一种多核安全仲裁表决器及使用方法与流程

本发明涉及轨道交通，尤其涉及一种多核安全仲裁表决器及使用方法。

背景技术：

1、随着数字化技术的发展和演变，在铁路信号控制领域(国家铁路交通和城市轨道交通)，基于现货供应商品(commercial-off-the-shelf，cots)硬件和软件的云计算架构安全平台的轨道交通信号控制系统，例如联锁和区域控制器等系统，已经在私有云上运行。

2、基于通用软硬件(cots)的云计算架构安全平台通常包括云计算单元、安全仲裁表决单元和通信单元；现有技术中，安全仲裁表决单元采用传统典型的二乘二取二(2x2oo2)的带冗余的安全架构来实现，即安全仲裁表决单元采用单核嵌入式板卡。然而，在基于云计算架构安全平台的轨道交通信号控制系统发生日新月异的扩充而增加计算节点数量时，安全仲裁表决单元受限于单核只能仲裁单个业务，则安全仲裁表决单元(单核嵌入式板卡)的网络吞吐、并发安全仲裁表决的性能就会出现瓶颈问题，无法支撑业务在云上的扩充和发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多核安全仲裁表决器及使用方法，能够并发处理多业务，使得多核安全仲裁表决器具有较大的网络吞吐量和较好的仲裁表决性能。

2、为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种多核安全仲裁表决器，应用于云计算架构安全平台，所述云计算架构安全平台还包括：

4、通信单元，用于接收各业务的输入数据；

5、云计算单元，与所述通信单元连接，用于对所述输入数据进行编码计算，以得到编码运算结果；

6、所述多核安全仲裁表决器包括：至少一个处理模块；每一所述处理模块包括：

7、第一处理器，与所述云计算单元和所述通信单元进行连接；

8、第二处理器，与所述云计算单元、所述通信单元和所述第一处理器连接；

9、所述第一处理器和所述第二处理器皆具有多个内核，且两者的内核数量相同；每一所述内核上运行一解码运算区和一业务表决区，所述业务表决区配置有仲裁表决逻辑；

10、所述第一处理器中同一所述解码运算区用于对同一业务的所述编码运算结果进行解码处理，以得到第一解码运算结果；

11、所述第二处理器中同一所述解码运算区用于对同一业务的所述编码运算结果进行解码处理，以得到第二解码运算结果；

12、所述第一处理器中同一所述业务表决区用于根据其配置的仲裁表决逻辑对同一业务的所述第一解码运算结果和所述第二解码运算结果进行仲裁表决，以得到第一表决结果并发送至所述通信单元；

13、所述第二处理器中同一所述业务表决区用于根据其配置的仲裁表决逻辑对同一业务的所述第二解码运算结果和所述第一解码运算结果进行仲裁表决，以得到第二表决结果并发送至所述通信单元。

14、可选地，所述云计算单元包括多个业务计算区，每一所述业务计算区包括至少一个计算点；且同一所述业务计算区内的所述计算点用于对同一业务的所述输入数据进行编码计算。

15、可选地，所述业务计算区、所述第一处理器中的所述解码运算区和所述业务表决区以及所述第二处理器中的所述解码运算区和所述业务表决区一一对应。

16、可选地，每一所述业务表决区配置的仲裁表决逻辑皆为2oo2。

17、可选地，同一业务的所述第一解码运算结果和所述第二解码运算结果相同时，所述第一表决结果和所述第二表决结果为所述第一解码运算结果或所述第二解码运算结果。

18、可选地，所述第一表决结果和所述第二表决结果经过掩码后发送至所述通信单元。

19、可选地，所述第一处理器的所述内核之间以及所述第二处理器的所述内核之间皆通过虚拟化程序进行时空隔离。

20、可选地，所述处理模块的数量大于等于2个时，一个所述处理模块作为主系处理模块，其余所述处理模块皆作为备系处理模块；

21、所述主系处理模块与所述备系处理模块互为冗余备份，且在所述主系处理模块异常时任一所述备系处理模块工作。

22、另一方面，本发明还提供一种如上述的多核安全仲裁表决器的使用方法，包括：

23、所述通信单元接收各业务的输入数据并发送至所述云计算单元；

24、所述云计算单元对所述输入数据进行编码计算，以得到编码运算结果并发送至所述第一处理器和所述第二处理器；

25、所述第一处理器中同一所述解码运算区对同一业务的所述编码运算结果进行解码处理，以得到第一解码运算结果；且所述第二处理器中同一所述解码运算区对同一业务的所述编码运算结果进行解码处理，以得到第二解码运算结果；

26、所述第一处理器中同一所述业务表决区根据其配置的仲裁表决逻辑对同一业务的所述第一解码运算结果和所述第二解码运算结果进行仲裁表决，以得到第一表决结果并发送至所述通信单元；且所述第二处理器中同一所述业务表决区根据其配置的仲裁表决逻辑对同一业务的所述第一解码运算结果和所述第二解码运算结果进行仲裁表决，以得到第二表决结果并发送至所述通信单元。

27、可选地，所述云计算单元对所述输入数据进行编码计算的步骤包括：

28、所述云计算单元中每一所述业务计算区接收对应业务的所述输入数据；

29、每一所述业务计算区内的所述计算点对接收的所述输入数据进行编码计算，以得到对应业务的所述编码运算结果并对应发送至所述第一处理器中的所述解码运算区和所述第二处理器中的所述解码运算区。

30、可选地，所述第一处理器中的每一所述解码运算区对接收的所述编码运算结果进行解码处理，以得到对应业务的所述第一解码运算结果并对应发送至所述第一处理器中的所述业务表决区和所述第二处理器中的所述业务表决区；

31、所述第二处理器中的每一所述解码运算区对接收的所述编码运算结果进行解码处理，以得到对应业务的所述第二解码运算结果并对应发送至所述第二处理器中的所述业务表决区和所述第一处理器中的所述业务表决区。

32、可选地，所述第一处理器中的每一所述业务表决区对接收的所述第一解码运算结果和所述第二解码运算结果进行仲裁表决，以得到对应业务的所述第一表决结果并经过掩码后发送至所述通信单元；

33、所述第二处理器中的每一所述业务表决区对接收的所述第二解码运算结果和所述第一解码运算结果进行仲裁表决，以得到对应业务的所述第二表决结果并经过掩码后发送至所述通信单元。

34、本发明与现有技术相比至少具有以下优点之一：

35、本发明提供的一种多核安全仲裁表决器及使用方法，多核安全仲裁表决器中的第一处理器和第二处理器皆具有多个内核，与现有技术中安全仲裁表决器采用单核嵌入式板卡且每次只能对单个业务进行仲裁表决相比，本发明中第一处理器和第二处理器中的多个内核能够在安全隔离的情况下对多个业务进行仲裁表决，从而能够并发处理多业务，使得多核安全仲裁表决器具有较大的网络吞吐量和较好的仲裁表决性能。

36、本发明可以并发处理多业务、多逻辑的二乘二取二(2x2oo2)组合故障，为轨道交通信号云控制系统提供了一种高性能、并发安全仲裁表决的方案，且安全完整度达到sil4。

37、本发明通过分时分区核间安全隔离技术，在轨道交通信号控制系统线路的不断开通和拓展过程中，只需进行多核安全仲裁表决器中处理器内核的增加和调整，便可以适应业务在云上的扩充和发展，为轨道交通信号云控制系统提供了高扩充性的解决方案。