专利名称：适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种运算通道间的安全仲裁表决技术，尤其是涉及一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统。
背景技术：
在轨道交通车载安全系统或者轨旁安全系统，广泛使用组合故障安全技术来对安全功能进行实现。这种技术架构下，每一个安全相关的功能会至少被两个执行体来执行，且每个执行个体间相互独立，以避免因共同原因故障导致安全问题。只有双通道的运算结果一致，才能有非限制态的产生，进行对外激励或输出。双通道之间往往需要信息交互以求得己方信息和对方信息来进行安全判断，如果不一致则进入限制态或甚至是安全态而决不允许产生激励。在信息交互后的判断过程中，由于判断主体和功能执行体一般是同一者，因此不能解决独立性的问题。此外，判断的本身如不结合编码技术往往无法做到故障安全。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，其特征在于，包括至少两路信号输入电路、与逻辑仲裁电路和输出电气隔离电路，所述的两路信号输入电路分别与与逻辑仲裁电路连接，所述的与逻 辑仲裁电路与输出电气隔离电路连接。所述的信号输入电路包括依次连接的输入电气隔离单元和信号处理单元。所述的输入电气隔离单元采用高达150Mbps速度的数字隔离器。所述的信号处理单元为电压幅值负偏置电路，该电压幅值负偏置电路对正脉冲进行整体的向下平移，使得出现瞬间的负压。所述的与逻辑仲裁电路采用负电脉冲进行激励，当且仅当两个负脉冲同时进入时，才能够形成有效输出。所述的与逻辑仲裁电路中设有故障自诊断单元和固有失效抑制单元。所述的与逻辑仲裁电路包括四端子电阻。所述的故障自诊断单元对与逻辑仲裁电路中四端子电阻的开路模式进行监控，一旦发现将屏蔽立即输出。所述的固有失效抑制单元对与逻辑仲裁电路中四端子电阻的危险失效模式进行防护。还包括电源模块，该电源模块为正电压源。与现有技术相比，本发明具有以下优点1、采用单比特输入，不会受到因不同设计而带来的电气特性差异或数据格式差异的影响；
2、保证裁决者与被裁决者间的独立性，一旦危险故障被检出后确保可靠进入安全态；3、不依赖编码；4、不依赖外部，个体独立保证故障安全导向；5、不存在时效性问题；6、可被适用于任何需要通道间安全比较的场景，应用十分广泛；
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例如图1所示，一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，包括至少两路信号输入电路、与逻辑仲裁电路3、输出电气隔离电路4和电源模块5，所述的两路信号输入电路分别与与逻辑仲裁电路3连接，所述的与逻辑仲裁电路3与输出电气隔离电路4连接。所述的信号输入电路包括依次连接的输入电气隔离单元I和信号处理单元2。所述的输入电气隔离单元I通过专用高速隔离器件来接收外部的双通道的输入，输入的信号为10-20微妙级脉冲信号，可基于数字集成电路进行一定调节。确保本地模拟电路执行的正确性和独立性，采用与外部进行电气隔离的数字隔离器，考虑到普通的高速光耦的频率限制，使用高达150Mbps的速度的数字隔离器。数字隔离器会把外界来自CPU的微妙级信号发送到信号处理单元。所述的信号处理单元2为一个利用阻容设计的电压幅值负偏置模块，其功能是对正脉冲进行整体的向下平移，使得出现瞬间的负压。本地电源在是一个纯粹的+12V电压和+5V电压，而在安全表决器中没有任何地方直接使用负电源。利用信号处理模块产生瞬态的负压符合在正确的时刻执行正确的行为的安全思想外，同时不使用负电源也是为防止因元器件失效而潜在的‘漏流’使得负电源以有源方式混入。对安全形成隐患，阻容的设计本身是无源的。
所述的与逻辑仲裁电路3采用负电脉冲进行激励，当且仅当两个负脉冲同时进入时，才能够形成有效输出。单纯单个脉冲进入是不能形成有效的输出的。在没有负脉冲输入的那一端，利用连接二极管正端到地电平，使得此端口始终是一稳定正电压。与逻辑仲裁电路的输出必须是一个负压，由于选用NPN型管，至少低于-0. 6V时才能形成有效激励至输出。所述的与逻辑仲裁电路3的关键部件为四端子电阻。所述的与逻辑仲裁电路中设有故障自诊断单元31和固有失效抑制单元32。所述的故障自诊断单元31对与逻辑仲裁电路中四端子电阻的开路模式进行监控，一旦发现将屏蔽立即输出。所述的固有失效抑制单元32对与逻辑仲裁电路中四端子电阻的危险失效模式进行防护。使用电子元件材料的属性和其特有的安全物理结构，且在额定的功耗工作环境下，那种失效模式发生的概率是可不计入的。
经过与逻辑仲裁电路3后的信号经过电气隔离模块进行输出，输出为单比特模式，可以被认为是一个固有安全信号。配有滤波功能。这个安全的信号也在微妙级，可供外部安全系统/非安全系统的CPU进行调配和进一步使用。输出电气隔离仍然使用高速器件-数字隔离器。
本地的电源模块5为正电压源，没有也不允许配负电源。电源配有稳压和高频噪
声剔除。
权利要求
1.一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，其特征在于，包括至少两路信号输入电路、与逻辑仲裁电路和输出电气隔离电路，所述的两路信号输入电路分别与与逻辑仲裁电路连接，所述的与逻辑仲裁电路与输出电气隔离电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，其特征在于，所述的信号输入电路包括依次连接的输入电气隔离单元和信号处理单元。
3.根据权利要求2所述的一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，其特征在于，所述的输入电气隔离单元采用高达150Mbps速度的数字隔离器。
4.根据权利要求2所述的一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，其特征在于，所述的信号处理单元为电压幅值负偏置电路，该电压幅值负偏置电路对正脉冲进行整体的向下平移，使得出现瞬间的负压。
5.根据权利要求1所述的一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，其特征在于，所述的与逻辑仲裁电路采用负电脉冲进行激励，当且仅当两个负脉冲同时进入时，才能够形成有效输出。
6.根据权利要求5所述的一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，其特征在于，所述的与逻辑仲裁电路中设有故障自诊断单元和固有失效抑制单元。
7.根据权利要求6所述的一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，其特征在于，所述的与逻辑仲裁电路包括四端子电阻。
8.根据权利要求7所述的一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，其特征在于，所述的故障自诊断单元对与逻辑仲裁电路中四端子电阻的开路模式进行监控，一旦发现将屏蔽立即输出。
9.根据权利要求7所述的一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，其特征在于，所述的固有失效抑制单元对与逻辑仲裁电路中四端子电阻的危险失效模式进行防护。
10.根据权利要求1所述的一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，其特征在于，还包括电源模块，该电源模块为正电压源。
全文摘要
本发明涉及一种适用于不同运算链路间的安全仲裁表决系统，包括至少两路信号输入电路、与逻辑仲裁电路和输出电气隔离电路，所述的两路信号输入电路分别与与逻辑仲裁电路连接，所述的与逻辑仲裁电路与输出电气隔离电路连接。与现有技术相比，本发明具有保证裁决者与被裁决者间的独立性，一旦危险故障被检出后确保可靠进入安全态等优点。
文档编号H04L12/24GK103067202SQ201210571899
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者胡振华, 冯虎 申请人:卡斯柯信号有限公司