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一种新型二乘二取二安全计算机的设计和实现

作　者: 郭庆
导　师: 陈祥献；黄海
学　校: 浙江大学
专　业: 电子信息技术及仪器
关键词: 二乘二取二同步表决动态电路回路控制故障安全冗余
分类号: TP309
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着我国城市化水平的飞速发展,交通问题成为了摆在城市管理者面前的一个亟需解决的问题。而轨道交通的普及为解决中国城市化带来的交通问题提供了一个新的途径。因此国内有多家厂商开始研制具有自主知识产权的轨道交通信号系统。作为轨道交通信号系统的硬件核心,研制出具有较高可靠性和安全性的安全计算机平台成为了第一要务,本文作者详细叙述了目前在国内广泛应用的几种安全计算机平台的制式。基于此设计了一种新型的二乘二取二安全计算机,并从三个部分来对安全计算机进行描述。在CPU模块中,本文提出了一种基于以太网通信的同步表决方案。在IO模块中,通过动态电路的设计实现了数据安全地输入输出。在切换模块的设计中,作者通过输出回路控制来实现主备之间的无缝切换。然后分别对CPU模块、IO模块和切换模块的各项功能和性能进行详细测试。结果表明该二乘二取二计算机能够满足可靠性和安全性要求。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-12
  1.1 安全计算机平台研究的背景和意义  9
    1.1.1 研究背景  9
    1.1.2 研究意义  9
  1.2 安全计算机平台研究的发展现状  9-10
  1.3 论文主要工作  10-12
2 安全计算机平台  12-17
  2.1 双机热备安全计算机平台  12-13
    2.1.1 双机热备平台模型与结构  12-13
    2.1.2 双机热备平台结构原理  13
  2.2 三取二安全计算机平台  13-14
    2.2.1 三取二平台模型与结构  13-14
    2.2.2 三取二平台原理  14
  2.3 二乘二取二安全计算机平台  14-17
    2.3.1 二乘二取二平台模型与结构  15
    2.3.2 二乘二取二平台原理  15-17
3 二乘二取二安全计算机系统架构设计  17-20
  3.1 二乘二取二安全计算机RAMS需求分析  17-18
  3.2 总体架构设计  18
  3.3 系统功能  18-20
    3.3.1 CPU模块功能  18-19
    3.3.2 IO模块功能  19
    3.3.3 切换模块功能  19-20
4 二乘二取二安全计算机系统模块设计  20-62
  4.1 CPU模块设计  20-53
    4.1.1 数据采集子模块的设计  20-43
    4.1.2 同步表决子模块的设计  43-47
    4.1.3 通信子模块的设计  47-53
  4.2 IO模块设计  53-59
    4.2.1 安全输入子模块的设计  53-56
    4.2.3 安全输出子模块的设计  56-59
  4.3 切换模块设计  59-62
5 测试与结果  62-69
  5.1 处理器模块测试  62
  5.2 IO测试  62-65
    5.2.1 单片机测试  63
    5.2.2 输入测试  63-64
    5.2.3 通信功能测试  64
    5.2.4 输出测试  64-65
  5.3 系统测试  65-69
6 结论  69-70
  6.1 总结  69
  6.2 展望  69-70
参考文献  70-72
作者简介  72

一种新型二乘二取二安全计算机的设计和实现

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