CN108011795B - 一种实现通信设备中多板卡和多数据通道管理的方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种实现通信设备中多板卡和多数据通道管理的方法及***，具体方法包括，基于PCI实现通信设备中多板卡和多数据通道的管理，板卡管理信息和内嵌管理通道信息均由PCI总线进行传送，PCI控制器完成数据传送物理层信号处理，管理单元PCI控制器负责总线仲裁。所有管理信息均通过PCI总线传送，板卡和管理单元盘都只有一个物理接口，简化化了物理接口类型，便于设计。总线支持多主机通信和即插即用，便于***扩容和升级换代。内嵌管理数据通道物理层和数据链路层处理由板卡完成，当板卡种类增加或端口容量改变时无须更改管理单元设计，便于生产和***维护。

Description

一种实现通信设备中多板卡和多数据通道管理的方法及***
技术领域
本发明涉及一种实现多板卡和多数据通道管理的方法及***，特别是涉及一种适用于数据通信领域的实现多板卡和多数据通道管理的方法及***。
背景技术
目前大容量通信设备如SDH、OTN、PTN等基本采用架式结构，一个子架包括多个板卡，为了便于管理和维护，需要提供本地和远程管理功能。管理单元负责采集和处理本地管理信息并上传至管理中心，同时管理单元还负责接收和处理网管中心下发的管理命令，并指派给相应的板卡执行。由于网络结构越来越复杂，带宽资源紧缺，因此大部分通信设备提供多方向、内嵌式的管理数据通道，用以向远程管理中心传送管理信息。内嵌管理数据通道使用***线路传输通道的部分带宽，其物理接口分布在相应线路接口处理板卡上，而信息处理则由管理单元完成。
1、目前的通信设备，基本采用图1的方式处理：
2、管理信息存储区主要存放采集或接收的管理信息，一般以数据库、文件或其它数据格式存在。
3、数据包主要采用双方约定好的数据格式进行信息传递，可以采用标准格式如IP报文，也可采用自定义格式；发送时组包，接收时解包。
4、数据链路层，主要以帧的方式保证数据在物理层中的传输，它完成数据块识别、定界、差错校验和某些传输控制，可以采用标准格式如HDLC，也可采用自定义格式；发送时组帧，接收时解帧。
5、物理层信号处理主要完成物理媒介的适配，如电平转化、功率控制、时钟恢复、编解码等。
6、复用/解复用是将内嵌管理通道信息在传送信道中与客户信息混合/分离，内嵌管理通道使用预留的开销字节、管理数据包或子波长等；接收端从主信道信息流中提取内嵌管理通道信息。
目前管理类信息主要有三种传送方式：
1、主动上传信息：如告警、接收到的内嵌管理通道信息等，一般由板卡向管理单元卡申请发送，得到允许后再发送，接收完毕后由管理单元卡发送确认信息。
2、查询信息：如性能值、状态信息等，由管理单元卡向板卡发送数据发送请求，再由板卡进行发送，接收完毕后由管理单元卡发送确认信息。
3、下发信息：如配制、控制、发送的内嵌管理通道信息等，由管理单元卡向板卡发送数据发送命令，由管理单元卡发送，接收完毕后由板发送确认信息。
现有机制存在的缺点：
1、所有数据发送和接收需要组包和解包，且需要发送相应命令进行握手协商，如请求、应答；处理流程较为复杂，占用***资源较多、传输效率较低，如图2所示。
2、数据传送过程需要发送和接收方主机共同参与，信息按数据包传送，在一个包传送过程不能终止，此时无法响应更高优先级数据传送请求，影响管理卡主机处理能力和管理质量。
3、内嵌式管理数据通道统一由管理单元完成，当***升级时需要管理单元卡增加硬件接口电路，增加板卡类型，不利于生产和维护。
形成的原因：
由于485、232等串口和以太网技术较为成熟，大多数CPU均提供串行接口和网口，且支持多路接入，因此大多数厂家通信设备的业务板卡和管理单元间数据通信常采用串口或网口连接。由于串口和内嵌管理数据通道仅提供比特传送信息，因此各厂家采用标准或非标准的帧封装和数据包格式，以满足大数据量通信。由于网络越来越复杂，嵌入式管理数据通道与主信道一样连接多个方向，早期的通信产品线路口较少，中高端CPU可以提供多个数据通道接口，往往采用每个内嵌数据通道与管理单元单独相连，板卡管理通道采用串口总线与管理单元连接，这样可以使***结构较为简单，因此很多厂家沿袭了这一设计方法。随着线路数增多，CPU数据通道接口不能满足要求时，往往采用可编程器件或专用芯片进行扩展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够进行多主机通信，实现通信设备中多板卡和多数据通道管理的方法及***。
本发明采用的技术方案如下：
一种实现通信设备中多板卡和多数据通道管理的方法，具体方法包括，基于PCI实现通信设备中多板卡和多数据通道的管理，板卡管理信息和内嵌管理通道信息均由PCI总线进行传送， PCI控制器完成数据传送物理层信号处理，管理单元PCI控制器负责总线仲裁。
所述方法还包括，管理信息存储按照自定义格式存放，不以包的形式存放。
所述方法还包括：数据传送过程，板卡CPU不参与数据传送过程，直接将数据存入相应的存储单元，只是通过命令通知板卡CPU有数据更新或接收完毕。
所述方法还包括，基于PCI支持的邮箱功能，自定义命令集，通过邮箱发送命令信息，作为数据交互的协商信息；邮箱命令通过PCI总线直接命令存储器读写且仅使用PCI一个读写周期。
所述方法还包括，由邮箱命令产生中断，使CPU及时响应。
所述方法还包括，内嵌管理数据通道物理层和链路层信号处理由板卡完成，接收和发送的数据包放置在指定的存储区。
所述方法还包括，数据按字节方式传送。
一种适用于上述实现通信设备中多板卡和多数据通道管理的方法的***，其特征在于：板卡包括板卡PCI控制器，直接与板卡管理信息存储区相连，且依次通过发送/接收数据包缓存单元和链路帧封装/解帧单元与嵌入式管理数据通道与主信道复用/解复用单元相连；管理单元卡包括管理单元卡PCI控制器，直接与管理单元卡管理信息存储区和嵌入式管理数据通道发送/接收收据包缓存单元相连；所述管理单元卡还包括数据组包/解包单元，分别与管理单元卡管理信息存储区和嵌入式管理数据通道发送/接收收据包缓存单元相连。
所述板卡还包括直接与板卡PCI控制器相连的板卡邮箱命令存储区。
所述管理单元卡还包括直接与管理单元卡PCI控制器相连的管理单元卡邮箱命令存储区。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、所有管理信息均通过PCI总线传送，板卡和管理单元盘都只有一个物理接口，简化化了物理接口类型，便于设计。总线支持多主机通信和即插即用，便于***扩容和升级换代。
2、PCI总线支持寄存器访问，管理单元可直接对板卡存储单元进行读取和写入，管理信息需要交互时只需要通过简单命令完成协商即可由管理单元直接存取管理信息，省却数据组包封装和解包过程，提高通信效率。
3、除命令协商期需通信双方主机参与外，数据交互过程仅需管理单元主机完成，板卡主机可以执行其它任务，减少板卡主机工作负荷。
4、由于数据传输按字节方式传递且数据交互过程由一个主机完成，管理单元可随时暂停或继续数据处理以响应更高级别的数据传送请求，加快即时信息响应速度，提高管理质量。
5、内嵌管理数据通道物理层和数据链路层处理由板卡完成，当板卡种类增加或端口容量改变时无须更改管理单元设计，便于生产和***维护。
附图说明
图1为现有技术多板卡和管理单元连接结构工作原理示意图。
图2为现有技术数据发送和接收过程示意图。
图3为本发明其中一实施例多板卡和管理单元连接结构工作原理示意图。
图4为本发明其中一实施例数据发送和接收过程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
具体实施例1
如图3所示，一种实现通信设备中多板卡和多数据通道管理的方法，具体方法包括，基于PCI实现通信设备中多板卡和多数据通道的管理，板卡管理信息和内嵌管理通道信息均由PCI总线进行传送， PCI控制器完成数据传送物理层信号处理，管理单元PCI控制器负责总线仲裁。板卡数和内嵌管理通道数变化时无须改变背板连线和管理单元卡硬件接口。
所有管理信息均通过PCI总线传送，板卡和管理单元盘都只有一个物理接口，简化化了物理接口类型，便于设计。总线支持多主机通信和即插即用，便于***扩容和升级换代。内嵌管理数据通道物理层和数据链路层处理由板卡完成，当板卡种类增加或端口容量改变时无须更改管理单元设计，便于生产和***维护。
具体实施例2
在具体实施例1的基础上，所述方法还包括，管理信息存储按照自定义格式存放，如地址、信息类型、信息长度、信息内容等，不以包的形式存放，从而使管理单元卡直接从板卡存储区直接读取或写入管理信息，而无须组包和解包。
PCI总线支持寄存器访问，管理单元可直接对板卡存储单元进行读取和写入，管理信息需要交互时只需要通过简单命令完成协商即可由管理单元直接存取管理信息，省却数据组包封装和解包过程，提高通信效率。
具体实施例3
在具体实施例1或2的基础上，所述方法还包括：数据传送过程，板卡CPU不参与数据传送过程，直接将数据存入相应的存储单元，只是通过命令通知板卡CPU有数据更新或接收完毕。
除命令协商期需通信双方主机参与外，数据交互过程仅需管理单元主机完成，板卡主机可以执行其它任务，减少板卡主机工作负荷。
具体实施例4
在具体实施例1到3之一的基础上，所述方法还包括，PCI支持邮箱功能，一次可传送多个字节。基于PCI支持的邮箱功能，自定义命令集，通过邮箱发送命令信息，作为数据交互的协商信息；邮箱命令通过PCI总线直接命令存储器读写且仅使用PCI一个读写周期，减少命令通信时间，使相应更及时。
邮箱命令：如32位PCI总线一个读写周期可传送32比特信息，作为其中一种方式，邮箱命令可按如下格式定义：
其中，板卡的地址为板卡的物理地址，如槽位号；命令代码为根据需要将不同命令进行编码。
具体实施例5
在具体实施例1到4之一的基础上，所述方法还包括，由邮箱命令产生中断，使CPU及时响应。
具体实施例6
在具体实施例1到5之一的基础上，所述方法还包括，内嵌管理数据通道物理层和链路层信号处理由板卡完成，接收和发送的数据包放置在指定的存储区，使得管理单元卡直接从板卡存储区直接获取或写入管理信息。
具体实施例7
在具体实施例1到7之一的基础上，如图4所示，所述方法还包括，数据按字节方式传送，在低优先级数据传送过程中能够响应更高优先级数据传送请求。
由于数据传输按字节方式传递且数据交互过程由一个主机完成，管理单元可随时暂停或继续数据处理以响应更高级别的数据传送请求，加快即时信息响应速度，提高管理质量。
具体实施例8
在具体实施例1到7之一的基础上，如图3所示，一种适用于上述实现通信设备中多板卡和多数据通道管理的方法的***，其特征在于：板卡包括板卡PCI控制器，直接与板卡管理信息存储区相连，且依次通过发送/接收数据包缓存单元和链路帧封装/解帧单元与嵌入式管理数据通道与主信道复用/解复用单元相连；管理单元卡包括管理单元卡PCI控制器，直接与管理单元卡管理信息存储区和嵌入式管理数据通道发送/接收收据包缓存单元相连；所述管理单元卡还包括数据组包/解包单元，分别与管理单元卡管理信息存储区和嵌入式管理数据通道发送/接收收据包缓存单元相连。
具体实施例9
在具体实施例8的基础上，所述板卡还包括直接与板卡PCI控制器相连的板卡邮箱命令存储区。
具体实施例10
在具体实施例8或9的基础上，所述管理单元卡还包括直接与管理单元卡PCI控制器相连的管理单元卡邮箱命令存储区。

Claims (5)

1.一种实现通信设备中多板卡和多数据通道管理的方法，具体方法包括，基于PCI实现通信设备中多板卡和多数据通道的管理，其特征在于，板卡管理信息和内嵌管理通道信息均由PCI总线进行传送， 板卡PCI控制器完成数据传送物理层信号处理，管理单元PCI控制器负责总线仲裁；管理信息存储按照自定义格式存放，不以包的形式存放，管理单元直接从板卡存储区直接读取或写入管理信息，管理信息交互时通过简单命令完成协商即由管理单元直接读取或写入管理信息，基于PCI支持的邮箱功能，自定义命令集，通过邮箱发送命令信息，作为数据交互的协商信息，邮箱命令通过PCI总线直接命令存储器读写且仅使用PCI一个读写周期，数据按字节方式传送，在低优先级数据传送过程中响应更高优先级数据传送请求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：数据传送过程，板卡CPU不参与数据传送过程，直接将数据存入相应的存储单元，只是通过命令通知板卡CPU有数据更新或接收完毕。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，由邮箱命令产生中断，使CPU及时响应。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，内嵌管理数据通道物理层和链路层信号处理由板卡完成，接收和发送的数据包放置在指定的存储区。
5.一种适用于权利要求1到4之一所述实现通信设备中多板卡和多数据通道管理的方法的***，其特征在于：板卡包括板卡PCI控制器，直接与板卡管理信息存储区相连，且依次通过发送/接收数据包缓存单元和链路帧封装/解帧单元与嵌入式管理数据通道与主信道复用/解复用单元相连，所述板卡还包括直接与板卡PCI控制器相连的板卡邮箱命令存储区；管理单元卡包括管理单元卡PCI控制器，直接与管理单元卡管理信息存储区和嵌入式管理数据通道发送/接收收据包缓存单元相连；所述管理单元卡还包括数据组包/解包单元，分别与管理单元卡管理信息存储区和嵌入式管理数据通道发送/接收收据包缓存单元相连，所述管理单元卡还包括直接与管理单元卡PCI控制器相连的管理单元卡邮箱命令存储区。
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