单片机多机冗余设计及控制模块的VHDL语言描述

　　单片机时钟级同步的实现主要依靠电源控制、时钟产生、复位电路三部分硬件。

　　1.3.1 电源控制

　　三个单片机的供电电源由控制模块控制。主控远件需要保证足够电流容量，可采用功率三极管或场效应管实现。不能采用继电器在，以避免触点电源跳变。

　　1.3.2 时钟产生

　　晶体振荡器输出脉冲作为单片机时钟，中间增加可控的缓冲级。缓冲级可以增加时钟信号的输出负载能力，并可被控制模块控制。

　　1.3.3 复位电路

　　三个单片机的复位端并联接至同一个复位端。复位信号在信号极性和脉冲宽度上满足单片机复位要求，驱动能力满足多单片机需要。复位电路同样是受控于控制模块，用以实现单片机同步。

　　1.4 报警与控制

　　不同状态下核心控制模块有不同的信号输出，异常状态同时也是报警信号。正常状态输出绿灯，出错状态输出黄灯，失败状态输出红灯。黄灯输出时系统可以暂时继续工作，等到系统空闲或许可时进行纠错。红灯输出时系统立即进入保护状态，输出端呈现高阻状态，需要时可以马上纠错，恢复系统。

　　系统恢复需要对控制模块进行复位，复位脉冲可以是自身的失败状态输出，也可以是出错脉冲输出和其他信号的组合逻辑。控制模块的复位，实际是对各单片机重新进行时序对齐和复位单片机程序。此处设计需结合具体使用场合考虑。

　　2 控制模块的VHDL语言描述

　　本控制模块主要采用VHDL语言进行描述。

　　本文所述的时钟对齐方法实现比较简单但并不唯一。复杂一点的方法可以采用不同时钟输出到不同单片机，比较反馈后，调整时钟输出个数达到调节目标。