本发明提出一种微处理器架构，包括：主核、从核、总线及比较器，该主核和该比较器分别通信连接至该总线，该从核通信连接至该比较器；微处理器处于锁步模式时，该比较器阻塞该从核对该总线的访问请求，该主核和该从核均执行主核任务，该比较器将该主核的主核运行数据与该从核的从核运行数据进行比较，以对该主核任务的执行状态进行故障检测。以及一种微处理器故障检测方法，包括：根据任务要求设置微处理器的运行模式，该运行模式包括锁步模式和非锁步模式；若该微处理器处于锁步模式时，该主核和该从核均执行主核任务，通过将该主核的主核运行数据与该从核的从核运行数据进行比较，以对该主核任务的执行状态进行故障检测。