CN102710451A - 一种基于base总线的板卡装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络通信领域中的总线冗余设计，其公开了一种具有多数据通道的基于BASE总线的板卡装置，在某个数据通道出现故障后及时切换，以提高板卡***的稳定性。该板卡装置包括CPU单元、n个以太交换单元；每两个所述以太交换单元之间存在至少一个级联通道；所述CPU单元与n个以太交换单元之间存在至少两个上联通道，n大于或等于2，且为整数。此外，本发明还公开了一种基于上述板卡装置的控制方法，适用于通信产品中。

Description

一种基于BASE总线的板卡装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及网络通信领域中的总线冗余设计，特别涉及一种基于BASE总线的板卡装置及其控制方法。

背景技术

在通信产品中，基于以太的BASE总线（100BASE-T、1000BASE-T）通常被用于主控卡和线卡之间的数据交互通道。传统技术中基于BASE总线的板卡装置包括CPU单元、单个或多个以太交换单元；CPU单元通过一个上联通道与其中一个以太交换单元相连，每两个以太交换单元之间通过一个级联通道相连，每个以太交换单元还通过一个以太信号传输耦合单元与下联通道相连；

传统技术中较典型的板卡装置结构如图1所示，其包括CPU单元及两个以太交换单元，所述CPU单元通过上联通道1与以太交换单元1相连，以太交换单元1通过级联通道1与以太交换单元2相连，两个以太交换单元均通过管理接口与CPU的管理接口相连；该板卡装置存在着缺陷：如果级联通道1不通，则将影响通过交换单元2下联的线卡和主控的数据交互；如果上联通道1不通，将会影响主控模块和所有下联线卡的数据交互。

存在上述缺陷的根本原因在于单板内没有备份的BASE通道，任何一个节点异常都可能引起严重的***问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种具有多数据通道的基于BASE总线的板卡装置，并提供了该板卡装置的控制方法，在某个数据通道出现故障后及时切换，以提高板卡***的稳定性。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：一种基于BASE总线的板卡装置，包括：

CPU单元、n个以太交换单元；每两个所述以太交换单元之间存在至少一个级联通道；所述CPU单元与n个以太交换单元之间存在至少两个上联通道，n大于或等于2，且为整数。

进一步，每两个所述以太交换单元之间存在两个级联通道。

进一步，所述级联通道中包括以太信号传输耦合单元。

进一步，所述以太信号传输耦合单元采用耦合电容或单以太变压器或双以太变压器。

本发明的另一目的，在于提出针对板卡装置的控制方法，该板卡装置包括CPU单元、第一以太交换单元、第二以太交换单元；所述第一以太交换单元与CPU单元之间通过主上联通道相连，所述第二以太交换单元与CPU单元之间通过备份上联通道相连，第一以太交换单元与第二以太交换单元之间通过主级联通道和备份级联通道相连；该方法包括：

a.判断主上联通道是否正常，如果正常，则关闭备份上联通道，进入步骤b，否则，进入步骤c；

b.判断主级联通道是否正常，如果正常，则关闭备份级联通道，返回步骤a，否则关闭主级联通道，开启备份级联通道，返回步骤a；

c.关闭主上联通道，开启备份上联通道，返回步骤b。

进一步，在步骤a之前，还包括步骤：

a0.初始化，关闭备份上联通道和备份级联通道，开启主上联通道和主级联通道。

本发明的有益效果是：通过在板卡上增加备份上联通道和备份级联通道，在主上联通道或主级联通道出现通信故障时及时切换，以提高***的稳定性。

附图说明

图1为传统技术中较典型的板卡装置结构示意图；

图2为本发明中的板卡装置实施例结构示意图；

图3为本发明中的板卡装置控制方法实施例的流程图；

图4为通用的采用双以太变压器对接进行以太信号的传输耦合图；

图5为简化的采用单以太变压器进行以太信号的传输耦合图；

图6为低成本的采用电容耦合方式进行的以太信号传输耦合图。

具体实施方式

本发明提出了一种具有多数据通道的基于BASE总线的板卡装置，并提供了该板卡装置的控制方法，在某个数据通道出现故障后及时切换，以提高板卡***的稳定性。下面结合附图及实施例对本发明作进一步的描述。

如图2所示，本例中的板卡装置包括CPU单元、以太交换单元1、以太交换单元2；CPU单元的以太接口portA与以太交换单元1的port1接口相连形成上联通道1，CPU单元的以太接口portB与以太交换单元2的port1接口相连形成上联通道2；以太交换单元1和以太交换单元2的管理接口均连接CPU单元的CPU管理接口，形成管理通道；以太交换单元1的port2接口与以太交换单元2的port2接口通过以太信号传输耦合单元1相连形成级联通道1；以太交换单元1的port3接口与以太交换单元2的potr3接口通过以太信号传输耦合单元1相连形成级联通道2；

本例中的板卡装置是在传统技术的基础上增加级联通道2和上联通道2，构建起板卡内的两级备份通道，当某一通道异常后，能够灵活的切换到备份的通道工作。

图中的以太交换单元通常基于以太多***换芯片为核心，构成以太的数据交换中心，级联通道实现两个或多个交换单元之间的数据互通，以满足在一个交换单元端口数量不够的情况，通过级联通道扩展出多个交换单元，以提供更多的下联通道，满足更多线卡槽位需求，本例中只是列举出了两个以太交换单元互连的情况，但是可以根据实际需求级联更多的以太交换单元。

对于以太交换单元和CPU单元之间的管理通道来说，不同的交换芯片，有不同的管理总线，如SPI、I2C、PCIE等。管理通道主要负责对交换单元各端口状态监控，然后进行数据通道的切换控制，CPU通过对各互连端口的状态进行周期性监控，实时报错提示、通道切换。

对于以太交换单元和CPU单元之间的上联通道来说，不同的交换芯片，有不同的上联总线，如MII、GMII、RGMII、SGMII等，上联通道是所有线卡和主控CPU数据交互的公共通道。

对于图中的以太信号传输耦合单元1来说，可以采用如图4中的双变压器对以太信号传输进行耦合的方式，或采用如图5中的单个变压器对以太信号传输进行耦合的方法，或采用如图6中的电容耦合的方式。

基于上述板卡装置，CPU单元对BASE总线的状态查询及备份切换的流程如图3所示，其包括以下步骤：

1、初始化，关闭备份上联通道（上联通道2）和备份级联通道（级联通道2），开启主上联通道（上联通道1）和主级联通道（级联通道1）；

2、判断以太交换单元1的port1接口是否能正常通信，即上联通道1是否正常，如果正常，就不需要开启上联通道2，保持其关闭，进入步骤3,如果不正常，则可以先进行告警，然后关闭上联通道1，并开启上联通道2，进入步骤4；

3、判断以太交换单元1的port2接口是否能正常通信，即级联通道1是否正常，如果正常，就不需要开启级联通道2，保持其关闭，在延迟一定时间（如1秒钟）后返回步骤2，继续循环；如果级联通道1不正常，则可以先进行告警提示，然后关闭级联通道1，并开启级联通道2，在延迟一定时间（如1秒钟）后返回步骤2，继续循环；

4、在开启上联通道2以后，需要判断交换单元2的port2接口能否正常通信，即级联通道1是否正常，如果正常，就不需要开启级联通道2，保持其关闭，在延迟一定时间（如1秒钟）后返回步骤2，继续循环；如果级联通道1不正常，则可以先进行告警提示，然后关闭级联通道1，并开启级联通道2，在延迟一定时间（如1秒钟）后返回步骤2，继续循环。

Claims (8)

1.一种基于BASE总线的板卡装置，包括：CPU单元、n个以太交换单元；其特征在于，每两个所述以太交换单元之间存在至少一个级联通道；所述CPU单元与n个以太交换单元之间存在至少两个上联通道，n为大于或等于2的整数。

2.如权利要求1所述的一种基于BASE总线的板卡装置，其特征在于，每两个所述以太交换单元之间存在两个级联通道。

3.如权利要求1或2所述的一种基于BASE总线的板卡装置，其特征在于，所述级联通道中包括以太信号传输耦合单元。

4.如权利要求3所述的一种基于BASE总线的板卡装置，其特征在于，所述以太信号传输耦合单元采用单以太变压器。

5.如权利要求3所述的一种基于BASE总线的板卡装置，其特征在于，所述以太信号传输耦合单元采用双以太变压器。

6.如权利要求3所述的一种基于BASE总线的板卡装置，其特征在于，所述以太信号传输耦合单元采用耦合电容。

7.一种基于BASE总线的板卡装置的控制方法，该板卡装置包括CPU单元、第一以太交换单元、第二以太交换单元；所述第一以太交换单元与CPU单元之间通过主上联通道相连，所述第二以太交换单元与CPU单元之间通过备份上联通道相连，第一以太交换单元与第二以太交换单元之间通过主级联通道和备份级联通道相连；其特征在于，该方法包括：

a.判断主上联通道是否正常，如果正常，则关闭备份上联通道，进入步骤b，否则，进入步骤c；

b.判断主级联通道是否正常，如果正常，则关闭备份级联通道，返回步骤a，否则关闭主级联通道，开启备份级联通道，返回步骤a；

c.关闭主上联通道，开启备份上联通道，返回步骤b。

8.如权利要求7所述的一种基于BASE总线的板卡装置的控制方法，其特征在于，在步骤a之前，还包括步骤：

a0.初始化，关闭备份上联通道和备份级联通道，开启主上联通道和主级联通道。

Images