[发明专利]三模冗余控制和数据管理计算机及其使用方法

权利要求书

1.一种高可靠三模冗余控制和数据管理计算机，其特征在于：包括了电源模块、固态存储模块、表决控制模块、接口控制模块和三个处理器模块，所述电源模块包括三个电源单元，分别为三个所述处理器模块供电，进而实现对所述固态存储模块、表决控制模块、接口控制模块供电，所述固态存储模块包括三个固态数据存储单元，分别与三个所述处理器模块间实现信号互通，且与地面的测控通讯机实现信号互通，所述表决控制模块包括三个表决控制单元，每个所述表决控制单元均与三个所述处理器模块之间实现信号互通，每个所述表决控制单元的输出接口均包括了1553B总线输出接口、OC门输出接口和RS422通讯输出接口，且均通过对应的所述表决控制单元控制其输出使能或禁止状态。

2.如权利要求1所述的高可靠三模冗余控制和数据管理计算机，其特征在于：三个所述处理器模块的硬件、软件配置均相同，所述处理器模块至少包括CPU以及与所述CPU连接的SRAM、SDRAM、PROM、EEPROM、FPGA，所述PROM至少用于存储系统的启动程序；所述EEPROM至少用以存储软件程序和配置信息，所述SRAM至少用以运行软件程序；所述SDRAM至少用以存储其他数据。

3.如权利要求1所述的高可靠三模冗余控制和数据管理计算机，其特征在于：所述表决控制单元至少包括了FPGA与连接于所述FPGA的SRAM，所述FPGA分别与三个所述处理器模块连接。

4.如权利要求1所述的高可靠三模冗余控制和数据管理计算机，其特征在于：包含三种工作模式，分别是三机冗余模式、双机热备模式以及仅一个处理器模块运行的单机模式；

所述三机冗余模式中，三个所述处理器模块分别运行，且通过所述处理器模块和表决控制模块选择其中一个处理器模块输出数据；

所述双机热备模式中，一个所述处理器模块作为当班机运行并输出数据，另一个作为备用机运行但不输出数据。

5.一种高可靠三模冗余控制和数据管理计算机的使用方法，其特征在于：包括一同步过程，用以实现如权利要求1所述的高可靠三模冗余控制和数据管理计算机中三个处理器模块的同步，该同步过程包括如下步骤：

每个所述表决控制单元产生一个冗余的同步脉冲，三个同步脉冲传至每个所述处理器模块；

所述处理器模块中的FPGA依据三取二表决的逻辑选择一个同步脉冲，并把该同步脉冲发送至所述处理器模块中的CPU，从而使得三个CPU在统一的同步脉冲驱动下工作。

6.一种高可靠三模冗余控制和数据管理计算机的使用方法，其特征在于：包括依次实施的数据表决过程和输出权表决过程，用以实现如权利要求1所述的高可靠三模冗余控制和数据管理计算机中三个处理器输出什么数据的表决以及哪个处理器模块进行输出的表决；

该数据表决过程包括如下步骤：

每个所述处理器模块分别从各自对应的表决控制单元读取所有三个处理器模块的输出数据；

然后进行三取二表决，得到输出的数据；

该输出权表决过程包括如下步骤：

三个所述处理器模块依据数据表决过程的表决结果，表决选择一个用以输出数据的处理器模块，并将选择结果传输至所述表决控制单元；

每个所述表决控制单元接受三个所述处理器模块传输而来的选择结果进行三取二表决，确定用以输出数据的处理器模块，最后将表决结果反馈给所述处理器模块，从而实现输出。

7.如权利要求6所述的高可靠三模冗余控制和数据管理计算机的使用方法，其特征在于：在所述输出权表决过程中，当三个处理器模块有大于或等于两个选择其中一个处理器模块进行输出，则该处理器模块对应的1553B总线配置为BC模式，并控制该处理器模块中各输出单元的使能端输出，另外两个处理器模块对应的1553B总线配置为MT模式，禁止该两个处理器模块中各输出单元的输出。

8.如权利要求6所述的高可靠三模冗余控制和数据管理计算机的使用方法，其特征在于：在所述输出权表决过程和数据表决过程中，若三个处理器模块中有一个的输出多次与其他两个处理器模块不一致，则对该处理器模块进行关机操作，使得另两个处理器模块以双机热备模式进行工作，在所述双机热备模式中，一个所述处理器模块作为当班机运行并输出数据，另一个作为备用机运行但不输出数据。