一種雙機(jī)熱備切換裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開一種雙機(jī)熱備切換裝置，包括主板和備板，還包括：主備板切換和復(fù)位電路，用于實(shí)現(xiàn)主板和備板之間的自由切換；所述主備板切換和復(fù)位電路根據(jù)所述主板或備板發(fā)送的觸發(fā)信號(hào)輸出相應(yīng)的切換信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，從而對(duì)所述主板或備板上的輸出驅(qū)動(dòng)器和接口進(jìn)行切換；輸入緩沖器，用于將開關(guān)量分別輸入至所述主板和所述備板；驅(qū)動(dòng)單元，同時(shí)連接所述主板和所述備板上的輸出驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器所輸出的信號(hào)對(duì)相應(yīng)的主板或者備板進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；接口切換電路，與所述主備板切換和復(fù)位電路相連，同時(shí)連接所述主板和所述備板上的接口，根據(jù)所述主備板切換和復(fù)位電路發(fā)出的切換信號(hào)切換所述主板或備板上的接口。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及電子
，特別涉及一種小型金融機(jī)電設(shè)備的系統(tǒng)熱備份裝置。
技術(shù)介紹
在電子設(shè)備中，特別是對(duì)于核心模塊，都會(huì)用到雙機(jī)熱備方案，為系統(tǒng)提供冗余保護(hù)。主備機(jī)同時(shí)工作，當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，立即切換到備用機(jī)繼續(xù)工作，進(jìn)而保證設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。雙機(jī)熱備方案多應(yīng)用于對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性要求較高的領(lǐng)域，如：航空航天、軍事、通訊、大型工業(yè)控制，最近幾年在金融和安防領(lǐng)域也有所應(yīng)用。由于采用雙機(jī)熱備方案的系統(tǒng)一般都較為復(fù)雜，涉及到多種輸入輸出接口，所以多數(shù)方案均會(huì)用到復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)，對(duì)CPLD編程，用CPLD監(jiān)控主備機(jī)的狀態(tài)，同時(shí)完成接口切換邏輯。方案大致框圖如圖1所示。然而這種方案的缺點(diǎn)在于，需要耗費(fèi)較高的成本，并且CPLD需要單獨(dú)編程，對(duì)于一些特殊通訊接口，比如USB、以太網(wǎng)接口，多數(shù)的CPLD無法完成切換，需要更換為高端的FPGA或外加切換開關(guān)芯片，因此進(jìn)一步增加了開發(fā)工作量，消耗大量的人力物力成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于進(jìn)一步提高小型金融機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的可靠性，在系統(tǒng)主板出現(xiàn)故障時(shí)，能夠及時(shí)切換到備用板繼續(xù)工作，保證設(shè)備不間斷運(yùn)行。為達(dá)上述目的，本技術(shù)提出以下技術(shù)方案：一種雙機(jī)熱備切換裝置，包括主板和備板，所述主板和備板之間通過串口連接，其中，還包括：主備板切換和復(fù)位電路，用于實(shí)現(xiàn)主板和備板之間的自由切換；所述主備板切換和復(fù)位電路根據(jù)所述主板或備板發(fā)送的觸發(fā)信號(hào)輸出相應(yīng)的切換信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，從而對(duì)所述主板或備板上的輸出驅(qū)動(dòng)器和接口進(jìn)行切換；輸入緩沖器，用于將開關(guān)量分別輸入至所述主板和所述備板；驅(qū)動(dòng)單元，同時(shí)連接所述主板和所述備板上的輸出驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器所輸出的信號(hào)對(duì)相應(yīng)的主板或者備板進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；接口切換電路，與所述主備板切換和復(fù)位電路相連，同時(shí)連接所述主板和所述備板上的接口，根據(jù)所述主備板切換和復(fù)位電路發(fā)出的切換信號(hào)切換所述主板或備板上的接口。根據(jù)本技術(shù)提出的雙機(jī)熱備切換裝置，所述切換信號(hào)包括主板切換時(shí)鐘信號(hào)，主板切換電平信號(hào)，備板切換時(shí)鐘信號(hào)和備板切換電平信號(hào)，所述主板切換時(shí)鐘信號(hào)和所述備板切換時(shí)鐘信號(hào)分別通過第一反向器和第二反向器進(jìn)行整形和反向后，又分別連接至第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端；所述主板切換電平信號(hào)和所述備板切換電平信號(hào)分別連接至第一觸發(fā)器的J引腳和第二觸發(fā)器的K引腳，所述第二觸發(fā)器的輸出引腳連接至所述第一觸發(fā)器的異步復(fù)位引腳。根據(jù)本技術(shù)提出的雙機(jī)熱備切換裝置，所述主板切換時(shí)鐘信號(hào)和備板切換時(shí)鐘信號(hào)分別經(jīng)過反相和延時(shí)后成為主板復(fù)位信號(hào)和備板復(fù)位信號(hào)，所述主板復(fù)位信號(hào)和備板復(fù)位信號(hào)分別被連接至雙路緩沖器的兩輸入端，所述雙路緩沖器的輸出端為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路復(fù)位信號(hào)，用于對(duì)后續(xù)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行復(fù)位。根據(jù)本技術(shù)提出的雙機(jī)熱備切換裝置，所述第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器選用SN74LVC112A；所述第一反向器和第二反向器選用SN74LVC06A；所述雙路緩沖器選用SN74LVC2G07。根據(jù)本技術(shù)提出的雙機(jī)熱備切換裝置，所述主板或備板上的接口包括USB接口，UART接口，I2C接口和MAC接口，所述接口切換電路包括三部分，分別為UART、I2C接口切換電路，USB接口切換電路和MAC接口切換電路。根據(jù)本技術(shù)提出的雙機(jī)熱備切換裝置，所述UART、I2C接口切換電路選用兩片4路單刀雙擲模擬開關(guān)TS3A5018芯片，用于切換3路UART和一路I2C接口。根據(jù)本技術(shù)提出的雙機(jī)熱備切換裝置，所述USB接口切換電路選用USB2.0模擬開關(guān)TS3USB221A芯片。根據(jù)本技術(shù)提出的雙機(jī)熱備切換裝置，所述MAC接口切換電路選用6通道單刀雙擲SDIO總線模擬開關(guān)TXS02612芯片，用于切換RMII接口的TXD[0:1],TXEN,REFCLK,MDIO接口的MDC和MDIO。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下有益效果：1、電路簡單實(shí)用，便于生產(chǎn)和維護(hù)；2、可以有效降低生產(chǎn)成本；3、由于未用到可編程邏輯器件，省去了CPLD編程的階段，減少了系統(tǒng)復(fù)雜度，可以加快項(xiàng)目開發(fā)進(jìn)度。附圖說明圖1為現(xiàn)有技術(shù)中通過CPLD進(jìn)行電路切換的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)的雙機(jī)熱備切換裝置一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本技術(shù)中主備板切換電路一具體實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖；圖4為本技術(shù)中UART、I2C接口切換電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖5為本技術(shù)中USB接口切換電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖6為本技術(shù)中MAC接口切換電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖7為本技術(shù)的雙機(jī)熱備切換裝置進(jìn)行切換動(dòng)作時(shí)的運(yùn)行流程圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本技術(shù)保護(hù)的范圍。請(qǐng)參閱圖2，為本技術(shù)的雙機(jī)熱備切換裝置一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，主板A為主機(jī)，主板B為備用機(jī)，AB間通訊通過串口實(shí)現(xiàn)，可以用于傳輸心跳信號(hào)，狀態(tài)信號(hào)及關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份。由于開關(guān)量輸入一般不會(huì)受到后端主板的影響，所以未加切換開關(guān)，經(jīng)過緩沖器后直接進(jìn)入A板和B板。主備板切換和復(fù)位電路會(huì)根據(jù)A、B板發(fā)送的觸發(fā)信號(hào)輸出相應(yīng)的切換信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，對(duì)A、B板上的輸出驅(qū)動(dòng)器及接口切換電路進(jìn)行切換。本技術(shù)主要涉及到主備板切換和復(fù)位電路和接口切換電路，其中主備板切換和復(fù)位電路又包括切換電路和復(fù)位電路兩部分。以下進(jìn)行詳細(xì)介紹。圖3為本技術(shù)中主備板切換電路一具體實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，電路主要是通過兩路JK觸發(fā)器級(jí)聯(lián)輸出兩路邏輯電平相反的電平信號(hào)作為后端驅(qū)動(dòng)器和接口切換電路的切換信號(hào)，從而實(shí)兩主備板各自的驅(qū)動(dòng)單元和接口單元的切換。切換信號(hào)WS_SW_A和WS_SW_B有效電平均為低，同時(shí)兩個(gè)信號(hào)為互斥關(guān)系。WS_SW_A和WS_SW_B分別引至主板A和備用板B的驅(qū)動(dòng)器的OE引腳(輸出使能)，OE電平為低時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出有效，OE為高時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出為高阻態(tài)。由于SW_SW_A和WS_SW_B為互斥關(guān)系，所以只會(huì)有一路驅(qū)動(dòng)器正常工作。即實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)器的切換。WS_SW_A同時(shí)又引至接口切換電路，WS_SW_A電平為低時(shí)，所有后端接口均切換至主板A，與主板B斷開。WS_SW_A電平為高時(shí)，所有后端接口均切換至備用板B，與主板A斷開。圖3中SWCK_A(切換時(shí)鐘信號(hào))、SW_A(切換電平信號(hào))和SWCK_B、SW_B分別是主板A和備用板B的輸出信號(hào)，SWCK_A和SWCK_B經(jīng)過U10整形和反相后分別連接至觸發(fā)器U5A和U5B的時(shí)鐘輸入端。SW_A接至U5A的J引腳(同步置位端)，SW_B接至U5B的K引腳(同步復(fù)位端)。U5B的Q引腳(輸出端)接至U5A的/CLR引腳(異步復(fù)位引腳)。具體原理如下：當(dāng)主板B通過串口判定主板A出現(xiàn)故障后，按圖示的SW和SWCK時(shí)序圖，輸了SWCK_B和SW_B信號(hào)，在SWCK_B的上升沿置SW_B為高，此時(shí)觸發(fā)器U5B的Q引腳輸出為低，異步復(fù)位U5A，U5A的Q端輸出為低電平。完成A至B的信號(hào)切換。這里注意的是，A切換至B時(shí)，由于用到了U5A的異步復(fù)位引腳，所以備本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種雙機(jī)熱備切換裝置，包括主板和備板，所述主板和備板之間通過串口連接，其特征在于，還包括：主備板切換和復(fù)位電路，用于實(shí)現(xiàn)主板和備板之間的自由切換；所述主備板切換和復(fù)位電路根據(jù)所述主板或備板發(fā)送的觸發(fā)信號(hào)輸出相應(yīng)的切換信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，從而對(duì)所述主板或備板上的輸出驅(qū)動(dòng)器和接口進(jìn)行切換；輸入緩沖器，用于將開關(guān)量分別輸入至所述主板和所述備板；驅(qū)動(dòng)單元，同時(shí)連接所述主板和所述備板上的輸出驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器所輸出的信號(hào)對(duì)相應(yīng)的主板或者備板進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；接口切換電路，與所述主備板切換和復(fù)位電路相連，同時(shí)連接所述主板和所述備板上的接口，根據(jù)所述主備板切換和復(fù)位電路發(fā)出的切換信號(hào)切換所述主板或備板上的接口。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種雙機(jī)熱備切換裝置，包括主板和備板，所述主板和備板之間通過串口連接，其特征在于，還包括：主備板切換和復(fù)位電路，用于實(shí)現(xiàn)主板和備板之間的自由切換；所述主備板切換和復(fù)位電路根據(jù)所述主板或備板發(fā)送的觸發(fā)信號(hào)輸出相應(yīng)的切換信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，從而對(duì)所述主板或備板上的輸出驅(qū)動(dòng)器和接口進(jìn)行切換；輸入緩沖器，用于將開關(guān)量分別輸入至所述主板和所述備板；驅(qū)動(dòng)單元，同時(shí)連接所述主板和所述備板上的輸出驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)器所輸出的信號(hào)對(duì)相應(yīng)的主板或者備板進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；接口切換電路，與所述主備板切換和復(fù)位電路相連，同時(shí)連接所述主板和所述備板上的接口，根據(jù)所述主備板切換和復(fù)位電路發(fā)出的切換信號(hào)切換所述主板或備板上的接口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙機(jī)熱備切換裝置，其特征在于，所述切換信號(hào)包括主板切換時(shí)鐘信號(hào)，主板切換電平信號(hào)，備板切換時(shí)鐘信號(hào)和備板切換電平信號(hào)，所述主板切換時(shí)鐘信號(hào)和所述備板切換時(shí)鐘信號(hào)分別通過第一反向器和第二反向器進(jìn)行整形和反向后，又分別連接至第一觸發(fā)器和第二觸發(fā)器的時(shí)鐘輸入端；所述主板切換電平信號(hào)和所述備板切換電平信號(hào)分別連接至第一觸發(fā)器的J引腳和第二觸發(fā)器的K引腳，所述第二觸發(fā)器的輸出引腳連接至所述第一觸發(fā)器的異步復(fù)位引腳。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙機(jī)熱備切換裝置，其特征在于，所述主板切換時(shí)鐘信號(hào)和備板切換時(shí)鐘信號(hào)分別經(jīng)過反相和延時(shí)后...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張文峰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京圣福倫科技有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11