[发明专利]一种基于冗余的嵌入式系统

说明书

本发明属于高可靠嵌入式系统设计与应用领域，尤其涉及一种基于冗余的嵌入式系统。包括嵌入式处理器；启动检测与切换电路，通过总线与嵌入式处理器连接；第一存储器，通过总线与启动检测与切换电路连接；第二存储器，通过总线与启动检测与切换电路连接；第一存储器和第二存储器均存储有嵌入式处理器启动所需的引导程序；嵌入式处理器的启动地址映射到启动检测与切换电路，启动检测与切换电路在嵌入式处理器启动时将第一存储器或者第二存储器提供给嵌入式处理器作为当前启动存储器。只需要增加启动检测与切换电路和一个存储器，即可在其中一个存储器中存储的引导程序被损坏时，将嵌入式系统切换至另一个存储器重新启动。

技术领域

本发明属于高可靠性嵌入式系统设计与应用领域，尤其涉及一种基于冗余的嵌入式系统。

背景技术

在紧耦合结构的高性能计算机中，一般部署有大量用于管理配置的嵌入式系统，每套嵌入式系统同时承担多个计算节点的管理配置。典型的嵌入式系统中，一般配备Flash非易失性存储器件。由于Flash存储器在使用过程中存在一定概率的数据块损坏，从而引起系统上电启动失败。由于部署的嵌入式系统数量大，每次上电时均会有个别管理配置卡启动失败，导致对应的若干计算节点不可用。

申请公布号CN 109189600 A，申请公布日2019年1月11日的发明专利申请公开了一种基于多模冗余嵌入式软件的计算机系统及方法。整个软件系统采用三模冗余体系架构，表决FPGA也采用三模冗余体系架构，出现故障时，实现系统的高可靠性。但是，三模冗余方法结构较为复杂，软硬件成本较高，适用于航天应用等对可靠性要求非常高的场合。如果在紧耦合结构的高性能计算机中，所有嵌入式系统都采用三模冗余结构，则总体成本较高不太适用于大规模部署。

发明内容

本发明旨在提供一种软硬件成本较低、又能较好提高嵌入式系统启动可靠性的系统。

一种基于冗余的嵌入式系统，其特征在于，包括：

嵌入式处理器；

启动检测与切换电路，通过总线与所述嵌入式处理器连接；

第一存储器，通过总线与所述启动检测与切换电路连接；

第二存储器，通过总线与所述启动检测与切换电路连接；

所述第一存储器和所述第二存储器均存储有所述嵌入式处理器启动所需的引导程序；

所述嵌入式处理器的启动地址映射到所述启动检测与切换电路，所述启动检测与切换电路在所述嵌入式处理器启动时将所述第一存储器或者所述第二存储器提供给所述嵌入式处理器作为当前启动存储器。

上述技术方案中，相较于现有技术只需要增加所述启动检测与切换电路和一个存储器，即可在其中一个存储器中存储的引导程序被损坏时，将嵌入式系统切换至另一个存储器重新启动。系统软件无需修改，能有效提高系统启动的可靠性。

作为优选，所述启动检测与切换电路在上电启动后默认将所述第一存储器/所述第二存储器提供给所述嵌入式处理器作为当前启动存储器。

作为优选，所述启动检测与切换电路在嵌入式处理器上电后的一段预设时间后检测所述嵌入式处理器的启动状态；并且，如果所述启动检测与切换电路检测到所述嵌入式处理器启动失败则复位所述嵌入式处理器并将另一存储器提供给所述嵌入式处理器作为当前启动存储器。两个存储器中存储的引导程序同时损坏的概率是相当低的，所述启动检测与切换电路自动检测所述嵌入式处理器的启动状态，并且能够在所述嵌入式处理器以其中一个存储器作为当前启动存储器启动失败的时候，将嵌入式系统切换为以另一个存储器作为当前启动存储器启动重新启动。使得嵌入式系统由于存储器坏块而导致启动失败的概率大幅度减少，有效提高了嵌入式系统启动的可靠性。