[发明专利]基于2取2结构的计算机控制系统及其实现方法

权利要求书

1.一种基于2取2结构的计算机控制系统，其特征在于，包括安全管理层和具有两个处理器的2取2执行层，所述安全管理层和2取2执行层之间通过通信总线连接，所述2取2执行层用于完成每个阶段的应用处理，和不同阶段的数据比较，并向安全管理层发送同步状态信号和数据比较结果，所述安全管理层用于控制和判断所述2取2执行层中两个处理器的同步状态，并判断两个处理器数据比较结果是否一致。

2.如权利要求1所述的基于2取2结构的计算机控制系统，其特征在于，所述安全管理层包括时钟控制模块和表决结果判断模块，所述时钟控制模块和表决结果判断模块均采用数字可编程逻辑器件实现。

3.如权利要求1或2所述的基于2取2结构的计算机控制系统，其特征在于，所述数字可编程逻辑器件配置为多模冗余结构，且所述多模冗余结构为2取2结构或3取2结构。

4.一种基于2取2结构的计算机控制系统的实现方法，其特征在于，包括步骤：

S1，安全管理层设置上电时限，并判断两个处理器在所述时限内是否正常启动；如果否，则发送控制命令使得两个处理器停止工作，如果是，则转步骤S2；

S2，在一个控制周期内，安全管理层发送同步信号，两个处理器在同步信号的控制下进行一个处理过程，并分别向安全管理层发送该阶段的处理完成报告；

S3，安全管理层根据收到所述处理完成报告的时间差判断所述两个处理器是否处于同步状态；如果否，则发送控制命令使得两个处理器停止工作，如果是，则转步骤S2进行下一处理过程，直至一个控制周期结束。

5.如权利要求4所述的基于2取2结构的计算机控制系统的实现方法，其特征在于，在步骤S2中，安全管理层将一个控制周期根据控制精度和故障反应时间的要求分为多个时间片，并为所述控制周期内的各个处理过程分配固定的时间片，要求处理器在相应的时间片内完成特定处理过程。

6.如权利要求5所述的基于2取2结构的计算机控制系统的实现方法，其特征在于，在步骤S2中，在各处理过程所处的控制周期的开始和/或结束处设置同步检查点。

7.如权利要求5所述的基于2取2结构的计算机控制系统的实现方法，其特征在于，将所述控制周期分为数据输入、数据处理和数据输出三个阶段，并在每个阶段设置一个同步检查点。

8.如权利要求4所述的基于2取2结构的计算机控制系统的实现方法，其特征在于，在所述步骤S3中，如果安全管理器收到任一处理器发送的处理完成报告显示该处理器未在分配的时间片内完成相关处理过程，则判断为双机失步，并停止两个处理器的工作。

9.如权利要求4所述的基于2取2结构的计算机控制系统的实现方法，其特征在于，在所述步骤S3中，如果安全管理器未收到所述处理完成报告，或者收到的两个处理器发送的处理完成报告的时间差超过系统设定的同步容限，则判断为双机失步，并停止两个处理器的工作。

10.如权利要求7所述的基于2取2结构的计算机控制系统的实现方法，其特征在于，通过2取2执行层中设置的软件对所述两个处理器的输入数据、输出数据和中间运行状态进行数据比较，并将数据比较结果发送给安全管理层，安全管理层根据所述数据比较结果完成一致性判断表决，如果表决成功，则控制处理器继续控制过程，如果表决不成功，则停止处理器的工作。