[发明专利]一种基于FPGA+ARM的双卡冗余诊断及切换的设计方法

说明书

本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种基于FPGA+ARM的双卡冗余的诊断及切的设计方法。该方法通过对模块内部重要部件、功能及冗余交互信号进行诊断进而实现模块的冗余切换，从而应用于工业控制系统的双卡冗余设计方案中，实现高系统可靠性的冗余卡件功能。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种基于FPGA+ARM的双卡冗余诊断及切换的设计方法。

背景技术

双卡冗余是分散控制系统(DCS)与可编程控制系统(PLC)等工业控制系统中非常常见的一种高系统可靠性的设计。双卡冗余工作时，双卡冗余的诊断- 切换机制是其实现高系统可靠性的关键。

传统方式是冗余的双卡间通过心跳信号判断和切换冗余卡工作/备用等模式。此方法对双卡的诊断单一，并引入了较大的诊断失误导致双卡冗余未能实现其功能的风险。

综上可知，仅使用心跳线的双卡冗余机制存在诊断缺失导致的双卡冗余功能可靠性风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于FPGA+ARM的双卡冗余诊断及切换的设计方法，对模块内部重要部件、功能及冗余交互信号进行诊断进而实现模块的冗余切换，从而应用于工业控制系统的双卡冗余设计方案中，实现高系统可靠性的冗余卡件功能。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于FPGA+ARM的双卡冗余诊断及切换的设计方法，包括以下步骤：

步骤一、模块上电后直接进入“冗余备卡-初态”状态；

步骤二、在“冗余备卡-初态”状态，根据诊断结果进行状态切换：

(1)当诊断结果同时满足以下条件时进入“冗余主卡-初态”状态：

a)上电时间达到初态诊断时间T1；

b)板卡地址末位为1；

c)端子冗余诊断无主卡；

d)背板冗余诊断无卡或有备卡；

(2)否则，保持在“冗余备卡-初态”状态，直到上电时间达到初态诊断时间 T2后进入“冗余备卡”状态；

步骤三、

在“冗余主卡-初态”状态时，等待上电时间达到初态诊断时间T2后进入“冗余主卡”状态；

在“冗余备卡”状态时，根据诊断结果进行状态切换：

(1)当诊断结果同时满足以下条件时保持在“冗余备卡”状态：

a)ARM运行正常；

b)通道工作正常；

c)满足以下两种情况之一：端子冗余诊断有主卡，端子冗余诊断无主卡且背板冗余诊断为有准主卡；

d)总线通信正常；

(2)当诊断结果同时满足以下条件时进入“冗余主卡”状态：

a)ARM运行正常；

b)通道工作正常；

c)端子冗余诊断无主卡且背板冗余诊断为有备卡；

d)总线通信正常；

(3)当诊断结果同时满足以下条件时进入“单卡主卡”状态：

a)ARM运行正常；

b)通道工作正常；

c)端子冗余诊断无主卡且背板冗余诊断为无卡；

d)总线通信正常；