阅读说明：本技术 一种计算机系统 (A kind of computer system ) 是由 林永松 于 2019-07-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种计算机系统,包括单机处理系统模块、存储模块、接口模块和表决模块；单机处理系统模块上设置存储单元、看口狗单元、接口扩展单元和数据传输单元；接口模块与单机处理系统模块连接,接口模块包括多个串行接口；表决模块与单机处理系统模块连接,用于系统同步、数据表决、故障检测和看口狗逻辑编辑。本发明通过设置单机处理系统模块、存储模块、接口模块和表决模块,单机处理系统模块提供核心的运算,存储模块设置用于存储数据,接口模块设置保证整个系统与外接进行信息交互,表决模块保证系统的实时性和稳定性,形成一个完整密封的系统,保证系统的安全性。(The present invention provides a kind of computer system, including single machine processing system modules, memory module, interface module and voting module；Storage unit is set in single machine processing system modules, sees a mouthful dog unit, Interface Expanding unit and data transmission unit；Interface module is connect with single machine processing system modules, and interface module includes multiple serial line interfaces；Voting module is connect with single machine processing system modules, for system synchronization, data voting, fault detection and sees a mouthful dog logical edit.The present invention passes through setting single machine processing system modules, memory module, interface module and voting module, the operation of single machine processing system modules offer core, memory module is arranged for storing data, interface module setting guarantees whole system and external carry out information exchange, decide by vote real-time and stability that module guarantees system, the system for forming a complete seal guarantees the safety of system.)

一种计算机系统

技术领域

本发明计算机系统领域，尤其涉及一种计算机系统。

背景技术

计算机(computer)俗称电脑，是一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成，没有安装任何软件的计算机称为裸机。

随着计算机和互联网络的迅猛发展，我们正朝着普及计算的方向迈进，用户可以在任何时间和任何地方访问和操纵信息，计算设备也正变得无所不在。

计算机应用场景很广泛，大到国家军事，卫星系统，小到家电控制，均应用到计算机系统，在博物馆或者商品展览时，需要做到现场的安全以及智能控制，在此情况下，计算机系统的要求就比较高，但是现在常用的计算机系统只是负责监控，或者是独立控制，采用的均是常用的系统，系统的安全性不高，容易受到攻击。

发明内容

有鉴于此，为了解决传统的系统安全性不高，容易受到攻击的问题，本发明提供一种计算机系统。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种计算机系统，包括单机处理系统模块、存储模块、接口模块和表决模块；

所述单机处理系统模块上设置所述存储单元、看口狗单元、接口扩展单元和数据传输单元；

所述接口模块与所述单机处理系统模块连接，所述接口模块包括多个串行接口；

所述表决模块与所述单机处理系统模块连接，用于系统同步、数据表决、故障检测和看口狗逻辑编辑。

优选的，所述单机处理系统模块设置有三个相同的主处理单元，三个所述主处理单元同步工作。

优选的，所述主处理单元内部的处理器模块采用STM32F4模块。

优选的，还包括电源控制模块，所述电源控制模块用于分别控制所述单机处理系统模块、所述存储模块和所述表决模块的电源。

优选的，所述表决模块采用硬件描述语言Verilog进行建模，采用可编程口阵列模块进行实现。

优选的，所述可编程口阵列模块采用EP4CE6F17C8芯片。

优选的，所述表决模块内部还设置故障监测单元。

优选的，所述存储模块的存储区域为系统共享存储区，采用非易失性的带电可擦可编程只读存储器EEPROM，型号为CAT24M01，用于遥测量存储、程序存储和备份程序存储。

有益效果：

本发明通过设置单机处理系统模块、存储模块、接口模块和表决模块，单机处理系统模块提供核心的运算，存储模块设置用于存储数据，接口模块设置保证整个系统与外接进行信息交互，表决模块保证系统的实时性和稳定性，形成一个完整密封的系统，保证系统的安全性。

附图说明

图1为本发明计算机系统的结构框图；

图2为本发明中的主处理单元的结构框图；

图3为本发明中的表决模块的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3，本发明实施例提出了一种计算机系统，包括单机处理系统模块、存储模块、接口模块和表决模块；

所述单机处理系统模块上设置所述存储单元、看口狗单元、接口扩展单元和数据传输单元；所述单机处理系统模块设置有三个相同的主处理单元，三个所述主处理单元同步工作，三个互相独立的主处理单元沮成它们的各自运作不依赖于其它主处理单元工作电流和工作电压不受其它模块的影响。所述主处理单元内部的处理器模块采用STM32F4模块。

主处理单元均采用商用元器件，具有高性能、低成本、低功耗的特点,本实施例中，如图2所示，采用高性能三级流水线机制的处理器，包含预取、译码和执行，且带有硬浮点数运算单元，大大提高了浮点数运算速率，系统工频高达84MHz上，在三个处理器同步过程中将工作在168MHz，能够迅速响应和处理各种工况。

存储模块是计算机系统的记忆单元，主要用于：

(一)启动参数存储，保证系统重启后可以无间隙的继续工作，提高系统运行的连续性，节省了不必要的运行时间；

(二)数据保存与恢复，为故障恢复提供了可靠的数据；程序源代码保存，为单机代码区故障进行故障恢复提供正确的程序代码；

(三)程控文件存储，保证外载部件按照程序进行运作，完成境外工作；

(四)设备状况存储，使得操作人员获取设备运行信息。该存储区域为系统共享存储区，所述存储模块的存储区域为系统共享存储区，采用非易失性的带电可擦可编程只读存储器EEPROM，型号为CAT24M01，用于遥测量存储、程序存储和备份程序存储。

所述接口模块与所述单机处理系统模块连接，所述接口模块包括多个串行接口；是数据输入、输出的桥梁。接曰模块包含了主流的串行接口，如USART、SPI、I²C、CAN、SDIO等，和并行接口，如FSMC、自定义并行口等，可以很好兼容大多的电子设备和传感器，使星务计算机系统更具有通用性；

系统总线是各个模块间和系统对外数据交互的桥梁，总线的选取和设计计算机系统设计初期需要考量的重要参数之一。其中总线的波特率、传输方式和兼容性等因素，是选择总线的性能指标。

考虑到计算机体积小、模块多、数据交互频繁等特点，可以选用具有总线特性的I²C、SN和CAN总线：

I²C总线使用两根线缆口DA/SCL，布线简单，传输速率高达100Kbps，总线上可实现多主模式，方便计算机系统各个模块主动发起数据交互，且在串行总、线数字传感器中应用广泛，如PCA9534(I/O扩展芯片)、HM5883(磁传感器)等。

SPI总线使用线缆资源较多，每个设备配一个片选信号线，具有全双工操作，多主模式，操作简单，数据传输速率高达4Mbps，是一种高速通信总线，但也存在没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据的缺点。在模块较少的总线协议上使用广泛，多用于串行总线数字传感器中。

CAN总线，总线传输速率快，0m长度传输距离可达到1Mbps，它是基于TCP/IP协议进行数据传输，具有重传机制，可靠性高，但是CAN总线需要外加CAN控制器，采用该总线进行的数据传输较难进行在线调试，在串行总线数字传感器中应用并不广泛，多用于汽车电子设备上。

所述表决模块与所述单机处理系统模块连接，用于系统同步、数据表决、故障检测和看口狗逻辑编辑。直接关系着系统的实时性和可靠性。所述表决模块采用硬件描述语言Verilog进行建模，采用可编程口阵列模块进行实现。

本申请采用Cyclonelv系列的EP4CE6F17C8，其具有6272个逻辑单元、180个引脚和276480位的RAM等资源，外接50MHz时钟，配置FLASH和SDRAM，足够完成各种复杂的电路设计。

系统同步：它是用来消除各同构主处理单元之间因时钟延迟和资源互斥等因素所造成的异步度，使得各同构主处理单元在运行状态、任务周期和任务同步度保持在一个相对一致的状态。

故障检测：表决模块内部还设置故障监测单元，为了便于该系统的运行稳定，提高计算机系统的可靠度，本申请设计故障监测单元，如下图3，设计监测电路，电路采集R₅₉两端的电压，由于R₅₉的阻值很小为0.005Ω，两端的压差很小，因此需要进行放大处理，本文通过差分放大器将其压差进行放大25倍后输出，获取该路的电流值，实现了电压转电流的测量方式。

数据表决：通过数据表决，判断监测到的电流值是否产生了故障，方便维护。

还包括电源控制模块，所述电源控制模块用于分别控制所述单机处理系统模块、所述存储模块和所述表决模块这三者内的电源；。

最后需要说明的是，以上仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。