Vortex86SX CPU容錯性功能介紹

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-14 18:11:19 來源：深圳昭營科技有限公司

台灣DM＆P集團於2007年推出All-in-One Embedded Total Solution高度集成SoC處理器Vortex86SX。該Vortex86SX以中低階嵌入式及工業應用為主要目標，采用x86兼容運算核心，及單片581顆錫球BGA包裝，其0.13 micron製程能讓此款SoC體積止於27×27mm。另外，運算速度可達300MHz標準。在基本架構則以32位×86為主體設計，並集成豐富的接口，特別是此SoC內建的容錯功能更是成為軍工界的一個標準，並以其低成本、易實現和操作簡單實用的特點迅速在業界中推廣開來。

Vortex86SX內建的容錯功能實現非常簡單，且功能強大。它主要有以下幾大特點：

l Master/Slave主板諧調工作

l 可診斷六種不可預知的係統死機故障

l Master/Slave主板可在1 us(10的負6次方秒)內轉換

l 可抑製Slave主板下的ISA總線

l 可編程抑製Slave主板的I/O端口(在BIOS中設置)

l 設計高速串口作Master/Slave主板間的數據傳輸

l Master/Slave主板各提供4KB SRAM作數據交換與備份

l 支持係統死機計數

由於Vortex86SX內建了容錯功能，並在設計CPU之初就已考慮用戶使用方便易操作性。我們現就以下幾部分介紹容錯功能。

1. CMOS設置部分

構建一套容錯係統需兩塊功能相同並嵌有Vortex86SX SoC主板，分別在CMOS中將其容錯功能打開，其具體位置在 “Chipset → SouthBridge Configuration→ Redundancy Control Configuration” 下，如下圖：

　　　圖1

如上圖所示，Vortex86SX CPU提供了Dual Port 4KB SRAM空間給用戶作數據交換與備份使用，其內存開始地址為000D000；還有提供了COM9作數據傳輸端口；並在CMOS中有設計可選擇設置KB/MS、GPIO、LPT(並口)和串口TRI－State(抑製)狀態。

2. 硬件操作部分

首先準備兩片功能相同並嵌有Vortex86SX SoC的主板，根據客戶各自要求分別設置其CMOS選項。我們公司的許多工控主板上都有設計一個特殊的接口---容錯技術接口，如VSX－6154主板上的J7接頭，其定義分別是Pin1(GND)、Pin2-Pin3(System Fail in/out)、Pin4-Pin5(GPCS0 /SYS-GPCS-IN)、Pin6-Pin7(TXD9/RXD9)。如下圖，由VSX－6154主板A和B通過PC104總線和“BoR”疊加在一起構成一套容錯係統。(我們將VSX主板上的J7連接線命名為BoR＝Bridge of Redundancy)

圖2

注意：BoR線纜的接法：VSX主板A J7 “Pin2-Pin3”、 “Pin4-Pin5”、 “Pin6-Pin7”和VSX主板B J7相同的信號線兩兩交叉互連，GND“Pin1-Pin1”對接，如下圖。

圖3

當您將兩塊VSX主板的BoR和ISA Bus連接好後就可以上電工作，這兩塊VSX主板的電源可以是同一電源，也可以是兩個獨立的電源。兩塊VSX主板的M/S關係是由BoR的pin2-pin3根據兩塊主板上電工作的先後來判定的，先上電工作的VSX主板自動被指定為“Master”，另一塊則為“Slave”。

以下是處於“Slave”狀態下VSX主板的容錯設置：

1．“Slave”主板的ISA Bus被抑製（Tri-state）。（注意：這是為了避免兩塊VSX主板通過ISA Bus疊加起來發生控製/數據/地址總線衝突）

2．“Slave”主板可通過CMOS設置I/O接口是否被抑製，其位置在“Chipset →South Bridge →Redundancy Control Configuration”。請注意I/O接口是指“UART”、“LPT”、“GPIO”和“KB/MS”，其他的I/O接口（如PCI、USB和LAN）不會抑製。其以上I/O接口是否被抑製主要根據兩塊VSX主板的I/O（如COM1）是否要連接到同一設備。

3. 功能介紹部分

BoR的Pin2-Pin3連接回路稱為“Diagnose Circuit”（診斷回路）。它不僅是判定VSX主板M/S關係，還可以偵測6種不可預知的係統故障，如“看門狗0/1”、“硬件複位”、“軟件控製”、“手動轉換”、“非法指令”等等。一旦發生其中一種的故障，“Master”主板就會發出信號通知“Slave”主板，然後兩塊VSX主板在1us內轉換Master/Slave關係。

我們公司VSX係列主板都有設計2-Pin 的System-Fail-Switch接頭。將此接頭短接則將“Master”狀態推給對方，即使對方在1us內轉換成“Master”狀態。

BoR的Pin4-Pin5連接回路是M/S的4KB SRAM內存映射回路，即VSX主板內建“4K dual-port SRAM”占用內存啟始地址“Hex D000”。通過GPCS0內存映射“Slave”主板的“4K dual-port SRAM”啟始地址“Hex C800”。因此，您可以通過“Memory Mapping”方式移動數據。例如，您可以將數據移動到“Master”主板內建的“4K SRAM”內存區中（基地址：D000：0000），也可以將數據移動到基地址為C800：0000內存區中。當您將數據移動到C800：0000中時，實際上是您將數據移動到了“Slave”主板的“4K SRAM”內存區中，即您可以在“Slave”主板的基地址D000：0000內存區中訪問到同一數據。通過VSX主板的這一功能，就可以很容易地做到兩塊主板間的數據交換和備份。

由於“Slave”主板的ISA Bus是被抑製的。故隻有“Master”主板能同時訪問（讀/寫）內建的“4K dual-port SRAM”和通過GPCS解碼器訪問“Slave”主板的“4K dual-port SRAM”。當然，“Slave”主板也能訪問自身內建的“4K dual-port SRAM”。

為了能使用兩塊主板的“4K dual-port SRAM”，您必須打開“Chipset → SouthBridge Configuration → Redundancy Control Configuration → Dual Port 4KB SRAM”，如圖1。

為了使“Master”主板能訪問“Slave”主板的“4K dual-port SRAM”，您必須將兩塊VSX主板的CMOS設置中“Chipset → SouthBridge Configuration → GPCS Configuration”選項“GPCS0 Function”打開，如下圖。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖4

BoR的Pin6-Pin7是一個高速的RS232串行通信端口（COM9）。它可以傳輸一些簡單的數據，如M/S主板間“4K SRAM”內存區數據傳輸前/後的確認數據（也可以是數據的長度）。當然，您也可以在兩塊VSX主板間使用此COM9端口作其他任何目的的傳輸。

以上就是有關Vortex86SX內建容錯功能的介紹，大家如想獲得更詳細的說明，請隨時與我公司技術人員聯係或發Email：。

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