肖辉 崔刚　吴翔虎

摘要： 在实时嵌入式工控领域中，系统的实时性和高可靠性尤为重要。针对实时嵌入式领域中的工业现场分布式控制系统，设计了双冗余热备份PROFIBUS主站仲裁模块，提出了双冗余主站工作保持数据一致性问题以及双冗余PROFIBUS总线的工作与切换方案，并且设计了虚拟双端口存储器通信协议，提高了系统的可用性和可靠性。

关键词：

中图分类号：TP302.8文献标识码：A文章编号：2095-2163（2012）05-0013-03

0 引言

实时嵌入式系统是计算机应用领域的一个重要分支，被广泛应用于工业过程控制领域中。工业过程控制系统需要进行实时数据采集，不仅对系统的实时性要求高，同时，要求系统不间断运行、可靠性高？眼1-2？演。PROFIBUS总线是一种应用于工业现场控制的总线标准，提供了高速低成本的通信解决方案，保证了系统的实时性。

工业现场控制系统常采用双冗余容错设计。与以前容错研究和设计中使用的多模冗余系统相比，双冗余系统实现不如多模冗余系统复杂，实现成本更低。在单机稳定性不断提高，平均无故障时间不断延长的今天，使用多模容错系统的代价太高，因此对双冗余容错系统的研究具有重要意义。PROFIBUS主站使用双冗余热备份，在单个主站出现故障时，可以无缝切换，系统保持连续运行，提高了系统的可靠性？眼3-4？演。同时，双冗余PROFIBUS总线设计，可以在保证系统实时性的基础之上，提供了总线故障检测和无缝故障切换功能？眼5？演。

本文重点分析了基于PROFIBUS总线的分布式控制系统中的关键容错技术，包括仲裁模块的原理和设计，双冗余热备份PROFIBUS主站数据一致性问题，双冗余PROFIBUS总线切换技术以及虚拟双端口存储器通信协议设计。……