專利名稱：容錯廣播路由器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廣播路由器，尤其涉及容錯廣播路由器，其被配置來檢測第一輸出數(shù)據(jù)流中的錯誤，并響應(yīng)于檢測到第一輸出數(shù)據(jù)流中的錯誤而自動切換到第二輸出數(shù)據(jù)流。
背景技術(shù)：
廣播路由器使得其多個輸出中的每一個都被分配了來自于到達(dá)該廣播路由器的多個輸入中的任何一個的信號。例如，N×M廣播路由器含有N個輸入端和M個輸出端，這N個輸入端和M個輸出端通過使N個輸入的任何一個施加給M個輸出端的每一個的路由器矩陣耦合在一起。雖然例如廣播路由器的輸入卡、輸出卡、路由器矩陣、互連電纜或電源的各種部件中的任何一或多個部件的故障都會造成路由器輸出的缺陷，但是路由器矩陣的故障尤其具有災(zāi)難性，因為廣播路由器的所有信號一般都流經(jīng)路由器矩陣。
因此，人們一直希望廣播路由器具有容錯功能。通過配置廣播路由器以包含第一或主路由器矩陣以及第二或冗余路由器矩陣兩者，廣播路由器獲得了有限程度的容錯性。但是，包含冗余路由器矩陣的廣播路由器一般依賴于使用警報或者其他類型的提示，來通知廣播路由器管理員主路由器出了故障，并且利用手動切換或者其他類型的管理員啟動的設(shè)備來將廣播路由器的輸出從出故障的主路由器輸出切換到冗余路由器輸出。

發(fā)明內(nèi)容
容錯路由器包含第一與第二路由器矩陣，以及用來選擇性地將容錯路由器的輸出從由第一路由器矩陣生成的第一組數(shù)字輸出音頻數(shù)據(jù)流切換到由第二路由器矩陣生成的第二組數(shù)字輸出音頻數(shù)據(jù)流的電路?？梢皂憫?yīng)于檢測到數(shù)字輸出音頻數(shù)據(jù)流之一中的奇偶校驗錯誤、相應(yīng)數(shù)字輸出音頻數(shù)據(jù)流健康或狀態(tài)信息的比較、或者這兩者，而啟動在第一與第二組數(shù)字輸出音頻數(shù)據(jù)流之間的切換。


圖1是按照本發(fā)明的原理構(gòu)造的廣播路由器的方塊圖；圖2是圖1的廣播路由器的第一廣播路由器部件(及相關(guān)的輸入與輸出卡)的放大方塊圖。
詳細(xì)描述首先參照圖1，現(xiàn)在更詳細(xì)地描述按照本發(fā)明的原理構(gòu)造的容錯廣播路由器100。雖然優(yōu)選的是容錯廣播路由器100為全冗余線性可擴(kuò)展廣播路由器，但是完全可以理解本發(fā)明的原理也適用于其他類型的廣播路由器。從圖1可以看到，容錯廣播路由器100包括相互耦合以形成較大容錯廣播路由器100的數(shù)個廣播路由器部件。正如此處所公開的那樣，用于構(gòu)造容錯廣播路由器100的每個廣播路由器部件都是N×M大小的廣播路由器。
容錯廣播路由器100是通過將第一、第二、第三和第四廣播路由器部件102、104、106和108耦合在一起形成的。當(dāng)然，當(dāng)前公開容錯廣播路由器100由4個廣播路由器部件組成純粹是舉個例子。因此，應(yīng)該清楚地認(rèn)識到，按照本發(fā)明的原理構(gòu)造的容錯廣播路由器100可以利用各種其它數(shù)目的廣播路由器部件形成。當(dāng)以本文公開的方式完全連接時，集體形成容錯廣播路由器100的第一、第二、第三和第四廣播路由器部件102、104、106和108可以一起存放在如圖1所示的公共機(jī)架中，或者如果需要的話，存放在分立的機(jī)架上。雖然如此處所公開的那樣，廣播路由器部件102、104、106和108中的每一個具有相同的N×M大小，完全可以設(shè)想廣播路由器部件102、104、106和108可以具有彼此不同的大小。雖然還可以設(shè)想以各種大小構(gòu)造廣播路由器部件102、104、106和108，但是已經(jīng)證明適合于此處設(shè)想的使用的大小是256×256。
從圖1中還可以看出，第一廣播路由器部件102、第二廣播路由器部件104、第三廣播路由器部件106、和第四廣播路由器部件108以遵從全連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)耦合在一起。在全連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，廣播路由器結(jié)構(gòu)的每個廣播路由器通過分離鏈路與形成該種廣播路由器結(jié)構(gòu)一部分的每一個其它路由器矩陣耦合。因此，對于共同構(gòu)成廣播路由器100的路由器102、104、106和108的結(jié)構(gòu)，第一、第二和第三雙向鏈路110、112和114將第一廣播路由器部件102分別與第二廣播路由器部件104、第三廣播路由器部件106、和第四廣播路由器部件108相耦合。另外，第四和第五雙向鏈路116和118將第二廣播路由器部件104分別與第三廣播路由器部件106和第四廣播路由器部件108相耦合。最后，第六雙向鏈路120將第三廣播路由器部件106與第四廣播路由器部件108相耦合。可變化的，雙向鏈路110到120可以由銅線、光纖或其它認(rèn)為適合于數(shù)字信號交換的傳輸介質(zhì)形成。當(dāng)然，可替換地，除了此處所示的單一雙向鏈路，可以用單向鏈路對將廣播路由器部件相互耦合。
如下詳細(xì)所述，每個廣播路由器部件都是包含第一與第二路由器矩陣的分離路由器設(shè)備，其中第二路由器矩陣為第一路由器矩陣的冗余，從而在其出現(xiàn)故障時，第一與第二路由器矩陣中的一個可以替換第一與第二路由器矩陣中的另一個。第一路由器矩陣按第一全連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)排列。類似地，第二路由器矩陣按第二全連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)排列。對于廣播路由器部件102、104、106和108中的每一個，在第一與第二路由器矩陣兩者的輸入側(cè)接收相同的4N個輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，并且在第一與第二路由器矩陣兩者的輸出側(cè)生成M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。當(dāng)然，應(yīng)該容易理解，除了此處所公開的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流輸入之外的其他類型的數(shù)據(jù)流同樣適用于廣播路由器部件102、104、106和108。例如，可以設(shè)想廣播路由器部件102、104、106和108可以改用于其他低帶寬數(shù)字信號，例如壓縮的視頻與數(shù)據(jù)信號。還可以設(shè)想，利用微小的改動，例如更快的硬件，廣播路由器部件可以用于非壓縮的數(shù)字視頻信號。
現(xiàn)在更詳細(xì)地描述廣播路由器部件102、104、106和108。圖2顯示第一廣播路由器部件102。在另一方面，第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108與第一廣播路由器部件102一樣地配置。相應(yīng)地，不需要更詳細(xì)地描述第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108?，F(xiàn)在可以看出，第一廣播路由器部件102包含第一路由器矩陣卡122a以及與該第一路由器矩陣卡122a相同地配置的第二路由器矩陣卡122b。第一路由器矩陣卡122a與第二路由器矩陣卡122b中的每一個都可滑動進(jìn)入廣播路由器100的機(jī)架(未顯示)，并通過其安裝并支撐。當(dāng)然，雖然當(dāng)實(shí)現(xiàn)此處所公開的發(fā)明的特定方面時不一定要使用數(shù)個路由器矩陣卡，但一般優(yōu)選的是使用數(shù)個路由器矩陣卡，這是因為這樣有利于在不干擾正常工作的路由器矩陣卡的情況下修復(fù)和/或替換出故障的路由器矩陣卡。
輸入卡121與輸出卡128也可滑動進(jìn)入機(jī)架，并可通過機(jī)架安裝并支撐。輸入卡121耦合至第一路由器矩陣卡122a與第二路由器矩陣卡122b中的每一個。類似的，輸出卡128耦合至第一路由器矩陣卡122a與第二路由器矩陣卡122b中的每一個。當(dāng)然，雖然在圖2中顯示分離的輸入與輸出卡121與128，但是應(yīng)該清楚地理解，如果需要的話，可以將存在于輸入卡121與輸出卡128兩者上的功能改為置于單個的輸入/輸入(或“I/O”)卡之上。另外，雖然圖2，顯示分離的輸入與輸出卡121與128，但是完全可以設(shè)想，根據(jù)其上的可用空間，顯示為存在于輸入卡121、輸出卡128之一或兩者上的所有或部分功能可以存在于第一路由器矩陣卡122a、第二路由器矩陣卡122b、或其組合之上。
在輸入卡121上存在有輸入信號選擇電路123與奇偶校驗編碼器126。輸入信號選擇電路123從到達(dá)其的數(shù)個輸入信號(未顯示)中選擇N個輸入信號以傳遞到奇偶校驗編碼器126。當(dāng)然，應(yīng)該清楚地理解，為了描述方便，已經(jīng)大大簡化了輸入信號選擇電路123，并且從附圖中省去了各種部件。還應(yīng)該理解，純粹為了圖解的方便，才將輸入信號選擇電路123顯示為位于單個輸入卡上，具體地講為輸入卡121上，并且完全可以設(shè)想可以將信號選擇電路123改為分布在數(shù)個輸入卡(未顯示)之間。然而，應(yīng)該注意到，此結(jié)構(gòu)還可能包含數(shù)個奇偶校驗編碼器，其中每一個針對其中包含的數(shù)個輸入卡中的每一個。最后，雖然在此處公開的實(shí)施方式中，奇偶校驗編碼器126顯示為位于輸入卡121上，但是完全可以設(shè)想奇偶校驗編碼器可以置于沿音頻數(shù)據(jù)傳播的路徑的各種位置上。例如，如果需要的話，可以將奇偶校驗編碼器分別置于第一與第二路由器矩陣卡122a與122b中的每一個上，并且耦合用來從第一和第二路由器矩陣124a和124b接收M個數(shù)字輸出。
N個輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流從輸入信號選擇電路123傳播到奇偶校驗編碼器電路126。奇偶校驗編碼器電路處理所接收的數(shù)據(jù)從而包含奇偶校驗信息?？梢栽O(shè)想可以使用各種算法來利用奇偶校驗信息對所接收的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流編碼。例如，可以配置第一與第二奇偶校驗編碼器126a與126b，以按照在前面通過引用結(jié)合于此的同時待審的美國專利申請第10/＿＿號(代理人案號IU010620)中所描述并圖解的方式，向每個數(shù)據(jù)幀添加一個奇偶校驗信息字節(jié)，并且為每32個輸入數(shù)據(jù)流添加一個奇偶校驗信息幀。然而，應(yīng)該注意到，當(dāng)使用上述技術(shù)時，由奇偶校驗編碼器電路126輸出的奇偶校驗編碼的數(shù)據(jù)流的數(shù)目將根據(jù)輸入數(shù)據(jù)流的數(shù)目而變化。例如，使用上述技術(shù)，奇偶校驗編碼器126將從256個輸入數(shù)據(jù)流產(chǎn)生264個奇偶校驗編碼的數(shù)據(jù)流。當(dāng)然，在上面引用的專利申請中公開的技術(shù)只是多種適用于用奇偶校驗信息編碼數(shù)據(jù)的技術(shù)中的一種技術(shù)。其他技術(shù)，例如循環(huán)冗余校驗(或“CRC”)或校驗和，也適用于此處所設(shè)想的目的。
奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流1至N從奇偶校驗編碼器126傳播到位于第一路由器矩陣卡122a上的第一路由器矩陣124a與位于第二路由器矩陣卡122b上的第二路由器矩陣124b兩者。另外，第一與第二路由器矩陣124a與124b接收從第二廣播路由器部件104輸入的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流N+1至2N、從第三廣播路由器部件106輸入的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流2N+1至3N、以及從第四廣播路由器部件108輸入的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流3N+1至4N。當(dāng)然，輸入的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流N+1至4N都是奇偶校驗編碼的，最好是在發(fā)送到第一路由器矩陣卡122a的第一路由器矩陣124a與第二路由器矩陣卡122b的第二路由器矩陣124b之前。雖然完全可以設(shè)想包含數(shù)個具有到每一個路由器矩陣都相同的輸入的路由器矩陣的多種廣播路由器結(jié)構(gòu)都適合于此處所設(shè)想的目的，但是在同時待審并且前面通過引用結(jié)合于此的美國專利申請第10/＿＿號(代理人案號IU010620)中公開了一種此類廣播路由器。在該申請中，詳細(xì)描述了具有四個廣播路由器部件的廣播路由器，其中每個廣播路由器部件都包含耦合以接收輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流1至4的一對路由器矩陣。
在第一路由器矩陣卡122a與第二路由器矩陣卡122b中的每一個上還有數(shù)個擴(kuò)展端口(未顯示)，在上述申請中也詳細(xì)描述了其配置。廣義說來，位于第一路由器矩陣卡122a上的擴(kuò)展端口用來緩沖在第一路由器矩陣卡122a與第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108的第一路由器矩陣卡之間的、輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的傳送。類似的，位于第二路由器矩陣卡122b上的擴(kuò)展端口用來緩沖在第二路由器矩陣卡122b與第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108的第二路由器矩陣卡之間的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的傳送。當(dāng)然，為了同樣的目的，可以在第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108的每個路由器矩陣卡上配備類似的擴(kuò)展端口配置。
可以設(shè)想，多種擴(kuò)展端口配置適用于這些目的，并且在這方面，應(yīng)該注意上述專利申請公開了一對可替換實(shí)施方式。在其中描述的第一實(shí)施方式中，第一與第二路由器矩陣卡122a與122b中的每一個都具有位于其中的第一、第二、和第三雙向擴(kuò)展端口。位于路由器矩陣卡122a或122b中任一個上的第一、第二、和第三擴(kuò)展端口中的每一個接收與位于該卡上的路由器矩陣124a或124b相同的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流1至N。從第一路由器矩陣卡122a的第一、第二、和第三擴(kuò)展端口中的每一個，輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流1至N傳播到第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108的第一路由器矩陣卡。類似地，從第二路由器矩陣卡122b的第一、第二、和第三擴(kuò)展端口中的每一個，輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流1至N傳播到第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108的第二路由器矩陣卡。另外，第一路由器矩陣卡122a的第一、第二、和第三擴(kuò)展端口還接收分別來自第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108的第一路由器矩陣卡的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流N+1至2N、2N+1至3N、和3N+1至4N，以便隨后傳播到路由器矩陣124a。類似地，第二路由器矩陣卡122b的第一、第二、和第三擴(kuò)展端口還接收分別來自第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108的第二路由器矩陣卡的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流N+1至2N、2N+1至3N、和3N+1至4N，以便隨后傳播到路由器矩陣124b。
在同樣在上述專利申請中描述的第二實(shí)施方式中，第一與第二路由器矩陣卡122a與122b中的每一個具有位于其上的數(shù)個單向擴(kuò)展端口，更具體地講，發(fā)送擴(kuò)展端口與第一、第二、和第三接收擴(kuò)展端口。位于第一路由器矩陣卡122a上的發(fā)送擴(kuò)展端口接收與路由器矩陣124a相同的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流1至N。輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流1至N從位于第一路由器矩陣卡122a上的發(fā)送擴(kuò)展端口傳播到第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108的第一路由器矩陣卡。類似地，位于第二路由器矩陣卡122b上的發(fā)送擴(kuò)展端口接收與路由器矩陣124b相同的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流1至N。輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流1至N從位于第二路由器矩陣卡122b的發(fā)送擴(kuò)展端口傳播到第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108的第二路由器矩陣卡。相反，第一路由器矩陣卡122a的第一、第二、和第三接收擴(kuò)展端口接收分別來自第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108的第一路由器矩陣卡的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流N+1至2N、2N+1至3N、和3N+1至4N，以便隨后傳播到路由器矩陣124a。類似地，第二路由器矩陣卡122b的第一、第二、和第三接收擴(kuò)展端口接收分別來自第二、第三、和第四廣播路由器部件104、106和108的第二路由器矩陣卡的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流N+1至2N、2N+1至3N、和3N+1至4N，以便隨后傳播到路由器矩陣124b。
第一與第二路由器矩陣124a與124b每一個中的功能允許其M個輸出中的每一個連接到其4N個輸入中所選的那個輸入。通過控制電路(未顯示)來控制對M個輸出中的每一個連接到4N個輸入中的特定一個輸入的選擇。同樣地控制路由器矩陣124a、124b，從而路由器矩陣124a的M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流與路由器矩陣124b的M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流相同。
在輸出卡128上存在第一奇偶校驗檢查電路130a、第二奇偶校驗檢查電路130b、第一延遲電路132a、第二延遲電路132b、邏輯電路134、以及開關(guān)電路136。奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流從第一奇偶校驗編碼器電路126a傳播到第一奇偶校驗檢查電路130a與延遲電路132a兩者。第一延遲電路132a延遲所接收的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的傳播，同時第一奇偶校驗檢查電路130a檢查所接收的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流是否存在傳送錯誤。雖然第一延遲電路132可以以各種方式配置，但是可以設(shè)想先入先出(或“FIFO”)存儲器設(shè)備，其寬度相應(yīng)于所接收的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的數(shù)目，并且其深度基于奇偶校驗檢查電路130a對所接收的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行所希望的奇偶校驗(例如在上述美國專利申請第10/＿＿號(代理人案號IU010620)中所描述的奇偶校驗)所需時間來選擇。類似地，復(fù)制的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流從奇偶校驗檢查電路130b傳播到奇偶校驗檢查電路130b與延遲電路132b兩者。此處，第二延遲電路132b延遲復(fù)制的所接收的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的傳播，同時第二奇偶校驗檢查電路130b檢查所接收的復(fù)制的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流是否存在傳送錯誤。
從圖2中還可以看出，第一奇偶校驗檢查電路130a還包含連接到邏輯電路134的輸出線138a。輸出線138a一般無效(unasserted)。然而如果第一奇偶校驗檢查電路130a在所接收的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中檢測到傳送錯誤，則第一奇偶校驗檢查電路130a將輸出線138a置為有效(assert)。類似地，第二奇偶校驗檢查電路130b還包含連接到邏輯電路134的輸出線138b。與輸出線138a相同，輸出線138b一般無效。然而，如果第二奇偶校驗檢查電路130b在所接收的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中檢測到傳送錯誤，則第二奇偶校驗檢查電路130b將輸出線138a置為有效。
選擇器電路136為2:1選擇器電路，具有作為第一輸入的、從延遲電路132a輸出的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，以及作為第二輸入的，從延遲電路132b輸出的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。作為對接收到來自邏輯電路134的控制信號的響應(yīng)，選擇器電路136選擇從延遲電路132a輸出的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流或從延遲電路132b輸出的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，作為廣播路由器部件的輸出。例如，可以配置選擇器電路136，從而如果控制輸入140無效，則傳送從延遲電路132a輸出的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流；但是如果控制輸入140有效，則傳送從第二延遲電路132b輸出的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。根據(jù)其所選擇的特定邏輯電路以及其輸入138a、138b的狀態(tài)，通過邏輯電路134選擇性地將控制輸入140置為有效。例如，可以配置邏輯電路134，從而每當(dāng)輸入138a無效時，保持輸出140無效，而當(dāng)開始將輸入138a置為有效時，將輸出140置為有效。一旦輸出140被置為有效，其將保持有效，直至隨后對輸入138b置為有效，此時邏輯電路134將輸出140置為無效(deassert)。
當(dāng)邏輯電路134以上述方式配置時，選擇器電路136一般傳送已經(jīng)由第一奇偶校驗檢查電路130a確定為無傳送錯誤的、從第一延遲電路132a輸出的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。不管是否有傳送錯誤，都保持不選擇從第二延遲電路132b輸出的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。如果第一奇偶校驗檢查電路130a檢測到第一奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中由錯誤，則第一奇偶校驗檢查電路130將輸出138a置為有效。作為響應(yīng)，邏輯電路134將輸出140置為有效，從而使選擇器電路136不再選擇第一奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，并且選擇第二奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流作為廣播路由器部件102的輸出。通過切換到第二冗余奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻流，可以在不中斷從廣播路由器部件10輸出的數(shù)字音頻流的情況下，修復(fù)或替換第一路由器矩陣卡126a。
如此處所公開的，一旦廣播路由器部件102的輸出被切換到第二奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，則不管是否清除了在第一奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中檢測到的傳送錯誤，選擇器電路136都將繼續(xù)傳送從第二延遲電路132b輸出的第二奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。因此，一旦選擇器電路136選擇了第二奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，則將保持不選擇從第一遲電路132a輸出的第一奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。然而，如果第二奇偶校驗檢查電路130b隨后在第二奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中檢測到傳送錯誤，則第二奇偶校驗檢查電路130b將輸出138b置為有效。作為響應(yīng)，邏輯電路134將輸出140置為無效，從而使選擇器電路136不再選擇第二奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，并且重現(xiàn)選擇第一奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流作為廣播路由器部件102的輸出。
可以設(shè)想，該結(jié)構(gòu)將最小化從廣播路由器部件102輸出的奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流源從第一與第二路由器矩陣124a與124b中的第一個切換到第一與第二路由器矩陣124a與124b中的第二個的次數(shù)。當(dāng)然，其他結(jié)構(gòu)的邏輯電路134也適用于此處所設(shè)想的用途。例如，可以配置邏輯電路134，使得來自第一延遲電路132a的第一奇偶校驗編碼的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流一般為廣播路由器部件102a的輸出。在通過第一奇偶校驗檢查電路130a檢測到傳輸錯誤時，邏輯電路134將控制輸出140置為有效，從而將廣播路由器部件102a的輸出切換到第二數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。然而，在這種結(jié)構(gòu)中，在糾正傳輸錯誤并且將輸出138a置為無效時，邏輯電路134將控制輸出140置為無效，從而將廣播路由器部件102a的輸出切換回到第一數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。雖然該結(jié)構(gòu)可能減少廣播路由器部件開關(guān)電路的復(fù)雜性，但是不太可能檢測到兩個數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中幾乎同時的傳輸錯誤。
最后，應(yīng)該注意，為了選擇器電路136無縫地在第一數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流與第二數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流之間切換，以作為廣播路由器部件102的輸出，第一與第二數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流應(yīng)該相互同步?？梢栽O(shè)想能夠使用各種技術(shù)進(jìn)行數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的同步。例如，第一與第二延遲電路132a與132b可以連接到公共基準(zhǔn)信號(未顯示)，該公共基準(zhǔn)信號控制第一與第二數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流分別從第一與第二延遲電路132a與132b向開關(guān)電路136的傳播。
繼續(xù)參照圖2，以下將更詳細(xì)地描述與上述的奇偶校驗編碼技術(shù)一起或結(jié)合使用的本發(fā)明的另一方面。如上所述，第一路由器矩陣124a從位于輸入卡121上的選擇電路123、第二路由器部件104的第一路由器矩陣卡、第三路由器部件106的第一路由器矩陣卡、以及第四路由器部件108的第一路由器矩陣卡接收N個輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。在路由器矩陣124a內(nèi)，各個部件導(dǎo)致從4N個輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流生成M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。然后，通過位于第一路由器矩陣卡122a上的各種部件，向輸出卡128的奇偶校驗檢查電路130a與延遲電路132a傳播M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。在這些部件中，在圖2中只能看到奇偶校驗編碼器電路126a。然而，應(yīng)該容易理解，當(dāng)物理地實(shí)現(xiàn)時，M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流可能也需要通過其他設(shè)備傳播。類似地，第二路由器矩陣124b從位于輸入卡121上的選擇電路123、第二路由器部件104的第二路由器矩陣卡、第三路由器部件106的第二路由器矩陣卡、以及第四路由器部件108的第二路由器矩陣卡接收N個輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。在第二路由器矩陣124b內(nèi)，從4N個輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流生成M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。然后，通過位于第二路由器矩陣卡122b上的各種部件，向輸出卡128的第二奇偶校驗檢查電路130b與延遲電路132b傳播M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。再次地，應(yīng)該容易理解，在圖2中未顯示路由器矩陣124b內(nèi)部或者其它位于沿M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流向輸出卡128傳播的路徑上的各種部件。
根據(jù)這個方面，可以設(shè)想，當(dāng)向輸出卡128傳播數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流時，處理這些流的各種部件中的一或多個可以根據(jù)所述部件對存在錯誤或其他類型的故障情況的判定來修改流。例如，每個數(shù)據(jù)流可以包含一或多個“健康(health)”字節(jié)。一或多個健康字節(jié)的每一位被分配給該數(shù)據(jù)流將要傳送通過的部件之一，并且開始被設(shè)置為零。當(dāng)數(shù)據(jù)流傳送通過該部件時，如果該部件檢測到存在錯誤或其他故障情況，則該部件將設(shè)置分配給它的一或多個健康位。例如，路由器矩陣124a接收來自四個源——選擇電路123、第二路由器部件104的第一路由器矩陣卡、第三路由器部件106的第一路由器矩陣卡、以及第四路由器部件108的第一路由器矩陣卡的輸入數(shù)據(jù)流。可以將第一健康字節(jié)的一位分配給這些數(shù)據(jù)源的每一個，并且如果與該數(shù)據(jù)源的連接出現(xiàn)故障，則路由器矩陣124a將設(shè)置相應(yīng)位。另外，作為例子，每個數(shù)據(jù)流可以包含一或多個“狀態(tài)”字節(jié)。與健康字節(jié)類似，該一或多個狀態(tài)字節(jié)的每一位開始被設(shè)置為零，但當(dāng)數(shù)據(jù)流傳送通過第一廣播路由器部件102時，如果檢測到特定條件(例如，“板不存在”或“板處于未準(zhǔn)備好狀態(tài)”)，則將設(shè)置該位。通過這種方式，當(dāng)?shù)谝慌c第二組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流向選擇電路136傳播時，將設(shè)置M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的一或多個健康字節(jié)和/或一或多個狀態(tài)字節(jié)的各個位。當(dāng)?shù)谝慌c第二奇偶校驗檢查電路130a與130b分別從第一與第二奇偶校驗編碼器電路126a與126b接收第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流時，奇偶校驗檢查電路130a與130b還將檢查所接收的一或多個健康字節(jié)。雖然可以使用各種技術(shù)來檢查一或多個健康字節(jié)，但是一種適合的技術(shù)為計數(shù)已被設(shè)置的位的數(shù)目。通過這樣做，第一與第二奇偶校驗檢查電路130a與130b中的每一個生成“健康計數(shù)”、“狀態(tài)計數(shù)”、或者這兩者。健康計數(shù)包含在相應(yīng)數(shù)據(jù)流傳播過程中檢測到的錯誤或其他類型故障的總數(shù)目。因為每個檢測到的錯誤都增加健康計數(shù)，所以較低的健康計數(shù)表示較少錯誤。類似地，狀態(tài)計數(shù)包含在相應(yīng)數(shù)據(jù)流傳播過程中檢測到的“不存在”和/或“未準(zhǔn)備好”的總數(shù)目。因為每個檢測到的“不存在”或“未準(zhǔn)備好”都增加狀態(tài)計數(shù)，所以較低的狀態(tài)計數(shù)表示就緒程度較高。
由第一與第二奇偶校驗檢查電路132a與132b中每一個所確定的健康和/或狀態(tài)計數(shù)被轉(zhuǎn)發(fā)給邏輯電路134，其中獨(dú)立地或者與奇偶校驗錯誤檢測相結(jié)合地使用該計數(shù)，以選擇兩組M個數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流之一作為廣播路由器100的輸出。例如，可以配置邏輯電路134，以在完全不考慮是否存在奇偶校驗錯誤的情況下，選擇具有最低健康計數(shù)的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流?？商鎿Q地，可以配置邏輯電路134，以選擇確定無奇偶校驗錯誤的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，但是在兩個數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流都沒有奇偶校驗錯誤或都有奇偶校驗錯誤的情況下，數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流將選擇具有最低健康計數(shù)的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。因此，在該配置中，健康字節(jié)為第一與第二奇偶校驗檢查電路132a與132b產(chǎn)生相同結(jié)果的那些情況提供了一種解決方式。
因此，本文公開和圖解說明了配置用來根據(jù)數(shù)據(jù)流的比較分析在一對輸出數(shù)據(jù)流之間進(jìn)行切換的容錯廣播路由器。當(dāng)然，雖然此處已經(jīng)顯示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的精神或原理的情況下，作出各種各樣的修改和其它改變，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于此處所述的實(shí)施例，而是只由所附權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種容錯路由器，包含第一路由器矩陣卡(122a)，所述第一路由器矩陣卡(122a)接收N個奇偶校驗編碼的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，并且從所述N個奇偶校驗編碼的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流生成第一組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流；第二路由器矩陣卡(122b)，所述第二路由器矩陣卡(122b)接收所述N個奇偶校驗編碼的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，并且從所述N個奇偶校驗編碼的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流生成第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流；耦合至所述第一路由器矩陣卡(122a)與所述第二路由器矩陣卡(122b)的輸出卡(128)，所述輸出卡(128)接收來自所述第一路由器矩陣卡(122a)的第一組所述M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流以及來自所述第二路由器矩陣卡(122b)第二組所述M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流；提供從所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中所選擇的一個數(shù)據(jù)流作為其輸出；并且當(dāng)在從所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中所選擇的一個數(shù)據(jù)流中檢測到奇偶校驗錯誤時，從所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中所選擇的一個數(shù)據(jù)流切換到所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中未選擇的一個數(shù)據(jù)流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路由器，其中所述輸出卡(128)還包含一個開關(guān)電路(136)，其被耦合用來接收來自所述第一路由器矩陣卡(122a)的所述第一組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流以及來自所述第二路由器矩陣卡(122b)的所述第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，作為對開關(guān)信號被置為有效的響應(yīng)，所述開關(guān)電路(136)從所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中所選擇的一個數(shù)據(jù)流切換到所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中未選擇的一個數(shù)據(jù)流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的路由器，其中所述輸出卡(128)還包含耦合以便接收來自所述第一路由器矩陣卡(122a)的所述第一組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的第一奇偶校驗檢查電路(130a)；耦合以便接收來自所述第二路由器矩陣卡(122b)的所述第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的第二奇偶校驗檢查電路(130b)；以及耦合以便接收來自所述第一奇偶校驗檢查電路(130a)的第一奇偶校驗錯誤信號以及來自所述第二奇偶校驗檢查電路(130b)的第二奇偶校驗錯誤信號的邏輯電路(134)，所述邏輯電路(134)根據(jù)從所述第一奇偶校驗檢查電路(130a)接收的第一奇偶校驗錯誤信號與從所述第二奇偶校驗檢查電路(130b)接收的第二奇偶校驗錯誤信號，確定是否將所述開關(guān)信號置為有效。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的路由器，其中所述輸出卡(128)還包含耦合以便接收來自所述第一路由器矩陣卡(122a)的所述第一組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的第一延遲電路(132a)；耦合以便接收來自所述第二路由器矩陣卡(122b)的所述第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的第二延遲電路(132b)；所述開關(guān)電路(136)耦合以便分別通過所述第一延遲電路(132a)與第二延遲電路(132b)接收來自所述第一路由器矩陣卡(122a)的所述第一組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，與來自所述第二路由器矩陣卡(122b)的第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的路由器，其中當(dāng)在所述從第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中所選擇的一個數(shù)據(jù)流中檢測到奇偶校驗錯誤時，不管在檢測時在所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中未選擇的一個數(shù)據(jù)流中是否存在奇偶校驗錯誤，所述邏輯電路(134)都將所述開關(guān)信號置為有效。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的路由器，其中當(dāng)在所述從第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中所選擇的一個數(shù)據(jù)流中檢測到奇偶校驗錯誤時，只有在所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中未選擇的一個數(shù)據(jù)流中不存在奇偶校驗錯誤時，所述邏輯電路(134)才將所述開關(guān)信號置為有效。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的路由器，其中當(dāng)所述開關(guān)信號被置為有效時，所述開關(guān)電路(136)從所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中未選擇的一個數(shù)據(jù)流切換回到所述從第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中所選擇的一個數(shù)據(jù)流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的路由器，其中當(dāng)在所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中未選擇的一個數(shù)據(jù)流中檢測到奇偶校驗錯誤時，所述邏輯電路(134)將所述開關(guān)信號置為無效。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的路由器，其中當(dāng)在所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中未選擇的一個數(shù)據(jù)流中檢測到奇偶校驗錯誤時，只有在所述從第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中所選擇的一個數(shù)據(jù)流中不存在奇偶校驗錯誤時，所述邏輯電路(134)才將所述開關(guān)信號置為無效。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的路由器，其中當(dāng)在所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中未選擇的一個數(shù)據(jù)流中檢測到奇偶校驗錯誤時，不管在所述從第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中所選擇的一個數(shù)據(jù)流中是否存在奇偶校驗錯誤，所述邏輯電路(134)都將所述開關(guān)信號置為無效。
11.對于具有輸入卡(121)、第一路由器矩陣卡(122a)與第二路由器矩陣卡(122b)的廣播路由器(100)，其中所述輸入卡(121)向所述第一路由器矩陣卡(122a)與所述第二路由器矩陣卡(122b)發(fā)送一組N個輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，所述第一路由器矩陣卡(122a)輸出第一組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，并且所述第二路由器矩陣卡(122b)輸出第二組復(fù)制的M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，一種從所述第一與第二組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中選擇一個數(shù)據(jù)流作為所述廣播路由器(100)的輸出的方法，所述方法包含通過所述第一路由器矩陣卡(122a)的至少一個部件(124a)，傳播所述第一組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流；所述第一路由器矩陣卡(122a)的至少一個部件(124a)中的每一個向通過其傳播的所述第一組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流添加至少一位信息；通過所述第二路由器矩陣卡(122b)的至少一個部件(124b)，傳播所述第二組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流；以及根據(jù)所述添加到第一組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的至少一位信息與所述添加到所述第二組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的至少一位信息的比較，從所述第一與第二組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中選擇一個數(shù)據(jù)流作為所述廣播路由器(100)的輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述至少一位信息包括至少一個狀態(tài)位。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述至少一位信息包括至少一個健康位。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中從所述第一與第二組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中選擇一個數(shù)據(jù)流作為所述廣播路由器(100)的輸出還包含通過將所述添加到第一組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的至少一位相加，確定第一總和；通過將所述添加到第二組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的至少一位相加，確定第二總和；根據(jù)所述第一總和與第二總和的比較，從所述第一與第二組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中選擇一個數(shù)據(jù)流作為所述廣播路由器(100)的輸出。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包含在向所述第一路由器卡(122a)的第一路由器矩陣(124a)以及所述第二路由器矩陣卡(122b)的第二路由器矩陣(124b)發(fā)送所述第一組N個輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流之前，將奇偶校驗信息編碼進(jìn)入所述第一組N個輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，所述從第一路由器矩陣(124a)輸出的第一組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流為第一組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，并且所述從第二路由器矩陣(124b)輸出的第二組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流為第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流；檢查所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流是否有奇偶校驗錯誤；根據(jù)在所述第一組N個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中是否存在奇偶校驗錯誤、在所述第二組N個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中是否存在奇偶校驗錯誤、以及所述添加到第一組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的至少一位信息與所述添加到第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的至少一位信息的比較，從所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中選擇一個數(shù)據(jù)流作為所述廣播路由器(100)的輸出。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中從所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中選擇一個數(shù)據(jù)流作為所述廣播路由器(100)的輸出還包含通過將所述添加到第一組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的至少一位相加，來確定第一總和；通過將所述添加到第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流的至少一位相加，來確定第二總和；根據(jù)在所述第一組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中是否存在奇偶校驗錯誤、在所述第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中是否存在奇偶校驗錯誤、以及所述第一總和與第二總和的比較，從所述第一與第二組M個奇偶校驗編碼的輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流中選擇一個數(shù)據(jù)流作為所述廣播路由器(100)的輸出。
全文摘要
一種容錯路由器(100)，包含第一與第二路由器矩陣卡(122a與122b)。第一與第二路由器矩陣卡(122a與122b)接收共同的一組4n個奇偶校驗編碼的輸入數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流，并且分別從這些數(shù)據(jù)流生成第一與第二組M個輸出數(shù)字音頻數(shù)據(jù)流。當(dāng)?shù)谝慌c第二組數(shù)據(jù)流分別沿第一與第二路由器矩陣卡(122a與122b)傳播時，每當(dāng)檢測到錯誤或者其他類型的故障情況時，設(shè)置一或多個健康(health)位。配置第一與第二奇偶校驗檢查電路(130a，130b)，以檢測奇偶校驗錯誤和/或?qū)⒌谝慌c第二組數(shù)據(jù)流的相對健康置為有效，并且根據(jù)奇偶校驗錯誤分析、健康分析、或者這兩者，選擇兩組數(shù)據(jù)流中的一個作為容錯路由器(100)的輸出。
文檔編號G08C15/00GK1663165SQ03814571
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月21日
發(fā)明者卡爾·克里斯坦森, 馬克·S·沃克, 戴維·K·布萊爾, 戴維·L·拜西韋, 林恩·H·阿巴克爾 申請人:湯姆森特許公司