台湾DM＆P集团于2007年推出All-in-One Embedded Total Solution高度集成SoC处理器Vortex86SX。该Vortex86SX以中低阶嵌入式及工业应用为主要目标，采用x86兼容运算核心，及单片581颗锡球BGA包装，其0.13 micron制程能让此款SoC体积止于27×27mm。另外，运算速度可达300MHz标准。在基本架构则以32位×86为主体设计，并集成丰富的接口，特别是此SoC内建的容错功能更是成为军工界的一个标准，并以其低成本、易实现和操作简单实用的特点迅速在业界中推广开来。

Vortex86SX内建的容错功能实现非常简单，且功能强大。它主要有以下几大特点：

l Master/Slave主板谐调工作

l 可诊断六种不可预知的系统死机故障

l Master/Slave主板可在1 us(10的负6次方秒)内转换

l 可抑制Slave主板下的ISA总线

l 可编程抑制Slave主板的I/O端口(在BIOS中设置)

l 设计高速串口作Master/Slave主板间的数据传输

l Master/Slave主板各提供4KB SRAM作数据交换与备份

l 支持系统死机计数

由于Vortex86SX内建了容错功能，并在设计CPU之初就已考虑用户使用方便易操作性。我们现就以下几部分介绍容错功能。

1. CMOS设置部分

构建一套容错系统需两块功能相同并嵌有Vortex86SX SoC主板，分别在CMOS中将其容错功能打开，其具体位置在 “Chipset → SouthBridge Configuration→ Redundancy Control Configuration” 下，如下图：

　　　　　　图1

如上图所示，Vortex86SX CPU提供了Dual Port 4KB SRAM空间给用户作数据交换与备份使用，其内存开始地址为000D000；还有提供了COM9作数据传输端口；并在CMOS中有设计可选择设置KB/MS、GPIO、LPT(并口)和串口TRI－State(抑制)状态。

2. 硬件操作部分

准备两片功能相同并嵌有Vortex86SX SoC的主板，根据客户各自要求分别设置其CMOS选项。我们公司的许多工控主板上都有设计一个特殊的接口---容错技术接口，如VSX－6154主板J7接头，其定义分别是Pin1(GND)、Pin2-Pin3(System Fail in/out)、Pin4-Pin5(GPCS0/SYS-GPCS-IN)、Pin6-Pin7(TXD9/RXD9)。如下图，由VSX－6154主板A和B通过PC104总线和“BoR”叠加在一起构成一套容错系统。(我们将VSX主板J7连接线命名为BoR＝Bridge of Redundancy)

　图2

注意：BoR线缆的接法：VSX主板A J7 “Pin2-Pin3”、 “Pin4-Pin5”、 “Pin6-Pin7”和VSX主板B J7相同的信号线两两交叉互连，GND“Pin1-Pin1”对接，如下图。

　　　图3

当您将两块VSX主板的BoR和ISA Bus连接好后就可以上电工作，这两块VSX主板的电源可以是同一电源，也可以是两个独立的电源。两块VSX主板的M/S关系是由BoR的pin2-pin3根据两块主板上电工作的先后来判定的，先上电工作的VSX主板自动被指定为“Master”，另一块则为“Slave”。

以下是处于“Slave”状态下VSX主板的容错设置：

1．“Slave”主板的ISA Bus被抑制（Tri-state）。（注意：这是为了避免两块VSX主板通过ISA Bus叠加起来发生控制/数据/地址总线冲突）

2．“Slave”主板可通过CMOS设置I/O接口是否被抑制，其位置在“Chipset →South Bridge →Redundancy Control Configuration”。请注意I/O接口是指“UART”、“LPT”、“GPIO”和“KB/MS”，其他的I/O接口（如PCI、USB和LAN）不会抑制。其以上I/O接口是否被抑制主要根据两块VSX主板的I/O（如COM1）是否要连接到同一设备。

3.功能介绍部分

BoR的Pin2-Pin3连接回路称为“Diagnose Circuit”（诊断回路）。它不仅是判定VSX主板M/S关系，还可以侦测6种不可预知的系统故障，如“看门狗0/1”、 “硬件复位”、 “软件控制”、 “手动转换”、 “非法指令”等等。一旦发生其中一种的故障，“Master”主板就会发出信号通知“Slave”主板，然后两块VSX主板在1us内转换Master/Slave关系。

我们公司VSX系列主板都有设计2-Pin 的System-Fail-Switch接头。将此接头短接则将“Master”状态推给对方，即使对方在1us内转换成“Master”状态。

BoR的Pin4-Pin5连接回路是M/S的4KB SRAM内存映射回路，即VSX主板内建“4K dual-port SRAM”占用内存启始地址“Hex D000”。通过GPCS0内存映射“Slave”主板的“4K dual-port SRAM”启始地址“Hex C800”。因此，您可以通过“Memory Mapping”方式移动数据。例如，您可以将数据移动到“Master”主板内建的“4K SRAM”内存区中（基地址：D000：0000），也可以将数据移动到基地址为C800：0000内存区中。当您将数据移动到C800：0000中时，实际上是您将数据移动到了“Slave”主板的“4K SRAM”内存区中，即您可以在“Slave”主板的基地址D000：0000内存区中访问到同一数据。通过VSX主板的这一功能，就可以很容易地做到两块主板间的数据交换和备份。

由于“Slave”主板的ISA Bus是被抑制的。故只有“Master”主板能同时访问（读/写）内建的“4K dual-port SRAM”和通过GPCS解码器访问“Slave”主板的“4K dual-port SRAM”。当然，“Slave”主板也能访问自身内建的“4K dual-port SRAM”。

为了能使用两块主板的“4K dual-port SRAM”，您必须打开“Chipset → SouthBridge Configuration → Redundancy Control Configuration → Dual Port 4KB SRAM”，如图1。

为了使“Master”主板能访问“Slave”主板的“4K dual-port SRAM”，您必须将两块VSX主板的CMOS设置中“Chipset → SouthBridge Configuration → GPCS Configuration”选项“GPCS0 Function”打开，如下图。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图4

BoR的Pin6-Pin7是一个高速的RS232串行通信端口（COM9）。它可以传输一些简单的数据，如M/S主板间“4K SRAM”内存区数据传输前/后的确认数据（也可以是数据的长度）。当然，您也可以在两块VSX主板间使用此COM9端口作其他任何目的的传输。

以上就是有关Vortex86SX内建容错功能的介绍，大家如想获得更详细的说明，请随时与我公司技术人员联系或发Email：tech@icop.com.cn。