一种基于FPGA和RISC-V软核处理器及国密软核的冗余控制系统

本公开涉及核电厂数字化仪控，尤其涉及一种基于fpga和risc-v软核处理器及国密软核的冗余控制系统。

背景技术：

1、仪控系统是核电厂的“神经中枢”，对于确保核电厂安全、经济运行起着关键的作用。数字化仪控技术已经成为当前核电厂的主流，数字化仪控系统的高可靠性和信息安全是业界重点关注的问题。另一方面，随着能源需求的日益增长，核能作为一种高效、清洁的能源形式，在电力生产中扮演着举足轻重的角色。小型模块式反应堆(small modularreactor,smr)的单个模块电功率不超过300mwe，其普遍具有固有安全性、简单、造价低、易于维护、多用途等突出优点，通过并联还可构建用于发电、核能制氢和页岩气开采等领域的大型多用途核能系统，因而被国际原子能机构推荐为未来核能发展的主流方向。smr对于数字化仪控技术提出了高可靠、高信息安全、适应用途、方便升级扩展等方面提出了新的要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开提出了一种基于fpga和risc-v软核处理器及国密软核的冗余控制系统，在单片fpga上部署两个基于risc-v的cpu软核、其他模块的ip软核和国密模块实现的控制模块，能够利用对等冗余控制方式或主从冗余控制方式实现冗余控制，提高了系统的可靠性和容错性，同时还能够对各控制模块进行状态监测，及时处理异常情况。两个软核处理器均可调用片上国密算法，支持数据加密传输，提高了系统信息安全性。

2、根据本公开的一方面，提供了一种基于fpga和risc-v软核处理器及国密软核的冗余控制系统，所述系统包括对等冗余装置，所述对等冗余装置通过一个现场可编程逻辑门阵列fpga实现，所述对等冗余装置包括第一控制模块、第二控制模块、多个隔离模块、多个模数转换模块、信号输出选择电路，

3、所述第一控制模块包括第一处理单元、多个第一gpio单元、多个第一spi单元，所述多个第一gpio单元用于将对应的隔离模块发送的开关量输入信号转发至所述第一处理单元，所述多个第一spi单元用于将对应的模数转换模块发送的模拟量输入信号转发至所述第一处理单元；

4、所述第二控制模块包括第二处理单元、多个第二gpio单元、多个第二spi单元，所述多个第二gpio单元用于将对应的隔离模块发送的开关量输入信号转发至所述第二处理单元，所述多个第二spi单元用于将对应的模数转换模块发送的模拟量输入信号转发至所述第二处理单元；

5、所述第一处理单元和所述第二处理单元均是在该fpga上基于预设risc-v指令集实现，且所述第一处理单元和所述第二处理单元所接收到的待处理信号相同，所述待处理信号包括各所述开关量输入信号、各所述模拟量输入信号、各通信输入信号，所述待处理信号表示核反应堆的运行情况和配置情况；

6、所述第一处理单元，用于接收所述待处理信号，根据预定的处理规则处理所述待处理信号得到第一结果，所述第一结果包括第一开关量输出信号、第一模拟量输出信号、第一通信输出信号，并将所述第一结果发送至所述信号输出选择电路；

7、所述第二处理单元，用于接收所述待处理信号，根据所述处理规则处理所述待处理信号得到第二结果，所述第二结果包括第二开关量输出信号、第二模拟量输出信号、第二通信输出信号，并将所述第二结果发送至所述信号输出选择电路；

8、所述信号输出选择电路，用于根据所述第一结果和所述第二结果确定出对等冗余控制结果，所述对等冗余控制结果用于作为对所述核反应堆进行的控制动作的确定依据。

9、在一种可能的实现方式中，所述多个隔离模块包括多组输入隔离模块，每组输入隔离模块包括一个第一隔离模块和一个第二隔离模块，各所述第一gpio单元连接到对应的第一隔离模块和所述第一处理单元之间，各所述第一隔离模块用于将接收到的开关量输入信号转发至所连接的第一gpio单元，各所述第一gpio单元用于将接收到的开关量输入信号转发至所述第一处理单元，各所述第二gpio单元连接到对应的第二隔离模块和所述第二处理单元之间，各所述第二隔离模块用于将接收到的开关量输入信号转发至所连接的第二gpio单元，各所述第二gpio单元用于将接收到的开关量输入信号转发至所述第二处理单元，其中，同一组输入隔离模块中的第一隔离模块和第二隔离模块所接收的开关量输入信号相同；或者

10、所述多个隔离模块包括多个第三隔离模块，所述对等冗余装置还包括第一逻辑判断模块，各所述第三隔离模块通过所述第一逻辑判断模块与对应的第一gpio单元和第二gpio单元连接，各所述第三隔离模块用于将接收到的开关量输入信号转发至所述第一逻辑判断模块，所述第一逻辑判断模块用于将所述开关量输入信号转发至与所述第三隔离模块对应的第一gpio单元和第二gpio单元，各所述第一gpio单元还用于将接收到的开关量输入信号转发至所述第一处理单元，各所述第二gpio单元用于将接收到的开关量输入信号转发至所述第二处理单元。

11、在一种可能的实现方式中，所述对等冗余装置还包括多个第一电流电压转换模块，所述多个模数转换模块分为多个组，每组模数转换模块包括一个第一模数转换模块和一个第二模数转换模块，同一组模数转换模块中的第一模数转换模块和第二模数转换模块分别连接至对应的同一第一电流电压转换模块，各所述第一spi单元连接到对应的第一模数转换模块和所述第一处理单元之间，各所述第二spi单元连接到对应的第二模数转换模块和所述第二处理单元之间，各所述第一电流电压转换模块用于将接收到的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号转发至所连接的第一模数转换模块和第二模数转换模块，各所述第一模数转换模块用于对接收到的电压信号进行模数转换得到模拟量输入信号并将所述模拟量输入信号发送至所连接的第一spi单元，各所述第一spi单元用于将接收到的模拟量输入信号转发至所述第一处理单元，各所述第二模数转换模块用于对接收到的电压信号进行模数转换得到模拟量输入信号并将所述模拟量输入信号发送至所连接的第二spi单元，各所述第二spi单元用于将接收到的模拟量输入信号转发至所述第二处理单元；或者

12、所述对等冗余装置还包括第二逻辑判断模块和多个第二电流电压转换模块，所述多个模数转换模块包括多个第三模数转换模块，各所述第三模数转换模块与对应的第二电流电压转换模块分别连接，各所述第二电流电压转换模块连接至所述第二逻辑判断模块，

13、各所述第一spi单元连接到所述第二逻辑判断模块和所述第一处理单元之间，各所述第二spi单元连接到所述第二逻辑判断模块和所述第二处理单元之间，各所述第二电流电压转换模块用于将接收到的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号转发至所连接的第三模数转换模块，各所述第三模数转换模块用于对接收到的电压信号进行模数转换得到模拟量输入信号并将所述模拟量输入信号发送至所述第二逻辑判断模块，所述第二逻辑判断模块用于将所述模拟量输入信号转发至对应的第一spi单元和第二spi单元，各所述第一spi单元用于将接收到的模拟量输入信号转发至所述第一处理单元，各所述第二spi单元用于将接收到的模拟量输入信号转发至所述第二处理单元。

14、在一种可能的实现方式中，所述多个隔离模块包括多组输出隔离模块，每组输出隔离模块包括一个第四隔离模块和一个第五隔离模块，同一组输出隔离模块中的第四隔离模块和第五隔离模块采用并联方式或串联方式设置，所述第一控制模块还包括多个第三gpio单元，所述第二控制模块还包括多个第四gpio单元，各所述第三gpio单元连接到对应的第四隔离模块和所述第一处理单元之间，各所述第三gpio单元用于将所述第一开关量输出信号转发至所连接的第四隔离模块，各所述第四隔离模块用于将接收到的第一开关量输出信号转发至外部，各所述第四gpio单元连接到对应的第五隔离模块和所述第二处理单元之间，各所述第四gpio单元用于将所述第二开关量输出信号转发至所连接的第五隔离模块，各所述第五隔离模块用于将接收到的第二开关量输出信号转发至外部。

15、在一种可能的实现方式中，所述第一控制模块还包括多个第三spi单元，所述第二控制模块还包括多个第四spi单元，所述对等冗余装置还包括第三逻辑判断模块和多个第一数模转换模块，各所述第一数模转换模块与所述第三逻辑判断模块连接，各所述第三spi单元连接到所述第三逻辑判断模块和所述第一处理单元之间，各所述第四spi单元连接到所述第三逻辑判断模块和所述第二处理单元之间，各所述第三spi单元用于将所述第一模拟量输出信号转发至所述第三逻辑判断模块，各所述第四spi单元用于将所述第二模拟量输出信号转发至所述第三逻辑判断模块，所述第三逻辑判断模块用于按照预定的输出条件基于所述第一模拟量输出信号和所述第二模拟量输出信号确定出输出结果，并将所述输出结果转发至对应的第一数模转换模块，所述第一数模转换模块用于对接收到的输出结果进行数模转换得到对应的电流信号并将所述电流信号转发至外部。

16、在一种可能的实现方式中，各所述通信输入信号包括串行输入通信信号和以太网输入通信信号，所述第一通信输出信号包括第一串行通信信号和第一以太网通信信号，所述第二通信输出信号包括第二串行通信信号和第二以太网通信信号，所述第一控制模块还包括多个第一uart单元和多个第一lan单元，所述第二控制模块还包括多个第二uart单元和多个第二lan单元，所述对等冗余装置还包括多组电平转换模块和多组phy模块，每组电平转换模块包括一个第一电平转换模块和一个第二电平转换模块，各所述第一uart单元连接到对应的第一电平转换模块和所述第一处理单元之间，各所述第一电平转换模块用于对接收到的串行输入通信信号进行电平转换得到相应的第一信号并将所述第一信号转发至对应的第一uart单元，各所述第一uart单元用于将接收到的第一信号转发至所述第一处理单元，各所述第二uart单元连接到对应的第二电平转换模块和所述第二处理单元之间，各所述第二电平转换模块用于对接收到的串行输入通信信号进行电平转换得到相应的第二信号并将所述第二信号转发至对应的第二uart单元，各所述第二uart单元用于将接收到的第二信号转发至所述第二处理单元，各所述第一uart单元还用于将所述第一串行通信信号转发至对应的第一电平转换模块，各所述第一电平转换模块还用于对接收到的第一串行通信信号进行电平转换得到相应的第三信号并将所述第三信号转发至外部，各所述第二uart单元用于将所述第二串行通信信号转发至对应的第二电平转换模块，各所述第二电平转换模块用于对接收到的第二串行通信信号进行电平转换得到相应的第四信号并将所述第四信号转发至外部，其中，同一组输入电平转换模块中的第一电平转换模块和第二电平转换模块所接收的串行输入通信信号相同；每组输入phy模块包括一个第一phy模块和一个第二phy模块，各所述第一lan单元连接到对应的第一phy模块和所述第一处理单元之间，各所述第一phy模块用于将接收到的以太网输入通信信号转发至所连接的第一lan单元，各所述第一lan单元用于将接收到的以太网输入通信信号转发至所述第一处理单元，各所述第二lan单元连接到对应的第二phy模块和所述第二处理单元之间，各所述第二phy模块用于将接收到的以太网输入通信信号转发至所连接的第二lan单元，各所述第二lan单元用于将接收到的以太网输入通信信号转发至所述第二处理单元，各所述第一lan单元还用于将所述第一以太网通信信号转发至对应的第一phy模块，各所述第一phy模块还用于将所述第一以太网通信信号转发至外部，各所述第二lan单元还用于将所述第二以太网通信信号转发至对应的第二phy模块，各所述第二phy模块还用于将所述第二以太网通信信号转发至外部，其中，同一组输入phy模块中的第一phy模块和第二phy模块所接收的以太网输入通信信号相同。

17、在一种可能的实现方式中，所述对等冗余装置还包括第一双口ram模块，所述第一双口ram模块连接在所述第一控制模块和所述第二控制模块之间，所述第一双口ram模块用于所述第一控制模块和所述第二控制模块之间的数据传输，所述第一控制模块还包括第一同步单元，所述第二控制模块还包括第二同步单元，所述第一处理单元和所述第二处理单元处理所述待处理信号的过程均包括预定的多个处理阶段，所述第一同步单元，用于将第一同步内容通过所述第一双口ram模块同步至所述第二同步单元，所述第一同步内容包括所述第一处理单元当前所处的处理阶段；所述第二同步单元，用于将接收到的所述第一同步内容转发至所述第二处理单元，以使所述第二处理单元基于所述第一同步内容调整自身所处的处理阶段；所述第二同步单元，还用于将第二同步内容通过所述第一双口ram模块同步至所述第一同步单元，所述第二同步内容包括所述第二处理单元当前所处的处理阶段；所述第一同步单元，还用于将接收到的所述第二同步内容转发至所述第一处理单元，以使所述第一处理单元基于所述第二同步内容调整自身所处的处理阶段。

18、在一种可能的实现方式中，所述第一控制模块还包括第一国密单元，所述第二控制模块还包括第二国密单元，所述第一控制模块，用于在经第一输出通信接口发出第一待传递数据之前，将所述第一待传递数据发送至所述第一国密单元；所述第一国密单元，用于基于确定出的加密方式对所述第一待传递数据进行加密，以使所述第一控制模块经所述第一输出通信接口向外发出的内容为加密内容；所述第一控制模块，还用于在经所述第一输入通信接口接收第二待传递数据之前，将所述第二待传递数据发送至所述第一国密单元；所述第一国密单元，还用于基于确定出的解密方式对所述第二待传递数据进行解密，以使所述第一控制模块经所述第一输入通信接口接收的内容为解密内容；其中，所述第一输入通信接口和所述第一输出通信接口分别来自于所述第一控制模块的第一uart单元和第一lan单元，所述第一待传递数据包括第一串行通信信号和第一以太网通信信号，所述第二待传递数据包括串行输入通信信号和以太网输入通信信号；所述第二控制模块，用于在经第二输出通信接口发出第三待传递数据之前，将所述第三待传递数据发送至所述第二国密单元；所述第二国密单元，用于基于确定出的加密方式对所述第三待传递数据进行加密，以使所述第二控制模块经所述第二输出通信接口向外发出的内容为加密内容；所述第二控制模块，还用于在经所述第二输入通信接口接收所述第二待传递数据之前，将所述第二待传递数据发送至所述第二国密单元；所述第二国密单元，还用于基于确定出的解密方式对所述第二待传递数据进行解密，以使所述第二控制模块经所述第二输入通信接口接收的内容为解密内容；其中，所述第二输入通信接口和所述第二输出通信接口分别来自于所述第二控制模块的第二uart单元和第二lan单元，所述第三待传递数据包括第二串行通信信号和第二以太网通信信号。

19、在一种可能的实现方式中，所述第一控制模块还包括第一心跳发送单元和第一判定单元，所述第二控制模块还包括第二心跳发送单元和第二判定单元，所述系统还包括显示装置，所述第一心跳发送单元，用于按照预定的频率向所述第二判定单元发送第一心跳信号；所述第二判定单元，用于基于所述第一心跳信号确定出第一标志位，并将所述第一标志位发送至所述显示装置，所述第一标志位用于指示所述第一控制模块当前所处状态；所述第二心跳发送单元，用于按照预定的频率向所述第一判定单元发送第二心跳信号；所述第一判定单元，用于基于所述第二心跳信号确定出第二标志位，并将所述第二标志位发送至所述显示装置，所述第二标志位用于指示所述第二控制模块当前所处状态；所述显示装置，用于显示所述第一标志位和所述第二标志位，以提醒用户所述第一控制模块和所述第二控制模块的当前所处状态，所述当前所处状态包括正常状态和异常状态中的一种。

20、根据本公开的另一方面，提供了一种基于fpga和risc-v软核处理器及国密软核的冗余控制系统，所述系统包括主从冗余装置，所述主从冗余装置通过一个现场可编程逻辑门阵列fpga实现，所述主从冗余装置包括两个控制模块、多个隔离模块、多个模数转换模块，所述两个控制模块为第三控制模块和第四控制模块，

21、所述第三控制模块包括第三处理单元、多个第五gpio单元、多个第五spi单元，所述多个第五gpio单元用于将对应的隔离模块发送的开关量输入信号转发至所述第三处理单元，所述多个第五spi单元用于将对应的模数转换模块发送的模拟量输入信号转发至所述第三处理单元；

22、所述第四控制模块包括第四处理单元、多个第六gpio单元、多个第六spi单元，所述多个第六gpio单元用于将对应的隔离模块发送的开关量输入信号转发至所述第四处理单元，所述多个第六spi单元用于将对应的模数转换模块发送的模拟量输入信号转发至所述第四处理单元；

23、所述第三处理单元和所述第四处理单元均是在该fpga上基于预设risc-v指令集实现，且所述第三处理单元和所述第四处理单元所接收到的待处理信号相同，所述待处理信号包括各所述开关量输入信号、各所述模拟量输入信号、各通信输入信号，所述待处理信号表示核反应堆的运行情况和配置情况；

24、所述第三处理单元，用于接收所述待处理信号，根据预定的处理规则处理所述待处理信号得到第三结果，所述第三结果包括第三开关量输出信号、第三模拟量输出信号、第三通信输出信号；

25、所述第四处理单元，用于接收所述待处理信号，根据预定的处理规则处理所述待处理信号得到第四结果，所述第四结果包括第四开关量输出信号、第四模拟量输出信号、第四通信输出信号；

26、所述主从冗余装置的两个控制模块中的其中一者为主机、另一者为从机，所述主从冗余装置输出的主从控制结果为所述主机的输出，所述主从控制结果用于作为对核反应堆进行的控制动作的确定依据。

27、在一种可能的实现方式中，所述第三控制模块和第四控制模块均包括第三心跳发送单元、第三同步单元、第三状态查询单元、第三主动切换单元、第四判定单元、第四同步单元、第四状态查询单元、第四主动切换单元；所述主机运行所述第三心跳发送单元、所述第三同步单元、所述第三状态查询单元、所述第三主动切换单元，所述从机运行所述第四判定单元、所述第四同步单元、所述第四状态查询单元、所述第四主动切换单元；所述第三同步单元，用于按照预定的同步频率将第三同步内容同步至所述第四同步单元，所述第三同步内容包括当前主机处理所述待处理信号的当前处理进度；所述第四同步单元，用于将接收到的所述第三同步内容转发至当前从机对应的处理单元，以便在该从机切换为主机的情况下基于所述第三同步内容继续进行处理；所述第三心跳发送单元，用于按照预定的发送频率向所述第四判定单元发送第三心跳信号；所述第四判定单元，用于基于所述第三心跳信号确定出该主机的当前所处状态，所述当前所处状态包括正常状态和异常状态中的一种，并在该主机处于所述异常状态的情况下，将该从机切换为新的主机；所述第四主动切换单元，用于在当前主机自检异常的情况下，发送主机切换指令给所述第四主动切换单元；所述第四主动切换单元，用于根据接收到的主机切换指令将当前从机切换为新的主机。

28、在一种可能的实现方式中，所述系统还包括显示装置，所述第三状态查询单元，用于按照预定的查询频率向所述第四状态查询单元发送从机状态查询指令；所述第四状态查询单元，用于根据该从机状态查询指令向所述第三状态查询单元返回指示所述从机工作状态的数据包；所述第三状态查询单元，还用于根据该数据包确定出第三标志位，并将该第三标志位发送至所述显示装置，该第三标志位用于指示当前从机的当前所处状态；所述显示装置，用于显示所述第三标志位，以提醒用户主机和从机的当前所处状态，所述当前所处状态包括正常状态和异常状态中的一种。

29、在一种可能的实现方式中，所述多个隔离模块包括多组输入隔离模块，每组输入隔离模块包括一个第六隔离模块和一个第七隔离模块，各所述第五gpio单元连接到对应的第六隔离模块和所述第三处理单元之间，各所述第六隔离模块用于将接收到的开关量输入信号转发至所连接的第五gpio单元，各所述第五gpio单元用于将接收到的开关量输入信号转发至所述第三处理单元，各所述第六gpio单元连接到对应的第七隔离模块和所述第四处理单元之间，各所述第七隔离模块用于将接收到的开关量输入信号转发至所连接的第六gpio单元，各所述第六gpio单元用于将接收到的开关量输入信号转发至所述第四处理单元，其中，同一组输入隔离模块中的第六隔离模块和第七隔离模块所接收的开关量输入信号相同；或者

30、所述多个隔离模块包括多个第八隔离模块，所述主从冗余装置还包括第四逻辑判断模块，各所述第八隔离模块通过所述第四逻辑判断模块与对应的第五gpio单元和第六gpio单元连接，各所述第八隔离模块用于将接收到的开关量输入信号转发至所述第四逻辑判断模块，所述第四逻辑判断模块用于将所述开关量输入信号转发至与所述第八隔离模块对应的第五gpio单元和第六gpio单元，各所述第五gpio单元还用于将接收到的开关量输入信号转发至所述第三处理单元，各所述第六gpio单元用于将接收到的开关量输入信号转发至所述第四处理单元。

31、在一种可能的实现方式中，所述主从冗余装置还包括多个第三电流电压转换模块，所述多个模数转换模块分为多个组，每组模数转换模块包括一个第四模数转换模块和一个第五模数转换模块，同一组模数转换模块中的第四模数转换模块和第五模数转换模块分别连接至对应的同一第三电流电压转换模块，各所述第五spi单元连接到对应的第四模数转换模块和所述第三处理单元之间，各所述第六spi单元连接到对应的第五模数转换模块和所述第四处理单元之间，各所述第三电流电压转换模块用于将接收到的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号转发至所连接的第四模数转换模块和第五模数转换模块，各所述第四模数转换模块用于对接收到的电压信号进行模数转换得到模拟量输入信号并将所述模拟量输入信号发送至所连接的第五spi单元，各所述第五spi单元用于将接收到的模拟量输入信号转发至所述第三处理单元，各所述第五模数转换模块用于对接收到的电压信号进行模数转换得到模拟量输入信号并将所述模拟量输入信号发送至所连接的第六spi单元，各所述第六spi单元用于将接收到的模拟量输入信号转发至所述第四处理单元；或者

32、所述主从冗余装置还包括第五逻辑判断模块和多个第四电流电压转换模块，所述多个模数转换模块包括多个第六模数转换模块，各所述第六模数转换模块与对应的第四电流电压转换模块分别连接，各所述第四电流电压转换模块连接至所述第五逻辑判断模块，

33、各所述第五spi单元连接到所述第五逻辑判断模块和所述第三处理单元之间，各所述第六spi单元连接到所述第五逻辑判断模块和所述第四处理单元之间，各所述第四电流电压转换模块用于将接收到的电流信号转换为电压信号，并将所述电压信号转发至所连接的第六模数转换模块，各所述第六模数转换模块用于对接收到的电压信号进行模数转换得到模拟量输入信号并将所述模拟量输入信号发送至所述第五逻辑判断模块，所述第五逻辑判断模块用于将所述模拟量输入信号转发至对应的第五spi单元和第六spi单元，各所述第五spi单元用于将接收到的模拟量输入信号转发至所述第三处理单元，各所述第六spi单元用于将接收到的模拟量输入信号转发至所述第四处理单元。

34、在一种可能的实现方式中，所述多个隔离模块包括多组输出隔离模块，每组输出隔离模块包括一个第九隔离模块和一个第十隔离模块，同一组输出隔离模块中的第九隔离模块和第十隔离模块采用并联方式设置，所述第三控制模块还包括多个第七gpio单元，所述第四控制模块还包括多个第八gpio单元，各所述第七gpio单元连接到对应的第九隔离模块和所述第三处理单元之间，各所述第七gpio单元用于将所述第三开关量输出信号转发至所连接的第九隔离模块，各所述第九隔离模块用于根据所述第三开关量输出信号和当前主从情况向外部输出，各所述第八gpio单元连接到对应的第十隔离模块和所述第四处理单元之间，各所述第八gpio单元用于将所述第四开关量输出信号转发至所连接的第十隔离模块，各所述第十隔离模块用于根据所述第四开关量输出信号和当前主从情况向外部输出；或者

35、所述多个隔离模块包括多个第十一隔离模块，所述主从冗余装置还包括第六逻辑判断模块，各所述第十一隔离模块通过所述第六逻辑判断模块与对应的第七gpio单元和第八gpio单元连接，各所述第七gpio单元用于将所述第三开关量输出信号转发至所述第六逻辑判断模块，各所述第八gpio单元用于将所述第四开关量输出信号转发至所述第六逻辑判断模块，所述第六逻辑判断模块用于根据所述第三开关量输出信号和所述第四开关量输出信号和当前主从情况向外部输出；其中，所述主从情况指示主机为所述第三控制模块还是所述第四控制模块。

36、在一种可能的实现方式中，所述第三控制模块还包括多个第三spi单元，所述第四控制模块还包括多个第四spi单元，所述主从冗余装置还包括第七逻辑判断模块和多个第二数模转换模块，各所述第二数模转换模块与所述第七逻辑判断模块连接，各所述第三spi单元连接到所述第七逻辑判断模块和所述第三处理单元之间，各所述第四spi单元连接到所述第七逻辑判断模块和所述第四处理单元之间，各所述第三spi单元用于将所述第三模拟量输出信号转发至所述第七逻辑判断模块，各所述第四spi单元用于将所述第四模拟量输出信号转发至所述第七逻辑判断模块，所述第七逻辑判断模块用于根据所述第三模拟量输出信号、所述第四模拟量输出信号、当前主从情况确定出输出结果，并将所述输出结果转发至对应的第二数模转换模块，所述第二数模转换模块用于对接收到的输出结果进行数模转换得到对应的电流信号并将所述电流信号转发至外部；其中，所述主从情况指示主机为所述第三控制模块还是所述第四控制模块。

37、在一种可能的实现方式中，各所述通信输入信号包括串行输入通信信号和以太网输入通信信号，所述第三通信输出信号包括第三串行通信信号和第三以太网通信信号，所述第四通信输出信号包括第四串行通信信号和第四以太网通信信号，所述第三控制模块还包括多个第三uart单元和多个第三lan单元，所述第四控制模块还包括多个第四uart单元和多个第四lan单元，所述主从冗余装置还包括多组电平转换模块和多组phy模块，每组电平转换模块包括一个第三电平转换模块和一个第四电平转换模块，各所述第三uart单元连接到对应的第三电平转换模块和所述第三处理单元之间，各所述第三电平转换模块用于对接收到的串行输入通信信号进行电平转换得到相应的第一信号并将所述第一信号转发至对应的第三uart单元，各所述第三uart单元用于将接收到的第一信号转发至所述第三处理单元，各所述第四uart单元连接到对应的第四电平转换模块和所述第四处理单元之间，各所述第四电平转换模块用于对接收到的串行输入通信信号进行电平转换得到相应的第二信号并将所述第二信号转发至对应的第四uart单元，各所述第四uart单元用于将接收到的第二信号转发至所述第四处理单元，各所述第三uart单元还用于在当前主机为第三控制模块且当前从机为第四控制模块的情况下将所述第三串行通信信号转发至对应的第三电平转换模块，各所述第三电平转换模块还用于在当前主机为第三控制模块且当前从机为第四控制模块的情况下对接收到的第三串行通信信号进行电平转换得到相应的第三信号并将所述第三信号转发至外部，各所述第四uart单元还用于在当前主机为第四控制模块且当前从机为第三控制模块的情况下将所述第四串行通信信号转发至对应的第四电平转换模块，各所述第四电平转换模块用于在当前主机为第四控制模块且当前从机为第三控制模块的情况下对接收到的第四串行通信信号进行电平转换得到相应的第四信号并将所述第四信号转发至外部，其中，同一组电平转换模块中的第三电平转换模块和第四电平转换模块所接收的串行输入通信信号相同；每组phy模块包括一个第三phy模块和一个第四phy模块，各所述第三lan单元连接到对应的第三phy模块和所述第三处理单元之间，各所述第三phy模块用于将接收到的以太网输入通信信号转发至所连接的第三lan单元，各所述第三lan单元用于将接收到的以太网输入通信信号转发至所述第三处理单元，各所述第四lan单元连接到对应的第四phy模块和所述第四处理单元之间，各所述第四phy模块用于将接收到的以太网输入通信信号转发至所连接的第四lan单元，各所述第四lan单元用于将接收到的以太网输入通信信号转发至所述第四处理单元，各所述第三lan单元还用于在当前主机为第三控制模块且当前从机为第四控制模块的情况下将所述第三以太网通信信号转发至对应的第三phy模块，各所述第三phy模块还用于在当前主机为第三控制模块且当前从机为第四控制模块的情况下，将所述第三以太网通信信号转发至外部，各所述第四lan单元还用于在当前主机为第四控制模块且当前从机为第三控制模块的情况下将所述第四以太网通信信号转发至对应的第四phy模块，各所述第四phy模块还用于在当前主机为第四控制模块且当前从机为第三控制模块的情况下将所述第四以太网通信信号转发至外部，其中，同一组输入phy模块中的第三phy模块和第四phy模块所接收的以太网输入通信信号相同。

38、在一种可能的实现方式中，所述主从冗余装置还包括第二双口ram模块，所述第二双口ram模块连接在所述两个控制模块之间，所述第二双口ram模块用于所述两个控制模块之间的数据传输，所述第三同步单元，还用于在当前主机为第三控制模块且当前从机为第四控制模块的情况下，将所述第三同步内容通过所述第二双口ram模块同步至所述第四同步单元；所述第四同步单元，还用于在当前主机为第四控制模块且当前从机为第三控制模块的情况下，将所述第四同步内容通过所述第二双口ram模块同步至所述第三同步单元。

39、在一种可能的实现方式中，所述第三控制模块还包括第三国密单元，所述第四控制模块还包括第四国密单元，所述第三控制模块，用于在经第三输出通信接口发出第四待传递数据之前，将所述第四待传递数据发送至所述第三国密单元；所述第三国密单元，用于基于确定出的加密方式对所述第四待传递数据进行加密，以使所述第三控制模块经所述第三输出通信接口向外发出的内容为加密内容；所述第三控制模块，还用于在经所述第三输入通信接口接收第五待传递数据之前，将所述第五待传递数据发送至所述第三国密单元；所述第三国密单元，还用于基于确定出的解密方式对所述第五待传递数据进行解密，以使所述第三控制模块经所述第三输入通信接口接收的内容为解密内容；其中，所述第三输入通信接口和所述第三输出通信接口分别来自于所述第三控制模块的第三uart单元和第三lan单元，所述第四待传递数据包括第三串行通信信号和第三以太网通信信号，所述第五待传递数据包括串行输入通信信号和以太网输入通信信号；所述第四控制模块，用于在经第四输出通信接口发出第六待传递数据之前，将所述第六待传递数据发送至所述第四国密单元；所述第四国密单元，用于基于确定出的加密方式对所述第六待传递数据进行加密，以使所述第四控制模块经所述第四输出通信接口向外发出的内容为加密内容；所述第四控制模块，还用于在经所述第四输入通信接口接收所述第五待传递数据之前，将所述第五待传递数据发送至所述第四国密单元；所述第四国密单元，还用于基于确定出的解密方式对所述第五待传递数据进行解密，以使所述第四控制模块经所述第四输入通信接口接收的内容为解密内容；其中，所述第四输入通信接口和所述第四输出通信接口分别来自于所述第四控制模块的第四uart单元和第四lan单元，所述第六待传递数据包括第二串行通信信号和第二以太网通信信号。

40、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。