一种通用三取二安全计算机平台设计

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1、一种通用三取二安全计算机平台设计涂娟朱骞张璐中兴飞流信息科技有限公摘要：通用三取二安全计算机平台可用于联锁、车载ATP和轨旁系统屮，主要包括MPU板和DI/DO板。MPU板采用三取二表决结构，实现数据通信、同步表决和通用平台功能;D1板采用上下对称式双重收发检测电路;DO板采用内在式故障-安全电路。该平台满足轨道交通对安全计算机的安全性和可靠性的要求。关键词：通用;三取二;同步表决;上下对称双重收发;故障-安全;作者简介：涂娟（1984—），女，工程师，主要研宂方向为轨道交通信号系统等。收稿日期：2017-07-20DesignofUniversalTwooutofThreeSaf

2、ety-criticalComputerPlatformTuJuanZhuQianZhangLuNanjingNRIETCorporation;ZTEJetflowCorporation;Abstract：Theuniversaltwooutofthreesafety-criticalcomputerplatformcanbeusedincomputerinterlocking,automatictrainprotectionandtracksiclcsystemincludingMPUmoduleandDI/DOmodule.TheMPUadoptstwooutofthreevo

3、tingstructuretorealizedatacommunication,synchronizationvoteandgeneralplatformfunction;theDIadoptsupanddownsymmetricaldualtransceiverdetectioncircuit;theDOadoptsintrinsicfail-safecircuit.Theuniversaltwooutofthreesafety-criticalcomputerplatformcanmeettheneedsofcomputerplatformwithhighsecurityand

4、reliability.Keyword：universal;twooutofthree;synchronizationvote;upanddownsymmetricaldualtransceiver;fail-safe;Received：2017—07-200引言在轨道交通领域，安全计算机ui信号系统目前被广泛应用。安全计算机信号系统能够安全、可靠地实现数据的传输和处理。安全计算机硬件平台作为整个安全计算机信号系统的核心，在确保系统的可靠性和安全性方面起着举足轻重的作用。三取二安全计算机平台位1系统采用软硬件双重表决机制，在三通道的软硬件表决中采用具有和同输出的通道来作为最终的系统

5、输出。三取二安全计算机平台由三个相同的通道构成，每个通道具有相同的硬件与软件结构，当上电时，三个通道同时开始工作，每个通道单独地实现对外部数据的采集，并对数据进行处理，最终实现输出。文章设计的MPU板实现数据通信、同步表决级通用平台功能，DI板实现安全采集及DO板实现安全驱动，可作为轨道交通中使用的联锁系统、车载ATP系统、轨旁系统的硬件平台。该平台按照故障-安全原则设计，设备故障时导向安全。核心处理模块采用三取二表决结构，具有完备的故障诊断及安全反应机制。1三取二安全计算机平台的系统结构安全计算机设计遵循EN50126、EN50128、EN50129标准［3］，三取二安全计算机平

6、台釆用三取二的表决结构，系统框图如图1所示［4-5］。三块MPU板组成三取二逻辑表决系统J)T数字输入板采集继电器的状态信息通过裁剪VME总线送至MPU板进行三取二表决;DO数字输出板通过裁剪VME总线接收MPU板信息通过三取二表决后驱动继电器;COM板完成与外界的数据通信;VSC板对MPU板和COM板的状态进行监控并负责系统的同步。图1三取二安全计算机平台的系统结构下载原图MPU板和COM板之间均由HDLC链路可进行通信。MPU板通过裁剪VME总线与D1、DO板进行通信。MPU板通过裁剪VME总线对各个DI、DO板轮询可获知对应DI、DO板是否在位，通过读取状态信息获知对应DT、

7、DO板是否正常。为配合MPU板三取二逻辑结构，系统屮有独立的三套裁剪VME总线分别属于每个MPU板。MSI链路用于VSC接受各个受控板（所有MPU板、COM板、相邻VSC板）上报状态信息和发送信息。文章主要介绍MPU板的设计、DT板采集电路和DO板驱动电路的设计。2MPU板设计MPU板作为安全计算机平台的核心部分，主要完成为应用软件提供通用接口，同步表决以及对外通信的功能，组成框图如图2所示。MPU板上电后，VSC板检测到MPU板的在位信号后，给MPU板发上电驱动脉冲