[实用新型]一种信号设备的三取二安全输入电路

说明书

本实用新型公开了一种信号设备的三取二安全输入电路，包括FPGA1、FPGA2、FPGA3和FPGA4，所述FPGA1、FPGA2和FPGA3分别与三块主板相应的VME总线相连，用于接收和发送相关I/O状态及控制信息；所述FPGA4通过独立的数据线分别与FPGA1、FPGA2和FPGA3连接，输入采样信息经FPGA1、FPGA2和FPGA3到外部MPU，由3块MPU板完成对输入信息的表决。本实用新型的硬件和软件架构可以应用到三取二的输出板上；其输入原理可以应用到其它安全相关的二乘二取二架构上；输入电路采用标准VME总线，具有标准VME总线所具有的优点。

技术领域

本实用新型属于轨道交通信号的技术领域，具体涉及一种信号设备的三取二安全输入电路。

背景技术

城市轨道信号设备对RAMS有着最高的要求，其中安全性指标明确规定为信号系统安全设备导向危险侧的概率为10E-9/h≤概率指标10E-8/h(h为行车小时)，为了达到这个指标，各信号设备厂家采用各种硬件和软件的冗余措施，其中最常用的方法是三取二或二乘二取二。

如果采用三取二方式来实现，不仅要在硬件上从主机、输入、输出和通信每一个环节上要采用三取二，而且要在软件上从逻辑、输入和输出都需要采用三取二的冗余。既有的三取二系统通常只在主机上硬件和软件采用三取二措施，没有在系统的每一个环节上采用三取二措施，因此很难保证信号安全设备的需要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种信号设备的三取二安全输入电路。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种信号设备的三取二安全输入电路，包括FPGA1、FPGA2、FPGA3和FPGA4，所述FPGA1、FPGA2和FPGA3分别与三块主板相应的VME总线相连，用于接收和发送相关I/O状态及控制信息；所述FPGA4通过独立的数据线分别与FPGA1、FPGA2和FPGA3连接，输入采样信息经FPGA1、FPGA2和FPGA3到外部MPU，由3块MPU板完成对输入信息的表决，注意在输入板卡中FPGA4不对FPGA1～FPGA3的采样信息进行表决。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的三取二安全输入电路还包括采集模块共有32路采集电路，每路完成一个外部继电器开关状态的采集，采集电路具有内在式故障-安全的特性。

上述的FPGA1、FPGA2和FPGA3负责：固定周期内收集FPGA4产生的采集脉冲，判定外部继电器的开关状态；输入采集数据的滤波；将判定结果放入特定寄存器，供外部设备通过VME读取。

上述的FPGA4模块负责：采集脉冲、轮询信号的产生；FPGA1、FPGA2、FPGA3和FPGA4的电源管理、温控管理、自关断功能管理；控制LED显示采集电路状态、管理槽位识别功能。

上述的VME总线是通过VME总线收发器芯片来实现VME通讯，所述芯片型号为VMEH22501。

上述的VME总线用于实现所述三取二安全输入电路和外部设备之间的数据传输，所述数据传输采用打包方式，包括32通道采集信息、32通道故障信息、本板自诊断信息、板ID及槽位号及32位CRC校验。

本实用新型具有以下有益效果：

1、输入板硬件采用三取二。采用三块FPGA和三条总线和主板接口，通过FPGA4进行板卡的管理；

2、本发明的硬件和软件架构可以应用到三取二的输出板上；

3、本发明的输入原理可以应用到其它安全相关的二乘二取二架构上；

4、输入电路采用标准VME总线，具有标准VME总线所具有的优点。

附图说明