双CPU控制系统.pdf

双CPU控制系统是一种针对复杂、重要系统实时性和可靠性需求而设计的解决方案。传统的计算机系统往往依赖单个CPU执行所有任务，包括信息处理、数据显示、报警和通信等，但这种架构存在风险：一旦CPU出现故障，整个系统可能瘫痪。因此，双CPU系统应运而生，它能够分散负载，提高系统的稳定性和可靠性。 在双CPU系统中，两个CPU各自独立运行，共同承担任务。设计的关键点在于双机系统的重构策略、自我检测、仲裁切换和同步控制。例如，当一个CPU出现故障时，系统能够自动切换到另一个正常工作的CPU，保证系统的连续运行。仲裁切换机制确保在同一时间只有一个CPU的输出有效，避免冲突。 硬件设计部分通常包括双CPU系统的结构、仲裁切换逻辑和报警系统。在本例中，采用两片AT89C51单片机构建双CPU系统，它们通过硬件逻辑进行切换。当CPU运算处理后的输出受到仲裁切换逻辑的控制，只有在确定无故障的CPU运行时，其输出才会被允许传递到系统中。如果主CPU发生故障，仲裁逻辑会切换到备用CPU，同时启动报警机制。 仲裁切换电路的设计通常基于真值表，如表1所示，通过逻辑门电路实现。在这种情况下，MA1和MA2是仲裁输出信号，用于控制三态门，确保故障CPU的输出被切断，而正常CPU的输出可以继续。 双CPU系统的优势在于并行处理能力和实时数据采集，特别是在需要高速处理和高可靠性要求的大型集中控制系统中。随着单片机技术的发展，双CPU或更多CPU系统的成本降低，使得这种设计更加普及。此外，双CPU设计对于处理复杂任务的系统，其性能和稳定性表现更佳。 总结来说，双CPU控制系统是为了解决高实时性和高可靠性要求而提出的解决方案。它通过两颗CPU的并行运行和智能切换机制，提高了系统的整体性能和安全性。硬件设计中的关键组件，如仲裁切换逻辑和报警系统，确保了在任何情况下，系统都能保持正常运作并提供有效的故障反馈。