專利名稱：一種主備倒換的接口信號處理方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接口信號的處理方法和裝置，確切地說，涉及一種主備倒換的接口信號處理方法和裝置，屬于通信系統(tǒng)中的熱備份技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在許多通信設(shè)備中，往往有一些承擔(dān)重要通信業(yè)務(wù)的電路板，其工作要求高可靠性，必須保證不間斷運(yùn)行。為此，通常會設(shè)置兩個能夠承擔(dān)同樣通信業(yè)務(wù)功能的電路板組成1+1雙板主備架構(gòu)，以確保通信業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，使設(shè)備達(dá)到電信級可靠性要求在任意一個時刻，這兩個互為主備的通信電路板始終有一個處于工作狀態(tài)而承擔(dān)通信業(yè)務(wù)功能，另一個則處于備用狀態(tài)。本發(fā)明定義需要做1+1主備架構(gòu)熱備份的電路板稱作核心板，核心板輸入輸出的、需要保護(hù)的信號稱作關(guān)鍵信號，與核心板之間有關(guān)鍵信號交互的電路板叫外圍板或邊緣板。
目前，現(xiàn)有的主備倒換技術(shù)方案中對于信號接口的處理方法如圖1所示需要做1+1熱備份的核心板(例如申請人研制的ATM移動通信交換機(jī)中的核心交換板)由一個主板1和一個備板2組成，該兩個核心板(主板1和備板2)的電路結(jié)構(gòu)相同，單板軟件也相同，它們的關(guān)鍵信號通過背板3與多個邊緣板4相連接(圖中只畫了其中一個)。通常作為接口板或外圍板的邊緣板4(例如申請人研制的ATM移動通信交換機(jī)中的邊緣交換板)輸出的關(guān)鍵信號通過兩個驅(qū)動器分別送到背板3，用作主板1和備板2的輸入信號；主板1和備板2輸出的關(guān)鍵信號也都通過背板3接入各個邊緣板4，由每個邊緣板4中的一個選擇器從中選擇一路信號進(jìn)入該邊緣板4主芯片的輸入端。該選擇器可以選用三態(tài)門電路當(dāng)門控端為高電平“1”時輸出數(shù)據(jù)，為低電平“0”時輸出高阻。具體控制方法是將該兩個三態(tài)門電路的輸出端短接在一起，由控制器對該兩個三態(tài)門電路的門控端電平實(shí)現(xiàn)控制，使之只有一個為高電平，另一個為低電平，以保證只有一路信號輸出，實(shí)現(xiàn)信號選擇的功能。當(dāng)主板處于使用狀態(tài)、備板處于備用狀態(tài)時，該選擇器選擇主板發(fā)送的信號進(jìn)入邊緣板的主芯片進(jìn)行處理，備板發(fā)送的信號則被丟棄。
現(xiàn)在，許多通信設(shè)備的控制電路板采用分布/集中式結(jié)構(gòu)，即由多個分布式工作狀態(tài)的邊緣板和處于中心狀態(tài)的核心板組成。例如申請人研制的ATM交換機(jī)中，每個邊緣板是一塊交換能力為622M容量的交換板，它在獨(dú)立工作時，能夠承擔(dān)622M線路的交換。核心板則是兩個1+1主備結(jié)構(gòu)、能夠?qū)崿F(xiàn)5G核心交換池的核心交換板。在正常工作態(tài)時，該兩個核心交換板通過與其分別連接的8塊邊緣板一起實(shí)現(xiàn)5G容量的線路交換。這種海量交換機(jī)一旦出現(xiàn)故障，在整個設(shè)備絕對不能停止運(yùn)行的前提下，如何對各個邊緣板進(jìn)行檢測，以便及時發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生在哪個邊緣板就成為比較棘手的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種主備倒換的接口信號處理方法和裝置，使用該方法，可以在不間斷通信設(shè)備整機(jī)運(yùn)行的前提下，對各個邊緣板進(jìn)行單板自檢，及時找出故障所在的單板，保證通信暢通、安全可靠；而且，該裝置的電路結(jié)構(gòu)非常簡單、實(shí)用，工作可靠，可以適用于各種主備架構(gòu)熱備份中的邊緣板的單板自檢和故障定位。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種主備倒換的接口信號處理方法，其技術(shù)方案是將邊緣板的輸出信號直接返回到自身板上的選擇器的一個輸入端，即將邊緣板主芯片的輸出信號直接作為其輸入信號而形成環(huán)回狀態(tài)的接口信號；當(dāng)邊緣板處于環(huán)回狀態(tài)時，該選擇器選中該環(huán)回狀態(tài)的接口信號，此時，將邊緣板與核心板的連接隔離開來，用于檢測該邊緣板的主芯片數(shù)據(jù)通道工作狀態(tài)是否正常，或者用于形成一種不需要核心板配合的邊緣板獨(dú)立運(yùn)行的工作方式。
所述核心板是要求高可靠性工作、保證不間斷運(yùn)行而采用1+1主備架構(gòu)熱備份的電路板，所述邊緣板是與核心板有重要信號交互的電路板，又稱接口板或外圍板。
如果邊緣板工作時需要核心板提供時鐘，則該邊緣板設(shè)有晶振電路，用于在環(huán)回狀態(tài)下自行提供其所需的時鐘信號。
所述邊緣板上的晶振電路產(chǎn)生的時鐘信號是經(jīng)由選擇器的選擇后輸出到該邊緣板主芯片的時鐘管腳，即邊緣板上設(shè)有分別控制將核心板的時鐘或自身晶振電路產(chǎn)生的時鐘信號送給主芯片的時鐘端的時鐘選擇器。
所述邊緣板上的主芯片是一種將其輸出與輸入直接連接后能夠正常工作和完成設(shè)定功能的集成電路器件。
本發(fā)明的目的還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的一種主備倒換的接口信號處理裝置，包括互為主備架構(gòu)的兩個核心板、背板和多個邊緣板，每個邊緣板上的主芯片的輸出信號送到驅(qū)動器后，分別經(jīng)由背板接至互為主備的兩個核心板，作為核心板的輸入信號；兩個核心板的輸出信號分別經(jīng)由背板接至邊緣板上的選擇器的第一個和第二個輸入端，以供從中選擇一個信號作為該邊緣板上的主芯片的輸入信號；其特征在于所述邊緣板上的選擇器的第三個輸入端與主芯片的輸出信號相連接，用于選作該邊緣板主芯片的輸入信號，形成一種將邊緣板與核心板的連接隔離開來的環(huán)回狀態(tài)接口信號；該邊緣板上有一個控制器，根據(jù)其輸入端的兩個主備核心板分別處于工作或備用的狀態(tài)信號，對選擇器的三個輸入端上分別來自主備兩個核心板的輸入信號和環(huán)回狀態(tài)接口信號進(jìn)行輸出選擇控制。
所述邊緣板上有晶振電路，用于在環(huán)回狀態(tài)下自行提供其所需的時鐘信號。
所述邊緣板上有一個時鐘選擇器，其兩個輸入端分別連接該邊緣板的晶振電路產(chǎn)生的時鐘信號和核心板輸出的時鐘信號，其輸出端連接該邊緣板上主芯片的時鐘管腳。
所述邊緣板上的選擇器和時鐘選擇器是一個器件，或者是兩個獨(dú)立器件。
所述邊緣板上的選擇器是3選1的雙向總線模擬開關(guān)，所述邊緣板上的控制器是用可編程邏輯器件CPLD組成的。
本發(fā)明是一種主備倒換的接口信號處理方法和裝置，其特點(diǎn)是提出一種將邊緣板主芯片的輸出信號直接作為其輸入信號的環(huán)回狀態(tài)，利用該環(huán)回狀態(tài)的接口信號，可以在不間斷通信設(shè)備整機(jī)運(yùn)行的前提下，對各個邊緣板進(jìn)行單板自檢，及時發(fā)現(xiàn)故障所在，保證通信暢通和安全可靠；而且，該裝置的電路結(jié)構(gòu)非常簡單、實(shí)用，工作可靠，既可以用于各種主備架構(gòu)熱備份中的邊緣板的單板自檢和故障定位，也可以用于提供一種不需核心板配合的邊緣板獨(dú)立運(yùn)行的工作方式。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中主備核心板與邊緣板的接口信號連接示意圖；圖2為本發(fā)明的主備核心板與增加環(huán)回路由的邊緣板的接口信號連接示意圖；圖3為本發(fā)明在ATM交換接口板上的應(yīng)用實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
參見圖2，本發(fā)明是一種主備倒換的接口信號處理方法和裝置，它是將邊緣板4的輸出信號經(jīng)過驅(qū)動器后直接返回到自身板上的選擇器42的一個輸入端，即將邊緣板4的主芯片41的輸出信號直接作為其輸入信號而形成一種環(huán)回狀態(tài)；當(dāng)該邊緣板4處于環(huán)回狀態(tài)時，該選擇器42選中該環(huán)回的接口信號，此時，將邊緣板4與核心板1、2的連接隔離開來，用于檢測該邊緣板4的自身功能和主芯片41的數(shù)據(jù)通道工作狀態(tài)是否正常。誠然，邊緣板上的主芯片41必須是一種將其輸出與輸入直接連接后能夠正常工作和完成設(shè)定功能的集成電路器件。處于環(huán)回狀態(tài)的邊緣板有時也可以獨(dú)立工作，不需要其他電路板配合，這樣就提供了一種新的工作方式。例如在申請人研制的ATM交換機(jī)中，邊緣板是一塊交換能力為622M的交換板(其中的主芯片是交換芯片QRT)，當(dāng)它處于環(huán)回狀態(tài)時，就是一個622M的交換機(jī)。如果這樣的8塊邊緣板和兩塊核心交換板一起正常工作時，共同組成5G容量的交換機(jī)。圖中采用可編程邏輯器件CPLD組成的控制器43用于對選擇器42的輸出控制。
如果邊緣板工作時需要核心板提供時鐘，則在環(huán)回狀態(tài)下必須由該邊緣板自身的晶振電路自行提供時鐘信號。該時鐘信號也需要經(jīng)由選擇器選擇輸出，接至該邊緣板主芯片的時鐘管腳，即邊緣板上設(shè)有分別控制將核心板的時鐘或自身晶振電路產(chǎn)生的時鐘信號送給主芯片的時鐘端的時鐘選擇器。該時鐘選擇器(圖中未示)和圖2中的選擇器42可以是同一個器件，也可以是兩個獨(dú)立器件。
圖2也是本發(fā)明應(yīng)用于ATM交換機(jī)中的一個實(shí)施例的方框示意圖。ATM交換機(jī)的核心板是各個邊緣交換板之間信元的交叉連接池，又稱核心交換板，需要1+1熱備份；該核心交換板1、2與邊緣交換板4之間的關(guān)鍵交互信號有數(shù)據(jù)信號和時鐘信號。圖中ST1、ST2是兩個核心板1、2上的主備狀態(tài)信號，當(dāng)核心板處于主用狀態(tài)時，ST信號為高電平“1”，當(dāng)它處于備用狀態(tài)時ST為低電平“0”，該兩個核心板1、2的主備狀態(tài)信號ST1和ST2都送給邊緣交換板4，用于控制邊緣板4對輸入信號的選擇，實(shí)現(xiàn)主備狀態(tài)的信號倒換。主備核心交換板1、2送來的輸出信號包括數(shù)據(jù)信號和時鐘信號，這樣邊緣交換板4就根據(jù)兩個主備狀態(tài)信號ST1和ST2來選擇主用核心交換板輸出的數(shù)據(jù)信號和時鐘信號；同時邊緣交換板4的輸出信號同時發(fā)送到兩塊核心交換板1、2。
邊緣交換板4上的信號接口除了連接主備核心交換板1、2外，還有第三種狀態(tài)用于該邊緣板的數(shù)據(jù)通道測試的環(huán)回狀態(tài)，由控制器43內(nèi)的單板軟件控制邊緣交換板4處于環(huán)回狀態(tài)或者正常工作狀態(tài)，即完成主備核心交換板的信號選擇。該控制器43采用可編程邏輯電路CPLD組成，可以通過控制總線往該器件中的內(nèi)部寄存器寫控制字來決定選擇器的工作狀態(tài)。
在正常工作狀態(tài)時，兩個核心交換板1，2的硬件能夠保證當(dāng)其中一塊板發(fā)生問題時，自動進(jìn)行倒換而繼續(xù)工作；同時送給邊緣板的兩個主備狀態(tài)信號ST1和ST2也相應(yīng)發(fā)生改變，邊緣板收到該主備狀態(tài)信號后，自動對輸入信號進(jìn)行切換，保證工作正常。
參見圖3，具體說明本發(fā)明試驗(yàn)實(shí)施例的情況在申請人研制的ATM交換機(jī)邊緣板(接口板)中，為了完成主備交換板數(shù)據(jù)選擇功能，經(jīng)由背板送來的主備核心交換板的兩路接口信號先分別進(jìn)入串并轉(zhuǎn)換接口芯片DS216，然后分別送到選擇器的兩個輸入端，該選擇器采用由3選1總線模擬選擇開關(guān)IDT16214來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和時鐘信號的切換(該器件的導(dǎo)通電阻小5歐姆，高速輸入輸出延時1ns，雙向傳輸和3選1除了實(shí)現(xiàn)主備倒換電路的二選一之外，多出的一路輸入信號實(shí)現(xiàn)環(huán)回)。其中三路輸入信號中，除了兩路分別來自主用核心交換板和備用核心交換板以外；還有一路環(huán)回信號來自該接口板上的主芯片-交換芯片QRT(PMC公司型號為PM73487的邊緣交換芯片，交換帶寬622M)的輸出信號。選擇器從中選擇一路輸出給交換芯片QRT。交換芯片QRT的輸出信號也是分為兩路送入并串轉(zhuǎn)換芯片DS215后，輸出到主備兩塊核心交換板。該選擇器由單板控制邏輯控制。這里使用的DS215和DS216是21:3的串并轉(zhuǎn)換LVDS電路，輸出的LVDS信號有三組數(shù)據(jù)線。差分線的最高數(shù)據(jù)頻率為460M。芯片具有POWER DOWN控制端，可以關(guān)掉輸出，但該信號有10ms的滯后延時效應(yīng)。
當(dāng)要完成交換芯片QRT交織網(wǎng)絡(luò)側(cè)的環(huán)回功能時，總線模擬選擇開關(guān)IDT16214通過其兩個控制管腳S0、S1的不同電平組合來選擇QRT的輸出與輸入連接在一起以及本板晶振電路產(chǎn)生的時鐘信號，完成環(huán)回功能。使用該板內(nèi)環(huán)回功能可以測試邊緣交換板是否工作正常。交換芯片QRT的輸出信號除了送3選1總線模擬選擇開關(guān)外，還分送兩片DS215輸出兩路LVDS總線分別去兩塊主備交換板。
本發(fā)明的實(shí)施試驗(yàn)取得了預(yù)期的效果，實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。
權(quán)利要求
1.一種主備倒換的接口信號處理方法，其特征在于將邊緣板的輸出信號直接返回到自身板上的選擇器的一個輸入端，即將邊緣板主芯片的輸出信號直接作為其輸入信號而形成環(huán)回狀態(tài)的接口信號；當(dāng)邊緣板處于環(huán)回狀態(tài)時，該選擇器選中該環(huán)回狀態(tài)的接口信號，此時，將邊緣板與核心板的連接隔離開來，用于檢測該邊緣板的主芯片數(shù)據(jù)通道工作狀態(tài)是否正常，或者用于形成一種不需要核心板配合的邊緣板獨(dú)立運(yùn)行的工作方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主備倒換的接口信號處理方法，其特征在于所述核心板是要求高可靠性工作、保證不間斷運(yùn)行而采用1+1主備架構(gòu)熱備份的電路板，所述邊緣板是與核心板有關(guān)鍵信號交互的電路板，又稱接口板或外圍板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主備倒換的接口信號處理方法，其特征在于如果邊緣板工作時需要核心板提供時鐘，則該邊緣板設(shè)有晶振電路，用于在環(huán)回狀態(tài)下自行提供其所需的時鐘信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主備倒換的接口信號處理方法，其特征在于所述邊緣板上的晶振電路產(chǎn)生的時鐘信號是經(jīng)由選擇器的選擇后輸出到該邊緣板主芯片的時鐘管腳，即邊緣板上設(shè)有分別控制將核心板的時鐘或自身晶振電路產(chǎn)生的時鐘信號送給主芯片時鐘端的時鐘選擇器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主備倒換的接口信號處理方法，其特征在于所述邊緣板上的主芯片是一種將其輸出與輸入直接連接后能夠正常工作和完成設(shè)定功能的集成電路器件。
6.一種主備倒換的接口信號處理裝置，包括互為主備架構(gòu)的兩個核心板、背板和多個邊緣板，每個邊緣板上的主芯片的輸出信號送到驅(qū)動器后，分別經(jīng)由背板接至互為主備的兩個核心板，作為核心板的輸入信號；兩個核心板的輸出信號分別經(jīng)由背板接至邊緣板上的選擇器的第一個和第二個輸入端，以供從中選擇一個信號作為該邊緣板上的主芯片的輸入信號；其特征在于所述邊緣板上的選擇器的第三個輸入端與主芯片的輸出信號相連接，用于選作該邊緣板主芯片的輸入信號，形成一種將邊緣板與核心板的連接隔離開來的環(huán)回狀態(tài)接口信號；該邊緣板上有一個控制器，根據(jù)其輸入端的兩個主備核心板分別處于工作或備用的狀態(tài)信號，對選擇器的三個輸入端上分別來自主備兩個核心板的輸入信號和環(huán)回狀態(tài)接口信號進(jìn)行輸出選擇控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的主備倒換的接口信號處理裝置，其特征在于所述邊緣板上設(shè)有晶振電路，用于在環(huán)回狀態(tài)下自行提供其所需的時鐘信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的主備倒換的接口信號處理裝置，其特征在于所述邊緣板上有一個時鐘選擇器，其兩個輸入端分別連接該邊緣板的晶振電路產(chǎn)生的時鐘信號和核心板輸出的時鐘信號，其輸出端連接該邊緣板上主芯片的時鐘管腳。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的主備倒換的接口信號處理裝置，其特征在于所述邊緣板上的選擇器和時鐘選擇器是一個器件，或者是兩個獨(dú)立器件。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或9所述的主備倒換的接口信號處理裝置，其特征在于所述邊緣板上的選擇器是3選1的雙向總線模擬開關(guān)，所述邊緣板上的控制器是用可編程邏輯器件CPLD組成的。
全文摘要
一種主備倒換的接口信號處理方法和裝置，該方法是將邊緣板的輸出信號直接返回到自身板上的選擇器的一個輸入端，即將邊緣板主芯片的輸出信號直接作為其輸入信號而形成環(huán)回狀態(tài)的接口信號；當(dāng)邊緣板處于環(huán)回狀態(tài)時，該選擇器選中該環(huán)回狀態(tài)的接口信號，此時，將邊緣板與核心板的連接隔離開來，用于檢測該邊緣板的主芯片數(shù)據(jù)通道工作狀態(tài)是否正常，或者用于形成一種不需要核心板配合的邊緣板獨(dú)立運(yùn)行的工作方式。本發(fā)明提出的環(huán)回狀態(tài)的接口信號，可以在不間斷通信設(shè)備整機(jī)運(yùn)行的前提下，對各個邊緣板進(jìn)行單板自檢和故障定位，保證通信暢通和安全可靠；而且，該裝置的電路結(jié)構(gòu)非常簡單、實(shí)用，工作可靠。
文檔編號H04Q3/00GK1606254SQ20041009161
公開日2005年4月13日 申請日期2004年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月24日
發(fā)明者楊勁松, 陳取, 賴小榮, 翟文軍 申請人:北京首信股份有限公司