CN115720180A - 基于srio总线通信网络故障实时监测与恢复的方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的方法和***,通过辅助总线进行SRIO故障监测与恢复,其中,SRIO总线通信网络的端节点分别连接所述辅助总线。本发明主要对SRIO高速通信网络的故障实时监测和恢复的应用需求,其改进之处于,包括:通过辅助总线完成故障监测与恢复,与SRIO高速网络的故障隔离;实时故障监测并快速恢复网络故障,尽量不影响SRIO交换网络通信功能。
Description
技术领域
本发明涉及计算机网络通信技术领域,具体地,涉及基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的方法和***。
背景技术
随着嵌入式技术的快速发展,应用对总线速度以及带宽需求的提高,一种串行高速互联技术(Serial Rapid I/O,SRIO)由于其高速率、低时延、高可靠性的特点已被应用于嵌入式网络通信、航天设备通信等领域。
SRIO总线互联架构是一种点对点的包交换技术,支持芯片间以及板间的互联和通信,其数据传输速率能够达60Gbps以上。SRIO通信拓扑分为端点与端点直连或通过交换节点形成通信网络结构。SRIO互联体系结构共分三层,分别为逻辑层、传输层、物理层。逻辑层规范处于最高层,定义了全部操作协议和包格式,为端节点器件发起和完成事务提供必要的信息;传输层规范处于协议层次的中间层,该层定义了SRIO的地址空间、寻址机制和用于包交换的路由信息;物理层规范处于最底层,内容器件级接口的细节,如包传输机制、流量控制、电气参数以及低级错误管理。
SRIO通信互联网络的故障监测与恢复技术有实际应用需求。网络中任意节点故障不做处理可能导致故障通过交换节点蔓延到其它节点,故需要一种方法能够实时监测节点之间的通信状态,并采取快速有效的恢复措施,实现故障实时恢复,不影响整个网络正常的通信功能。
专利文献CN109194497A公开了一种面向软件无线电***的双SRIO网络备份***,包含二个GSIM模块和若干功能模块,GSIM模块和功能模块内部均包含SRIO交换机,功能模块内部的SRIO交换机一端连接到二个GSIM模块的SRIO交换机,另一端连接到本模块的各个计算节点,在主GSIM模块出现故障后备份GSIM模块替代主GSIM。本发明实现了当主网络出现故障时,软件无线电***能够及时切换到备份网络,防止功能失效。
但是,专利文献CN109194497A需要构建两个SRIO网络互为备份,增加了冗余度与网络建设成本。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的方法和***。
根据本发明提供的一种基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的方法,通过辅助总线进行SRIO故障监测与恢复,其中,SRIO总线通信网络的端节点分别连接所述辅助总线。
优选地,令一个端节点作为主节点,主节点通过所述辅助总线接收其它端节点发送的各自的SRIO状态,以及主节点检测自身的SRIO状态。
优选地,主节点通过所述辅助总线向其它端节点发送SRIO启动帧。
优选地,包括:
步骤S0:作为主节点的端节点与其它端节点通过SRIO进行数据交互;
步骤S1:端节点周期性监测SRIO状态与通信状态;如果检测到SRIO通信故障,则触发步骤S2;如果没有检测到SRIO通信故障,则返回触发步骤S0;监测的SRIO状态包括:port_error状态、link_initialized状态,以及SRIO接收通信连续性状态;
步骤S2:端节点通过辅助总线实时发送复位请求和SRIO当前状态给主节点;
步骤S3:主节点根据收到的复位请求和SRIO当前状态,或者自己检测到的SRIO当前状态,进行判断;若判断为故障有效或检测到SRIO故障,则进入触发步骤S4;若判断为不是故障有效且不是SRIO故障,则返回触发步骤S0;
步骤S4:主节点通过辅助总线广播发送复位指令,所述复位指令指示端节点进行SRIO端口复位操作;分别触发步骤S5、步骤S6;
步骤S5:主节点完成自身复位恢复,并对交换节点进行复位恢复,并重新配置,触发步骤S7;
步骤S7:主节点判断为复位后重连成功,即主节点实时监测SRIO重连接正常后,触发步骤S9;
步骤S9:主节点通过辅助总线向其它端节点发送SRIO启动帧,恢复SRIO网络正常通信;
步骤S6:各端节点接收到复位命令进行SRIO端口复位,触发步骤S8,其中,主节点完成复位流程后,实时监测与各个其它端节点的链路建立状态,重新建立连接成功后发送SRIO启动帧到各个端节点,恢复正常通信,完成网络故障恢复;
步骤S8:重连成功后,触发步骤S10;
步骤S10:其它端节点接收SRIO启动帧。
优选地,所述辅助总线为CAN-FD总线。
根据本发明提供的一种基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的***,包括辅助总线、端节点;
通过辅助总线进行SRIO故障监测与恢复,其中,SRIO总线通信网络的端节点分别连接所述辅助总线。
优选地,令一个端节点作为主节点,主节点通过所述辅助总线接收其它端节点发送的各自的SRIO状态,以及主节点检测自身的SRIO状态。
优选地,主节点通过所述辅助总线向其它端节点发送SRIO启动帧。
优选地,包括:
模块M0:令作为主节点的端节点与其它端节点通过SRIO进行数据交互;
模块M1:令端节点周期性监测SRIO状态与通信状态;如果检测到SRIO通信故障,则触发模块M2;如果没有检测到SRIO通信故障,则返回触发模块M0;监测的SRIO状态包括:port_error状态、link_initialized状态,以及SRIO接收通信连续性状态;
模块M2:令端节点通过辅助总线实时发送复位请求和SRIO当前状态给主节点;
模块M3:令主节点根据收到的复位请求和SRIO当前状态,或者自己检测到的SRIO当前状态,进行判断;若判断为故障有效或检测到SRIO故障,则进入触发模块M4;若判断为不是故障有效且不是SRIO故障,则返回触发模块M0;
模块M4:令主节点通过辅助总线广播发送复位指令,所述复位指令指示端节点进行SRIO端口复位操作;分别触发模块M5、模块M6;
模块M5:令主节点完成自身复位恢复,并对交换节点进行复位恢复,并重新配置,触发模块M7;
模块M7:令主节点判断为复位后重连成功,即主节点实时监测SRIO重连接正常后,触发模块M9;
模块M9:令主节点通过辅助总线向其它端节点发送SRIO启动帧,恢复SRIO网络正常通信;
模块M6:令各端节点接收到复位命令进行SRIO端口复位,触发模块M8,其中,主节点完成复位流程后,实时监测与各个其它端节点的链路建立状态,重新建立连接成功后发送SRIO启动帧到各个端节点,恢复正常通信,完成网络故障恢复;
模块M8:重连成功后,触发模块M10;
模块M10:令其它端节点接收SRIO启动帧。
优选地,所述辅助总线为CAN-FD总线。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明主要对SRIO高速通信网络的故障实时监测和恢复的应用需求,其改进之处于,包括:通过辅助总线完成故障监测与恢复,与SRIO高速网络的故障隔离;实时故障监测并快速恢复网络故障,尽量不影响SRIO交换网络通信功能。
2、本发明可应用于中心控制处理机各个模块之间以及与雷达等通过光纤链路链接的嵌入式高速SRIO通信网络的故障恢复,并可推广到多种其它基于SRIO的网络链路的故障实时监测与重新恢复。
3、本发明以主节点执行周期判断其它各个端节点通过辅助总线上告的SRIO状态,判断SRIO网络是否需要复位恢复,并在需要时进行SRIO网络复位恢复时,启动恢复重连步骤,实现网络链路复位来尝试恢复整个SRIO通信网络的正常通信。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1是本发明高速SRIO总线通信网络拓扑结构示意图。
图2是本发明中主节点和端节点之间中工作相互协作示意图。
图3是本发明中SRIO网络故障监测与恢复处理流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明通过辅助总线实时监测SRIO高速通信网络中各个节点的通信状态。在SRIO网络中出现通信故障或节点故障时,通过辅助总线上报错误状态到主节点,并请求网络故障恢复;主节点通过监测SRIO网络状态和辅助总线上告信息,在判断认为存在总线异常时,通过辅助总线控制SRIO通信***的所有节点进行故障恢复。通过该方案,本发明能够实时监测SRIO高速通信总线的情况,并实现网络故障快速恢复。也就是说,本发明目的是借助辅助总线,实时监测SRIO网络通信通信的故障,不管何种原因造成的链路断开或通信故障,都通过辅助总线进行网络通信重新恢复正常。
如图1所示,为本发明高速SRIO总线通信网络拓扑结构图。在嵌入式控制***领域,主控处理器为图中端节点A,作为主节点,通过交换节点与其它设备内处理模块端节点B、端节点C,以及通过光纤连接远程设备端节点R互联形成通信网络,互相之间进行高可靠、低时延的高速数据交互。
在本实施例中,以CAN-FD总线作为辅助总线进行实施,SRIO总线网络中所有端节点连接到CAN-FD总线上,各个端节点能够通过辅助总线与主节点进行通信,主节点能够通过辅助总线发送广播帧到所有设备端节点。
所述CAN-FD总线传输的数据帧设置优先级,主节点发送的数据帧具备更高优先级,主节点发送的复位命令以高优先级的广播方式发送到各个端节点,并重复发送3次以上保证复位命令被各个端节点正确接收。
如图2所示,为本发明中作为主节点A的端节点A和其它端节点B、C、R之间中工作相互协作图,以及图3所示,为本发明中SRIO网络故障监测与恢复处理流程图。网络中主节点和端节点通过辅助总线相互协作,完成故障实时监测和恢复的处理流程,具体包括如下步骤:
步骤S0:作为主节点的端节点与其它端节点通过SRIO正常进行数据交互。
步骤S1:端节点周期性监测SRIO状态与通信状态;如果检测到SRIO通信故障,则触发步骤S2;如果没有检测到SRIO通信故障,则返回触发步骤S0;其中,所述周期根据节点执行周期确定,优选为毫秒量级。具体地,监测的SRIO状态包括:port_error状态、link_initialized状态等,以及SRIO接收通信连续性状态。
步骤S2:端节点通过例如CAN-FD总线的辅助总线实时发送复位请求和SRIO当前状态给主节点。具体地,SRIO网络中各端节点都连接到辅助总线,端节点通过辅助总线周期性发送监测状态信息到作为主节点的端节点。
步骤S3:主节点根据收到的复位请求和SRIO当前状态,或者自己检测到的SRIO当前状态,进行判断;若判断为故障有效或检测到SRIO故障,则进入触发步骤S4;若判断为不是故障有效且不是SRIO故障,则返回触发步骤S0。具体地,主节点周期性监测自身节点状态和通信状态;同时,周期性接收各个端节点通过辅助总线发送的状态监测数据和恢复操作请求,根据故障严重程度发送故障恢复命令。
步骤S4:主节点通过CAN-FD广播发送复位指令,所述复位指令指示端节点进行SRIO端口复位操作;触发步骤S5、步骤S6。具体地,各个端节点实时接收并执行主节点通过辅助总线发送的恢复命令,根据恢复命令进行SRIO端口复位或故障状态清除操作。
步骤S5:主节点完成自身复位恢复,并对交换节点进行复位恢复,并重新配置,触发步骤S7。具体地,如果主节点发送复位恢复命令,则SRIO所有节点执行网络复位恢复流程。
步骤S7:主节点判断为复位后重连成功,即主节点实时监测SRIO重连接正常后,触发步骤S9。
步骤S9:主节点通过CAN-FD总线向其它端节点发送SRIO启动帧,恢复SRIO网络正常通信。
步骤S6:各端节点接收到复位命令进行SRIO端口复位,触发步骤S8。具体地,主节点完成复位流程后,实时监测与各个端节点的链路建立状态,重新建立连接成功后发送SRIO启动帧到各个端节点,恢复正常通信,完成网络故障恢复。
步骤S8:重连成功后,触发步骤S10。
步骤S10:接收SRIO启动帧。
尤其是,SRIO通信网络的复位恢复按照特定时序操作:
1)端节点接收到复位命令后立即复位并保持50ms后解复位。
2)主节点发送3次复位令后立即复位主节点,复位并重新配置作为交换节点的交换机。
3)端节点解复位后开始实时监测链接重新建立状态。连续n次监测到链接正常,则判断为重新稳定建链,等待主节点SRIO启动消息;否则,判断为建立链接失败,再次进行复位,直到重新稳定建立连接或总复位恢复时间超时。其中,n>3。
4)主节点完成交换机配置后,周期性监测与各个端节点链接重新建立状态,判断重新稳定建链则发送SRIO启动消息到端节点。故障恢复完成。
综上,本发明基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的方案,借助辅助总线,实时监测SRIO网络通信的故障,不管何种原因造成的链路断开或通信故障,都能够通过辅助总线实现网络通信重新恢复正常。
本发明还提供一种基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的***,本领域技术人员可以通过执行所述基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的方法的步骤流程实现所述基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的***,即可以将所述基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的方法理解为所述基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的***的优选实施方式。
根据本发明提供的一种基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的***,包括辅助总线、端节点;
通过辅助总线进行SRIO故障监测与恢复,其中,SRIO总线通信网络的端节点分别连接所述辅助总线。
令一个端节点作为主节点,主节点通过所述辅助总线接收其它端节点发送的各自的SRIO状态,以及主节点检测自身的SRIO状态。
主节点通过所述辅助总线向其它端节点发送SRIO启动帧。
基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的***包括:
模块M0:令作为主节点的端节点与其它端节点通过SRIO进行数据交互;
模块M1:令端节点周期性监测SRIO状态与通信状态;如果检测到SRIO通信故障,则触发模块M2;如果没有检测到SRIO通信故障,则返回触发模块M0;监测的SRIO状态包括:port_error状态、link_initialized状态,以及SRIO接收通信连续性状态;
模块M2:令端节点通过辅助总线实时发送复位请求和SRIO当前状态给主节点;
模块M3:令主节点根据收到的复位请求和SRIO当前状态,或者自己检测到的SRIO当前状态,进行判断;若判断为故障有效或检测到SRIO故障,则进入触发模块M4;若判断为不是故障有效且不是SRIO故障,则返回触发模块M0;
模块M4:令主节点通过辅助总线广播发送复位指令,所述复位指令指示端节点进行SRIO端口复位操作;分别触发模块M5、模块M6;
模块M5:令主节点完成自身复位恢复,并对交换节点进行复位恢复,并重新配置,触发模块M7;
模块M7:令主节点判断为复位后重连成功,即主节点实时监测SRIO重连接正常后,触发模块M9;
模块M9:令主节点通过辅助总线向其它端节点发送SRIO启动帧,恢复SRIO网络正常通信;
模块M6:令各端节点接收到复位命令进行SRIO端口复位,触发模块M8,其中,主节点完成复位流程后,实时监测与各个其它端节点的链路建立状态,重新建立连接成功后发送SRIO启动帧到各个端节点,恢复正常通信,完成网络故障恢复;
模块M8:重连成功后,触发模块M10;
模块M10:令其它端节点接收SRIO启动帧。
所述辅助总线为CAN-FD总线。
本领域技术人员知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的程序部分的***、装置及其各个模块以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的***、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以,本发明提供的***、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构;也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的方法,其特征在于,通过辅助总线进行SRIO故障监测与恢复,其中,SRIO总线通信网络的端节点分别连接所述辅助总线。
2.根据权利要求1所述的基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的方法,其特征在于,令一个端节点作为主节点,主节点通过所述辅助总线接收其它端节点发送的各自的SRIO状态,以及主节点检测自身的SRIO状态。
3.根据权利要求2所述的基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的方法,其特征在于,主节点通过所述辅助总线向其它端节点发送SRIO启动帧。
4.根据权利要求1所述的基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的方法,其特征在于,包括:
步骤S0:作为主节点的端节点与其它端节点通过SRIO进行数据交互;
步骤S1:端节点周期性监测SRIO状态与通信状态;如果检测到SRIO通信故障,则触发步骤S2;如果没有检测到SRIO通信故障,则返回触发步骤S0;监测的SRIO状态包括:port_error状态、link_initialized状态,以及SRIO接收通信连续性状态;
步骤S2:端节点通过辅助总线实时发送复位请求和SRIO当前状态给主节点;
步骤S3:主节点根据收到的复位请求和SRIO当前状态,或者自己检测到的SRIO当前状态,进行判断;若判断为故障有效或检测到SRIO故障,则进入触发步骤S4;若判断为不是故障有效且不是SRIO故障,则返回触发步骤S0;
步骤S4:主节点通过辅助总线广播发送复位指令,所述复位指令指示端节点进行SRIO端口复位操作;分别触发步骤S5、步骤S6;
步骤S5:主节点完成自身复位恢复,并对交换节点进行复位恢复,并重新配置,触发步骤S7;
步骤S7:主节点判断为复位后重连成功,即主节点实时监测SRIO重连接正常后,触发步骤S9;
步骤S9:主节点通过辅助总线向其它端节点发送SRIO启动帧,恢复SRIO网络正常通信;
步骤S6:各端节点接收到复位命令进行SRIO端口复位,触发步骤S8,其中,主节点完成复位流程后,实时监测与各个其它端节点的链路建立状态,重新建立连接成功后发送SRIO启动帧到各个端节点,恢复正常通信,完成网络故障恢复;
步骤S8:重连成功后,触发步骤S10;
步骤S10:其它端节点接收SRIO启动帧。
5.根据权利要求1所述的基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的方法,其特征在于,所述辅助总线为CAN-FD总线。
6.一种基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的***,其特征在于,包括辅助总线、端节点;
通过辅助总线进行SRIO故障监测与恢复,其中,SRIO总线通信网络的端节点分别连接所述辅助总线。
7.根据权利要求6所述的基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的***,其特征在于,令一个端节点作为主节点,主节点通过所述辅助总线接收其它端节点发送的各自的SRIO状态,以及主节点检测自身的SRIO状态。
8.根据权利要求7所述的基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的***,其特征在于,主节点通过所述辅助总线向其它端节点发送SRIO启动帧。
9.根据权利要求6所述的基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的***,其特征在于,包括:
模块M0:令作为主节点的端节点与其它端节点通过SRIO进行数据交互;
模块M1:令端节点周期性监测SRIO状态与通信状态;如果检测到SRIO通信故障,则触发模块M2;如果没有检测到SRIO通信故障,则返回触发模块M0;监测的SRIO状态包括:port_error状态、link_initialized状态,以及SRIO接收通信连续性状态;
模块M2:令端节点通过辅助总线实时发送复位请求和SRIO当前状态给主节点;
模块M3:令主节点根据收到的复位请求和SRIO当前状态,或者自己检测到的SRIO当前状态,进行判断;若判断为故障有效或检测到SRIO故障,则进入触发模块M4;若判断为不是故障有效且不是SRIO故障,则返回触发模块M0;
模块M4:令主节点通过辅助总线广播发送复位指令,所述复位指令指示端节点进行SRIO端口复位操作;分别触发模块M5、模块M6;
模块M5:令主节点完成自身复位恢复,并对交换节点进行复位恢复,并重新配置,触发模块M7;
模块M7:令主节点判断为复位后重连成功,即主节点实时监测SRIO重连接正常后,触发模块M9;
模块M9:令主节点通过辅助总线向其它端节点发送SRIO启动帧,恢复SRIO网络正常通信;
模块M6:令各端节点接收到复位命令进行SRIO端口复位,触发模块M8,其中,主节点完成复位流程后,实时监测与各个其它端节点的链路建立状态,重新建立连接成功后发送SRIO启动帧到各个端节点,恢复正常通信,完成网络故障恢复;
模块M8:重连成功后,触发模块M10;
模块M10:令其它端节点接收SRIO启动帧。
10.根据权利要求6所述的基于SRIO总线通信网络故障实时监测与恢复的***,其特征在于,所述辅助总线为CAN-FD总线。
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