[发明专利]一种异构冗余的拟态MCU

权利要求书

1.一种异构冗余的拟态MCU，其特征在于：包括异构MCU模块和拟态调度模块；

所述异构MCU模块包括至少三个不同架构的MCU芯片以及对应MCU芯片的外围子系统，该MCU芯片中的一个作为备份MCU，其他作为判决MCU；

所述拟态调度模块包括判决模块和多个数据通信接口；

所述MCU芯片通过对应的数据通信接口与所述判决模块信号连接，该数据通信接口接收所有MCU芯片的运算结果并发送至判决模块；

所述判决模块的判决输出过程包括以下步骤：

(Ⅰ)接收多个判决MCU和一个备份MCU的运算结果；

(Ⅱ)将所有MCU芯片的运算结果进行对比，对比结果包括以下三种情况：

(a1)在判决模块预设的阀值内，判决MCU中出现运算结果相同且数量最多的MCU芯片；

(a2)在判决模块预设的阀值内，判决MCU结合备份MCU出现运算结果相同且数量最多的MCU芯片；

(a3)排除以上两种情况的其他情况；

(Ⅲ)若对比结果为(a1)或(a2)，则将运算结果相同且数量最多的MCU芯片作为正常工作的芯片，并将该芯片的运算结果作为判决模块的唯一结果输出，若存在其他MCU芯片，则同时判决模块向其他MCU芯片输出清洗指令，并重复步骤(Ⅰ)、(Ⅱ)和(Ⅲ)，实现其他MCU芯片的全局复位和状态恢复；

若对比结果为(a3)，则判定该拟态MCU工作状态极度不安全，保留其中一个MCU芯片工作，同时判决模块向其他MCU芯片输出清洗指令，并重复步骤(Ⅰ)、(Ⅱ)和(Ⅲ)。

2.根据权利要求1所述的异构冗余的拟态MCU，其特征在于：所述判决模块中针对情况(a3)做出的保留其中一个MCU芯片工作的MCU芯片筛选过程包括以下两种情况：

(b1)在判决模块预设的阀值内，判决MCU结合备份MCU中，出现至少两组运算结果相同且数量最多的MCU芯片；

(b2)在判决模块预设的阀值内，判决MCU结合备份MCU中，MCU芯片的运算结果都不相同；

若出现情况(b1)，则任意保留该至少两组运算结果相同且数量最多的MCU芯片中的一个工作；

若出现情况(b2)，则任意保留一个MCU芯片工作即可。

3.根据权利要求1所述的异构冗余的拟态MCU，其特征在于：所述MCU芯片的个数有四个，其中三个判决MCU，一个备份MCU。

4.根据权利要求1所述的异构冗余的拟态MCU，其特征在于：所述判决模块为FPGA芯片或ASIC芯片。

5.根据权利要求1所述的异构冗余的拟态MCU，其特征在于：所述MCU芯片的清洗复位和状态恢复过程，包括MCU全局复位、同步数据传输和状态恢复，即MCU全局复位后进行同步数据传输，将拟态调度模块中与其对应的芯片运算信息及运算结果传输至该MCU芯片中，并通过判决模块的判决输出过程实现MCU芯片工作状态的恢复。

6.根据权利要求5所述的异构冗余的拟态MCU，其特征在于：所述拟态调度模块还包括SDRAM模块，所述SDRAM模块与所述判决模块信号连接，该判决模块将其选出的正常工作MCU芯片的运行信息及运算结果对应存入SDRAM模块。

7.根据权利要求6所述的异构冗余的拟态MCU，其特征在于：芯片运算信息及运算结果存储在SDRAM模块中，所述同步数据传输过程中，MCU芯片将与其对应的芯片运算信息及运算结果由SDRAM模块中传输至该MCU芯片中。