單片機(jī)多機(jī)冗余設(shè)計及控制模塊的VHDL語言描述

1.3.1 電源控制

三個單片機(jī)的供電電源由控制模塊控制。主控遠(yuǎn)件需要保證足夠電流容量，可采用功率三極管或場效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)。不能采用繼電器在，以避免觸點(diǎn)電源跳變。

1.3.2 時鐘產(chǎn)生

晶體振蕩器輸出脈沖作為單片機(jī)時鐘，中間增加可控的緩沖級。緩沖級可以增加時鐘信號的輸出負(fù)載能力，并可被控制模塊控制。

1.3.3 復(fù)位電路

三個單片機(jī)的復(fù)位端并聯(lián)接至同一個復(fù)位端。復(fù)位信號在信號極性和脈沖寬度上滿足單片機(jī)復(fù)位要求，驅(qū)動能力滿足多單片機(jī)需要。復(fù)位電路同樣是受控于控制模塊，用以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)同步。

1.4 報警與控制

不同狀態(tài)下核心控制模塊有不同的信號輸出，異常狀態(tài)同時也是報警信號。正常狀態(tài)輸出綠燈，出錯狀態(tài)輸出黃燈，失敗狀態(tài)輸出紅燈。黃燈輸出時系統(tǒng)可以暫時繼續(xù)工作，等到系統(tǒng)空閑或許可時進(jìn)行糾錯。紅燈輸出時系統(tǒng)立即進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，輸出端呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，需要時可以馬上糾錯，恢復(fù)系統(tǒng)。

系統(tǒng)恢復(fù)需要對控制模塊進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位脈沖可以是自身的失敗狀態(tài)輸出，也可以是出錯脈沖輸出和其他信號的組合邏輯?？刂颇K的復(fù)位，實(shí)際是對各單片機(jī)重新進(jìn)行時序?qū)R和復(fù)位單片機(jī)程序。此處設(shè)計需結(jié)合具體使用場合考慮。

2 控制模塊的VHDL語言描述

本控制模塊主要采用VHDL語言進(jìn)行描述。

library ieee;

本文所述的時鐘對齊方法實(shí)現(xiàn)比較簡單但并不唯一。復(fù)雜一點(diǎn)的方法可以采用不同時鐘輸出到不同單片機(jī)，比較反饋后，調(diào)整時鐘輸出個數(shù)達(dá)到調(diào)節(jié)目標(biāo)。