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3 系統(tǒng)各部分工作原理

3 ．1 IDT7130的工作原理
    IDT7130為1 kΩ×8位的靜態(tài)雙端口RAM,它采用高性能CEMOS工藝,典型功耗為325 MW,最大訪問時間僅為20 ns。它帶有兩個自身控制,地址和I／O引腳的獨立端口。它允許任何一個端口獨立地讀寫存儲器中的任何單元。為了避免雙CPU系統(tǒng)對
數(shù)據(jù)讀寫發(fā)生爭用,其片內(nèi)帶有硬件端口仲裁電路,以保證雙機有序地讀寫存儲器
中的任何單元。在MCS－51系列單片機中,由于沒有READY延時線,所以不能使用這
些仲裁電路,而需另設(shè)硬件電路來防止數(shù)據(jù)爭用。

3．2 MAX813L的使用


　　此電路為MAX公司生產(chǎn)的程序監(jiān)控專用電路,用以防止程序跑死、跑飛,如圖2所
示。將MR與看門狗輸出端WDO相連,看門狗輸入端WDI接到單片機的P1．5腳,REST
端接單片機復(fù)位端RESET。平時,在定時中斷子程序中對P1．5輸出一次,每次取反,則P1．5腳將輸出標準的方波,不斷觸發(fā)看門狗。當系統(tǒng)受到干擾,出現(xiàn)“死機”現(xiàn)象時,單片機將無法從P1．5給出脈沖,1．6 s后813L的REST端便給出復(fù)位信號,使單片機復(fù)位。另外在掉電和上電期間,MAX813L均能產(chǎn)生可靠的復(fù)位信號。

3．3故障探測及切換系統(tǒng)

    這個系統(tǒng)有兩個任務(wù)：一是探測2個CPU系統(tǒng)的工作狀況;二是發(fā)現(xiàn)故障時及時進行整個系統(tǒng)的切換。既然要檢測CPU的工作是否正常,它本身就應(yīng)該高可靠,結(jié)構(gòu)要精少,嚴格篩選。2個CPU同時給故障檢測及切換系統(tǒng)不間斷脈沖,檢測系統(tǒng)則檢測所給的脈沖間隔,由此來確定2個CPU系統(tǒng)是否正常工作。這個間隔應(yīng)大于看門狗產(chǎn)生復(fù)位所需的時間,以確定確實硬件出故障后再做切換。當某CPU系統(tǒng)所給出的脈沖間隔大于設(shè)定值時,說明此CPU系統(tǒng)發(fā)生了故障。這時切換控制系統(tǒng)就可通過邏輯組合屏蔽掉此CPU的CE,同時放開另一CPU端的CE,將雙端口RAM交由副CPU使用。

4  軟件

　　在此電路的其它部分有現(xiàn)成的8 Hz信號,可將此信號作為外部中斷源,由P1．5輸出脈沖信號給故障檢測電路及看門狗電路。每發(fā)生一次中斷,將P1．5輸出取一次
反,形成了250 ms的方波信號。外部中斷子程序如圖3所示。其中03H為設(shè)定的標志
位,它代表了上一次P1．5輸出的電平。

    在主程序的初始化中,應(yīng)避免對各內(nèi)外存儲器置數(shù),以便出現(xiàn)故障產(chǎn)生復(fù)位后,單片機能夠不間斷按原故障處繼續(xù)運行。

5  結(jié) 論

　  在以往的雙機容錯系統(tǒng)中,為了共享存儲器而不得不增加大量類似245、244的器件,反而影響了可靠性的提高,而雙端口RAM的使用可大大簡化電路,從而真正保證雙機系統(tǒng)可靠性的提高。

　　對以上方案進行了許多模擬故障試驗,均能可靠地進行切換和不間斷工作。應(yīng)用在建筑塔鐘控制系統(tǒng)上以后,經(jīng)過長期運行,證明設(shè)計是成功的,運行是可靠的。
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