一种基于硬件互斥量的冗余通信模块的主从状态识别选择系统的制作方法与工艺

本发明属于通讯技术设备领域，尤其是涉及一种基于硬件互斥量的冗余通信模块的主从状态识别选择系统。

背景技术：
随着科学技术的不断发展，人们对生产过程的安全要求越来越严格。特别是在工业控制领域，一旦出现差错，会造成巨大的财产和人员损失。因此，现代工业设计越来越突出安全性。采用冗余技术设计的系统，其安全性能得到极大的提高，大幅度降低故障率，提高生产力。

技术实现要素：
为了达到上述通信链路更加安全可靠，能智能化识别主从状态，无缝隙快速切换，保证了通信链路的畅通。采用硬件互斥，更加安全可靠的优点，本发明提出一种基于硬件互斥量的冗余通信模块的主从状态识别选择系统。实现上述有益效果的技术方案为，一种基于硬件互斥量的冗余通信模块的主从状态识别选择系统，包括主站，与主站连接的选通通道，与选通通道连接的卡件盒，所述卡件盒上开有插槽A和插槽B，其特征在于，在卡件盒内还连接有转换选择模块，转换选择模块分别与插槽A和插槽B连接。本发明采用基于硬件互斥量的方法，判断冗余通道中的通信链路，使得通信链路更加安全可靠。能智能化识别主从状态，无缝隙快速切换，保证了通信链路的畅通。采用硬件互斥，更加安全可靠。附图说明图1为本发明的通信控制器的整个通信链路的结构示意图；图2为本发明底座上对两路的DETECT与SELECT信号进行连接的结构示意图；图3为本发明同时插入两个卡件，则DETECT与SELECT信号的连接的结构视图；图4为本发明CPU与CPLD原件的数据交换示意图；图5为本发明信号输出的一种实施方式的示意图。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步说明。结合图1，基于硬件互斥量的冗余通信模块的主从状态识别选择系统，包括主站，与主站连接的选通通道，与选通通道连接的卡件盒，所述卡件盒上开有插槽A和插槽B，其特征在于，在卡件盒内还连接有转换选择模块，转换选择模块分别与插槽A和插槽B连接。为了实现ProfibusDP从站通讯控制器的冗余功能，ProfibusDP从站通讯控制器模块需具备自动识别主，从状态，并实现自动切换，通信控制器在整个通信链路终端结构如图1。从主站的角度来说，本身并不知道数据来自IO卡件组A还是IO卡件组B，他仅从Profibus总线上获取数据，而选通通道模块本身仅仅是做物理上的检查，哪路通道有信号，就接通哪路。故卡件组的选通必须有插入插槽A或B中的通信转换模块来识别和选择。插入插槽A或B中的卡件本身没有主、从之分，但在工作状态下，具有热、备之分。热，即正进行工作的通路，备，即处于准备状态，但不参与数据的采集与通信。本发明关键部分在于检查电路，用于热、备查询与切换。如图2，底座上对两路的DETECT与SELECT信号进行连接，并通过电阻接地。卡件检查到DETECT为低时，则认为自己为热状态，开启通信功能，并对SELECT信号进行拉高，以表示对方卡件为备状态。因此，单卡状态下，无论卡件插入A或B插槽，皆认为是热状态，进行正常通信。若同时插入两个卡件，则DETECT与SELECT信号的连接如图3，卡件未插入插槽的情况下，DETECT信号为高，表示卡件处于备状态，并不停的查询自己的状态，以便随时进入热状态。若同时插入A，B两个卡件，则总是存在上电先后的问题（大概率事件），通过板上电阻分压，总存在一个卡件先检测到DETECT信号为低，卡件进入热状态，进入热状态的卡件将本身的SELECT信号拉高，以标识另一个卡件的DETECT，让其进入备状态。在此，我们总是假设卡件上电有先后顺序，但在非常小概率的情况下，卡件同时上电，则两个信号会振动输出。该输出频率与卡件内采集DETECT，输出SELECT信号的频率有关，若用CPLD实现的话，则与时钟频率有关，故在硬件上加入滤波，使得信号避开此震荡频率。本发明的CPU通过CPLD的信号进行热、备状态的查找，如图4所示，CPU上电后，通过sts信号引脚判断当前是否热、备状态。若sts为高，则表示为热状态，CPU进入热状态，若sts为0，则进行一段时间的查询，若查询一段时间内仍未0，则CPU进入备状态。无论是热状态卡件，还是备状态卡件，时刻监听int引脚，一旦int引脚发送中断信号，则CPU查询sts引脚，以判断并进入热、备状态。此外，为了使系统更加可靠，对SELECT的输出，可进行多条件判断，如图5，SELECT信号的输出，非但与DETECT有关，还与CPU本身的一些状态有关，因此，一旦CPU死机或者出现异常，卡件的热、备状态也能自动切换。以上所述，为本发明的较佳实施案例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。