一種雙機熱備系統中快速主備切換裝置和主備切換方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提出一種雙機熱備系統中快速主備切換裝置和主備切換方法。快速主備切換裝置包括硬件互斥電路、過濾電路，以及位于第一核心模塊上的第一軟件協商模塊和第一看門狗模塊，位于第二核心模塊上的第二軟件協商模塊和第二看門狗模塊，解決了現有主備切換系統中軟件死機不能及時發現的問題，主備切換過程中的對外“雙主”呈現問題，以及主備協商過程中的對外“雙備”呈現問題。

【技術實現步驟摘要】
一種雙機熱備系統中快速主備切換裝置和主備切換方法
本專利技術涉及通信系統熱備份
，特別是指一種雙機熱備系統中快速主備切換裝置。
技術介紹
在電子設備中，特別是在高端核心設備，對于核心模塊，都會用到雙機熱備方案，提供1+1冗余保護。雙機熱備特指基于active（主）/standby（備）方式的熱備。而兩個模塊之間的選擇和切換就需要提供一種可靠的仲裁機制和切換流程，否則容易出現主用模塊軟件死機不能及時發現和進行主備切換的問題，主備切換過程中的對外“雙主”呈現問題，以及主備協商過程中的對外“雙備”呈現問題。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術提出一種快速主備切換裝置，所述裝置包括硬件互斥電路、過濾電路，以及位于第一核心模塊上的第一軟件協商模塊和第一看門狗模塊，位于第二核心模塊上的第二軟件協商模塊和第二看門狗模塊，其中，第一軟件協商模塊和第二軟件協商模塊用于協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態，其輸出端分別與硬件互斥電路的第一輸入端和第二輸入端連接，分別向硬件互斥電路輸出第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態信號；硬件互斥電路的第一輸出端和第二輸出端，分別與過濾電路的第一輸入端和第二輸入端連接，用于在第一核心模塊輸出的狀態和第二核心模塊輸出的狀態信號均變為主狀態信號時，保持硬件互斥電路的原輸出狀態不變；過濾電路用于在硬件互斥電路的第一輸出端和第二輸出端的輸出信號均變為備用狀態信號時，保持過濾電路的原輸出狀態信號不變；第一看門狗模塊的輸出端分別連接硬件互斥電路的第三輸入端和第一軟件協商模塊；第二看門狗模塊的輸出端分別連接硬件互斥電路的第四輸入端和第二軟件協商模塊；第一看門狗模塊內部具有第一硬件計數器，在第一硬件計數器計數溢出時分別向硬件互斥電路的第三輸入端和第一軟件協商模塊發送復位信號；第二看門狗模塊內部具有第二硬件計數器，在第二硬件計數器計數溢出時分別向硬件互斥電路的第四輸入端和第二軟件協商模塊發送復位信號；第一軟件協商模塊還用于在收到復位信號后，首先重啟第一核心模塊，并置輸出信號為備用狀態信號，然后再啟動與第二軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程；第二軟件協商模塊還用于在收到復位信號后，首先重啟第二核心模塊，并置輸出信號為備用狀態信號，然后再啟動與第一軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程。本專利技術的有益效果主要在于以下幾個方面：1，利用初始默認狀態：硬件上把主模塊和備模塊的初始狀態設置為備。正常工作時一旦發生異常死機，可以通過看門狗復位等手段自動進入默認狀態。從而避免死在主狀態，無法釋放總線控制權，導致系統癱瘓。2，主備監測中引入看門狗復位：引入看門狗作為本模塊監測自身是否正常的手段；一旦軟件發現異常死機，或程序運行出現故障，看門狗發生作用，產生復位，則模塊進入初始默認狀態。可以從故障中恢復出來，避免死在主狀態，導致癱瘓。3，主備狀態協商機制和硬件互斥電路，避免對外輸出雙主狀態：正常情況下，不會出現兩個核心模塊同時為主模塊的狀態。互斥電路的意義在于通過命令強制將備用模塊轉為主用模塊，但原主用模塊未完成“退主”情況下，出現的短時間“雙主”情況。互斥電路通過其保持功能，送給后面過濾電路的輸入不發生變化，因此整個系統對外輸出Act1out、Act2out不會變化，直到原主用狀態模塊退出主狀態。4，平滑切換：利用過濾電路的保持特性，使得在主備狀態協商握手過程中，出現Act1tmp和Act2tmp都變為備用狀態指示時，整個系統對外輸出Act1out、Act2out不會變化，從而避免了對外輸出“雙備”狀態。附圖說明圖1是本專利技術提出的快速主備切換裝置的模塊結構示例圖。圖2是本專利技術提出的主備切換裝置的電路模塊示例圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本專利技術作進一步的詳細描述。圖1是本專利技術提出的快速主備切換裝置的模塊結構示例圖。所述裝置包括硬件互斥電路、過濾電路，以及位于第一核心模塊上的第一軟件協商模塊和第一看門狗模塊，位于第二核心模塊上的第二軟件協商模塊和第二看門狗模塊，其中，第一軟件協商模塊和第二軟件協商模塊用于協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態，其輸出端分別與硬件互斥電路的第一輸入端和第二輸入端連接，分別向硬件互斥電路輸出第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態信號；硬件互斥電路的第一輸出端和第二輸出端，分別與過濾電路的第一輸入端和第二輸入端連接，用于在第一核心模塊輸出的狀態和第二核心模塊輸出的狀態信號均變為主狀態信號時，保持硬件互斥電路的原輸出狀態不變；過濾電路用于在硬件互斥電路的第一輸出端和第二輸出端的輸出信號均變為備用狀態信號時，保持過濾電路的原輸出狀態信號不變；第一看門狗模塊的輸出端分別連接硬件互斥電路的第三輸入端和第一軟件協商模塊；第二看門狗模塊的輸出端分別連接硬件互斥電路的第四輸入端和第二軟件協商模塊；第一看門狗模塊內部具有第一硬件計數器，在第一硬件計數器計數溢出時分別向硬件互斥電路的第三輸入端和第一軟件協商模塊發送復位信號；第二看門狗模塊內部具有第二硬件計數器，在第二硬件計數器計數溢出時分別向硬件互斥電路的第四輸入端和第二軟件協商模塊發送復位信號；第一軟件協商模塊還用于在收到復位信號后，首先重啟第一核心模塊，并置輸出信號為備用狀態信號，然后再啟動與第二軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程；第二軟件協商模塊還用于在收到復位信號后，首先重啟第二核心模塊，并置輸出信號為備用狀態信號，然后再啟動與第一軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程。主備切換方法包括：處于主用狀態的第一核心模塊發生軟件故障，致使第一硬件計數器計數溢出，第一硬件計數器向硬件互斥電路的第三輸入端和第一軟件協商模塊發送復位信號；第一軟件協商模塊收到復位信號后，首先重啟第一核心模塊，并置輸出信號為備用狀態信號，然后再啟動與第二軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程；處于備用狀態的第二核心模塊的第二軟件協商模塊檢測到第一核心模塊變為備用狀態，立即啟動與第一軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程；硬件互斥電路的第三輸入端在第一硬件計數器發送的復位信號的作用下，將其第一輸出端輸出的信號由主用信號變為備用信號；過濾電路在硬件互斥電路的第一輸出端和第二輸出端的輸出信號均變為備用狀態信號時，保持輸出第一核心模塊為主用模塊、第二核心模塊為備用模塊的輸出信號狀態。主備切換方法還包括：處于備用狀態的第二核心模塊接到切換為主用狀態的命令后，第二軟件協商模塊將輸出狀態信號變為主用狀態信號；硬件互斥電路檢測到其第一輸入端和第二輸入端都變為主用狀態信號，保持輸出第一核心模塊為主用模塊、第二核心模塊為備用模塊的輸出信號狀態不變；第一軟件協商模塊檢測到第二核心模塊變為主用狀態的信號，立即將自身狀態變為備用狀態，并輸出備用狀態信號；硬件互斥電路檢測到其第一輸入端變為備用狀態信號，第二輸入端變為主用狀態信號，則硬件互斥電路在其第一輸出端輸出備用狀態信號，在第二輸出端輸出主用狀態信號；過濾電路檢測到其第一輸入端變為備用狀態信號，第二輸入端變為主用狀態信號，則過濾電路在其第一輸出端輸出備用狀態信號，在第二輸出本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種主備切換裝置，其特征在于：所述裝置包括硬件互斥電路、過濾電路，以及位于第一核心模塊上的第一軟件協商模塊和第一看門狗模塊，位于第二核心模塊上的第二軟件協商模塊和第二看門狗模塊，其中，第一軟件協商模塊和第二軟件協商模塊用于協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態，其輸出端分別與硬件互斥電路的第一輸入端和第二輸入端連接，分別向硬件互斥電路輸出第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態信號；硬件互斥電路的第一輸出端和第二輸出端，分別與過濾電路的第一輸入端和第二輸入端連接，用于在第一核心模塊輸出的狀態和第二核心模塊輸出的狀態信號均變為主狀態信號時，保持硬件互斥電路的原輸出狀態不變；過濾電路用于在硬件互斥電路的第一輸出端和第二輸出端的輸出信號均變為備用狀態信號時，保持過濾電路的原輸出狀態信號不變；第一看門狗模塊的輸出端分別連接硬件互斥電路的第三輸入端和第一軟件協商模塊；第二看門狗模塊的輸出端分別連接硬件互斥電路的第四輸入端和第二軟件協商模塊；第一看門狗模塊內部具有第一硬件計數器，在第一硬件計數器計數溢出時分別向硬件互斥電路的第三輸入端和第一軟件協商模塊發送復位信號；第二看門狗模塊內部具有第二硬件計數器，在第二硬件計數器計數溢出時分別向硬件互斥電路的第四輸入端和第二軟件協商模塊發送復位信號；第一軟件協商模塊還用于在收到復位信號后，首先重啟第一核心模塊，并置輸出信號為備用狀態信號，然后再啟動與第二軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程；第二軟件協商模塊還用于在收到復位信號后，首先重啟第二核心模塊，并置輸出信號為備用狀態信號，然后再啟動與第一軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程。2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于：在第一核心模塊無故障時，所述第一硬件計數器由第一核心模塊周期性發送的清零信號清零；當第一核心模塊發生故障時，第一硬件計數器會因收不到清零信號而計數溢出；在第二核心模塊無故障時，所述第二硬件計數器由第二核心模塊周期性發送的清零信號清零；當第二核心模塊發生故障時，第二硬件計數器會因收不到清零信號而計數溢出。3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于：第一軟件協商模塊和第二軟件協商模塊輸出的主備狀態信號還通過信號線互相發送給對方;處于備用狀態的核心模塊的軟件協商模塊，檢測到對端變為備用狀態時，立刻啟動第一軟件協商模塊和第二軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程。4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于：第一軟件協商模塊和第二軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程啟動時，所述過濾電路的第一輸入端和第二輸入端輸入的信號均變為備用狀態信號。5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于：當第一核心模塊和第二核心模塊都處于備用狀態時，第一軟件協商模塊和第二軟件協商模塊，根據預設的第一核心模塊的主備選擇優先級和預設的第二核心模塊的主備選擇優先級，將第一核心模塊切換為主用狀態或將第二核心模塊切換為主用狀態。6.如權利要求5所述的裝置，其特征在于：第一核心模塊和第二核心模塊上電初始化后，均自動置于備用狀態。7.如權利要求5所述的裝置，其特征在于：主備選擇優先級高的核心模塊，在協商后被切換到主用狀態，主備選擇優先級低的核心模塊，在協商后保持在備用狀態。8.如權利要求1所述的裝置，其特征在于：第一軟件協商模塊和第二軟件協商模塊輸出的主備狀態信號還通過信號線互相發送給對方;處于主用狀態的核心模塊的軟件協商模塊，檢測到對端變為主用狀態時，立刻將自身置為備用狀態并輸出備用狀態信號。9.一種主備系統中的主備切換方法，其特征在于：所述系統包括硬件互斥電路、過濾電路，以及位于第一核心模塊上的第一軟件協商模塊和第一看門狗模塊，位于第二核心模塊上的第二軟件協商模塊和第二看門狗模塊，其中，第一軟件協商模塊和第二軟件協商模塊用于協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態，其輸出端分別與硬件互斥電路的第一輸入端和第二輸入端連接，分別向硬件互斥電路輸出第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態信號；硬件互斥電路的第一輸出端和第二輸出端，分別與過濾電路的第一輸入端和第二輸入端連接，用于在第一核心模塊輸出的狀態和第二核心模塊輸出的狀態信號均變為主狀態信號時，保持硬件互斥電路的原輸出狀態不變；過濾電路用于在硬件互斥電路的第一輸出端和第二輸出端的輸出信號均變為備用狀態信號時，保持過濾電路的原輸出狀態信號不變；第一看門狗模塊的輸出端分別連接硬件互斥電路的第三輸入端和第一軟件協商模塊；第二看門狗模塊的輸出端分別連接硬件互斥電路的第四輸入端和第二軟件協商模塊；第一看門狗模塊內部具有第一硬件計數器，在第一硬件計數器計數溢出時分別向硬件互斥電路的第三輸入端和第一軟件協商模塊發送復位信號；第二看門狗模塊內部具有第二硬件計數器，在第二硬件計數器計數溢出時分別向硬件互斥電路的第四輸入端和第二軟件協商模塊發送復位信號；第一軟件協商模塊還用于在收到復位信號后，首先重啟第一核心模塊，并置輸出信號為備用狀態信號，然后再啟動與第二軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程；第二軟件協商模塊還用于在收到復位信號后，首先重啟第二核心模塊，并置輸出信號為備用狀態信號，然后再啟動與第一軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程；所述方法包括：處于主用狀態的第一核心模塊發生軟件故障，致使第一硬件計數器計數溢出，第一硬件計數器向硬件互斥電路的第三輸入端和第一軟件協商模塊發送復位信號；第一軟件協商模塊收到復位信號后，首先重啟第一核心模塊，并置輸出信號為備用狀態信號，然后再啟動與第二軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程；處于備用狀態的第二核心模塊的第二軟件協商模塊檢測到第一核心模塊變為備用狀態，立即啟動與第一軟件協商模塊協商第一核心模塊和第二核心模塊的主備狀態的過程；硬件互斥電路的第三輸入端在第一硬件計數器發送的復位信號的作用下，將其第一輸出端輸出的信號由主用信號變為備用信號；過濾電路在硬件互斥電路的第一輸出端和第二輸出端的輸出信號均變為備用狀態信號時，保持輸出第一核心模塊為主用模塊、第二核心模塊為備用模塊的輸出信號狀態。10.如權利要求9所述的方法，其特征在于：在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王勇，尹煥亭，劉建元，
申請(專利權)人：浙江網新技術有限公司，
類型：發明
國別省市：