[发明专利]安全度解码器无效
申请号: | 89108317.0 | 申请日: | 1989-11-04 |
公开(公告)号: | CN1048597C | 公开(公告)日: | 2000-01-19 |
发明(设计)人: | 大卫·B·罗斯佛德 | 申请(专利权)人: | 萨西伯公司 |
主分类号: | H03K21/02 | 分类号: | H03K21/02;B61L29/00 |
代理公司: | 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 | 代理人: | 邓明 |
地址: | 意大利*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 安全 解码器 | ||
本发明涉及一种以微处理器为基础的安全度解码器,它用于车载的干线铁路和快速运输的自动列车保护系统中。
参看同待审定的申请GR3574和GR3575,可以获得对于较大系统的了解,该系统已转让与本发明之受让人,在此提及该发明的公开的详细内容供参考之用。确切地说本申请的图10以框图形式描述了较大的系统。
本发明之独特的度解码器包括容许特定信号瓦解(disruption)的种类的方法;并且进一步使按照使用而特定的信号瓦解得以容许。
本发明的基本目标是以使反面故障(wrongside failure)的概率有可计算的上界的方式设计整个系统。
首先,本发明运用“容错累积”的概念,使得信号瓦解的特定类型可被容许,并进一步运用数值积整安全保证逻辑(NISAL)于安全度解码器所要求的各功能的设计,以允许计算反面故障概率的上界。
安全度解码器包含若干功能。每个功能之设计必须达到由此功能所产生或所进行运算的信息之完善不受损害。此要求系由此装置的保证安全的性质而赋予此系统。
需要实现的功能为:
a.解释作为一特殊“度”的脉冲的度代码检拾线圈的解模输出。
b.确定脉冲,该脉冲仅当其特性、脉冲宽度及占空比满足所设立的标准时为有效。
c.设立度,该度仅当所收到的脉冲之即时的时间函数为关系到此度的有效脉冲并满足设定标准时为有效。
d.在每一系统循环中(Tcyc)输出一个安全数据值,此值唯一地规定当前设立的度。
e.保证仅当设立的标准继续得到满足时设定的度保持着。术语的定义
下列术语在本公开文本内予以定义反面故障
能导致实际的或潜在的不安全情况的任何硬件部件的故障。此地使用“潜在的”一词是为说明那些情况,其中可能要求一个外部情况的特殊集合以产生一不安全的结果。在本文本内,一个不安全情况乃是一种能产生一个比无此故障时产生的输出更随意的输出的情况。安全
一功能或一操作之特点,要求其安全地操作,亦即,具有某一硬件故障的事件中其反面故障的可接受的低概率。
同样,一系统或装置之特点使其能够在一硬件故障事件中按反面故障之可接受的低概率操作。Nisal(数值积整安全保证逻辑)
一种设计概念用于以微处理器为基础的系统可赋予该系统某些特性:
1.一逻辑或数值运算的性能及其结果决定性地表示为一独特的N位数字值。此值系由该运算构成且仅当该运算成功地完成才存在。
2.应用NISAL于一以微处理器为基础的功能,要求各个及每个成为安全所必要的运算系经过将该运算由生成选定表示成功完成此运算的独特数字值来检验的方式而完成。
3.未经正确的N位数字值所表示的运算成功地完成而生成的N位数字值的概率可以证明为少于或等于某固定值。此固定值称为“反面故障的概率”(PWF)多项式除法
此地所使用之多项式除法定义为一个N位二进制数字除以一个原始N次多项式(P)。此运算产生两个结果,商Q及余数R。
A,B及C等值可用多项式除法结合在一起,如下述:
A用P除,得结果R(A)。R(A)与B作“异-或”运算其结果用P除,得R(AB)。R(AB)与C作“异-或”运算并用P除得R(ABC)及Q(ABC),二者之任一都可以用作最后结果。
按上述描述之多项式除法之性质在于如果A,B或C三值中之任一或全部是错的,其结果R(ABC)(或Q(ABC))仍为正确的概率基本上为1/2**N(即2之N次幂分之一)。此系由于一原始多项式之除法的伪随机性质。预处理
在上述例子中,参数值A,B及C系经过多项式除法结合形成结果R(ABC)及Q(ABC)。R与Q之数字值完全由A,B及C之数字值所决定。如果要求或R(ABC)或Q(ABC)为一预定值,则多项式除法过程可加以“预处理”,即以一“预处理常数”首先对参数A进行“异-或”运算,此常数之值应该是,结果(R(ABC)或Q(ABC))可为预定值仅当A,B及C为正确。
注意,使用预处理并不影响通过多项式除法而结合的各值的完整。偶/奇系统循环
“系统循环时间”由Tc表示,且标称值是100毫秒。所有的功能在每个系统循环中都执行。为了能在相邻的循环之间决定性地区别数据结果,各循环以“偶”与“奇”表示,而每一运算的结果在“偶”与“奇”的循环中产生不同的数字值。与“偶”循环相关的变量和结果值以附标“E”表示,而与“奇”循环相关的变量和结果值则以下标“O”表示。
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