所述主板或备板发送的触发信号输出相应的切换信号和复位信号，从而对所述主板或备板上的输出驱动器和接口进行切换；

输入缓冲器，用于将开关量分别输入至所述主板和所述备板；

驱动单元，同时连接所述主板和所述备板上的输出驱动器，根据输出驱动器所输出的信号对相应的主板或者备板进行驱动；

接口切换电路，与所述主备板切换和复位电路相连，同时连接所述主板和所述备板上的接口，根据所述主备板切换和复位电路发出的切换信号切换所述主板或备板上的接口。

根据本发明提出的双机热备切换装置，所述切换信号包括主板切换时钟信号，主板切换电平信号，备板切换时钟信号和备板切换电平信号，所述主板切换时钟信号和所述备板切换时钟信号分别通过第一反相器和第二反相器进行整形和反向后，又分别连接至第一触发器和第二触发器的时钟输入端；所述主板切换电平信号和所述备板切换电平信号分别连接至第一触发器的J引脚和第二触发器的K引脚，所述第二触发器的输出引脚连接至所述第一触发器的异步复位引脚。

根据本发明提出的双机热备切换装置，所述主板切换时钟信号和备板切换时钟信号分别经过反相和延时后成为主板复位信号和备板复位信号，所述主板复位信号和备板复位信号分别被连接至双路缓冲器的两输入端，所述双路缓冲器的输出端为电机驱动电路复位信号，用于对后续的电机驱动电路进行复位。

根据本发明提出的双机热备切换装置，所述第一触发器和第二触发器选用SN74LVC112A；所述第一反相器和第二反相器选用SN74LVC06A；所述双路缓冲器选用SN74LVC2G07。

根据本发明提出的双机热备切换装置，所述主板或备板上的接口包括USB接口，UART接口，I2C接口和MAC接口，所述接口切换电路包括三部分，分别为UART、I2C接口切换电路，USB接口切换电路和MAC接口切换电路。

根据本发明提出的双机热备切换装置，所述UART、I2C接口切换电路选用两片4路单刀双掷模拟开关TS3A5018芯片，用于切换3路UART和一路I2C接口。

根据本发明提出的双机热备切换装置，所述USB接口切换电路选用USB2.0模拟开关TS3USB221A芯片。

根据本发明提出的双机热备切换装置，所述MAC接口切换电路选用6通道单刀双掷SDIO总线模拟开关TXS02612芯片，用于切换RMII接口的TXD[0:1],TXEN,REFCLK,MDIO接口的MDC和MDIO。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、电路简单实用，便于生产和维护；

2、可以有效降低生产成本；

3、由于未用到可编程逻辑器件，省去了CPLD编程的阶段，减少了系统复杂度，可以加快项目开发进度。

附图说明

图1为现有技术中通过CPLD进行电路切换的结构示意图；

图2为本发明的双机热备切换装置一具体实施例的结构示意图；

图3为本发明中主备板切换电路一具体实施例的电路结构图；