CN101378339A - 热插拔控制方法与装置、业务板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热插拔控制方法与装置、业务板，其中，热插拔控制方法包括：判断是否检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号；若检测到使能控制信号和最短针信号，隔离模块连通背板与业务板上接插件中的总线信号，所述隔离模块设置在业务板上接插件中，用于控制背板与业务板上接插件中总线信号的连通；若未检测到使能控制信号或最短针信号，所述隔离模块中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。本发明实施例可以实现采用插框式结构的通信设备中业务板的热插拔，并提高业务板热插拔的可靠性，从而保证业务板中总线接口芯片不被损坏。

Description

热插拔控制方法与装置、业务板

技术领域

本发明涉及总线热插拔技术，尤其是一种热插拔控制方法与装置、业务板。

背景技术

现有通信设备使用的机箱大多采用插框式结构，其包括主控板、背板与业务板三部分，如图1所示，为采用插框式结构通信设备的一个结构示意图。在插框式结构中，主控板是整个通信系统的核心模块，负责整个通信系统的控制及与各业务板进行通信。业务板主要用于实现通信系统中的部分通信业务功能。背板是通信设备中输入端与输出端之间的物理通道，主要用于主控板与各业务板之间的信号连接。主控板与业务板都插在背板上。如图2所示，为表示业务板与背板之间拔插关系的原理图。业务板上设置有母头接插件，背板上设置有公头接插件，该公头接插件上设置有多排插针，当业务板与背板通过接插件连接时，既可起进行信号连接，又可将业务板固定在背板上。

业务板与背板的信号连接基本上通过总线实现。时分复用(Time DivisionMultiplexing，以下简称：TDM)总线是一种用来传输时分复用信号的总线。现有采用插框式结构通信设备中，业务板与背板之间的接插件可以采用TDM总线来传输信号，包括：时钟信号(Clock Signal，以下简称：CLK)、帧同步信号(Frame Signal，以下简称：FS)、数据输入信号(Digital Input Signal，以下简称：DIN)与数据输出信号(Digital Output Signal，以下简称：DOUT)。

热插拔(Hot swapping或Hot plugging)也即“带电插拔”，采用热插拔技术，配合适当的软件，便可以在不关闭电源的情况下向通信设备插入通信部件或从通信系统中拔出通信部件，而不会导致通信设备或通信部件烧毁，并且能够实时侦测及运行新插入的通信部件，从而提高了通信系统对灾难的及时恢复能力、扩展性与灵活性。若在通信过程中某一块业务板出现故障需要更换，而又不希望其它业务板上的通信业务中断时，就要求通信设备中的业务板支持热插拔。这样，只要将出现故障的业务板带电拔下，更换上新的业务板，通信系统中原业务板负责的通信业务又恢复正常，并且其它业务板上的通信业务不会中断。

现有的通信设备要求支持支持热插拔功能，通信设备中业务板与背板之间的信号连接基本上通过总线实现，而现有的总线中仅有一部分总线支持热插拔功能，就目前通信设备中普遍采用的TDM总线来说，并不支持热插拔功能。但是，在很多场合又要求TDM总线支持热插拔功能，为了解决该问题，在一种现有技术中，在TDM总线上设置了隔离模块，并通过软件来控制隔离模块的使能，来控制信号的接通与中断，从而实现TDM总线的热插拔功能。该现有技术采用的方法存在的问题是：一旦软件无法工作或操作失误，就会可能导致业务板中的芯片损坏，从而影响通信业务的正常进行。

在另一种现有技术中通过一个接口信号热插拔保护电路来实现故障板的热拔插，该接口信号热插拔保护电路在被插入板上设置一个三态控制芯片，通过三态控制芯片的电阻状态来控制插入板与被插入板之间的信号连接，从而实现不关闭电源的前提下实现故障板的热插拔。但是，该现有技术至少存在以下问题：由于需要在被插入板上设置三态控制芯片，要求被插入板为有源器件。而基于平均修复时间与系统升级便利性的需求，通信设备中的背板是无源器件，仅用于信号连通和业务板固定。若背板不能保持无源性要求，在背板上的功能器件损坏的情况下，就需要在对背板上功能器件进行更换前，将背板上的所有业务板与电缆拔掉，再对背板进行拆卸更换损坏的功能器件，这样必然延长平均修复时间且必须停止正在运行的通信系统。在背板为有源器件时，所有的功能器件均设置在主控板和业务板上，当业务板出现问题时，只需对有问题的子板进行更换，并且可在系统不停止运行的情况下更换支持热插拔的业务板，便于系统的维护与升级，也提高了整机的稳定性。因此，该现有技术的接口信号热插拔保护电路无法适用于采用插框式结构的通信设备。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是：实现采用插框式结构的通信设备中业务板的热插拔，并提高业务板热插拔的可靠性，从而保证业务板中总线接口芯片不被损坏。

本发明实施例提供的一种热插拔控制方法，包括：

判断是否检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号；

若检测到使能控制信号和最短针信号，隔离模块连通背板与业务板上接插件中的总线信号，所述隔离模块设置在业务板上接插件中，用于控制背板与业务板上接插件中总线信号的连通；

若未检测到使能控制信号或最短针信号，所述隔离模块中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

本发明实施例提供的一种热插拔控制装置，设置在业务板的接插件中，包括：

检测模块，用于检测使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号；

连通控制执行模块，用于根据所述检测模块的检测结果，在所述检测模块检测到使能控制信号和最短针信号时，连通背板与业务板上接插件中的总线信号，在所述检测模块未检测到使能控制信号或最短针信号时，中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

本发明实施例提供的另一种热插拔控制装置，包括：

检测模块，用于检测使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号；

控制模块，用于根据所述检测模块的检测结果，在所述检测模块检测到使能控制信号和最短针信号时，向连通执行模块发送连通背板与业务板上接插件中的总线信号的连通指示信息，在所述检测模块未检测到使能控制信号或最短针信号时，向所述连通执行模块发送中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通的中断指示信息；

连通执行模块，用于根据所述控制模块发送的连通指示信息，连通背板与业务板上接插件中的总线信号，或根据所述控制模块发送的中断指示信息，中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

本发明实施例提供的一种业务板，包括中央处理单元与接插件，所述接插件包括总线与连接背板与所述业务板上总线的接口芯片，在所述业务板上接插件中、位于背板与业务板上的接口芯片之间设置有热插拔控制装置，该热插拔控制装置用于在检测到中央处理单元发送使能控制信号和所述接插件中的最短针信号时，连通背板与业务板上接插件中的总线信号，在未检测到所述使能控制信号或所述接插件中的最短针信号时，中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

本发明实施例提供的热插拔控制方法与装置、业务板，在业务板上实现背板与业务板上接插件中的总线信号连通控制，可以保持背板的无源性要求，适用于采用插框式结构的通信设备，实现了采用插框式结构的通信设备中业务板的热插拔。并且，在同时检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号时，才连通背板与业务板上接插件中的总线信号，在未检测到使能控制信号或最短针信号时，中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通，避免了由于软件无法工作或操作失误导致的业务板中的芯片损坏，从而提高了业务板热插拔的可靠性，保证业务板中总线接口芯片不被损坏。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为采用插框式结构通信设备的一个结构示意图。

图2为表示业务板与背板之间拔插关系的原理图。

图3为本发明热插拔控制方法一个实施例的流程图。

图4为本发明热插拔控制装置一个实施例的结构示意图。

图5为本发明热插拔控制装置另一个实施例的结构示意图。

图6为本发明热插拔控制装置又一个实施例的结构示意图。

图7为本发明业务板一个实施例的结构示意图。

图8为本发明业务板另一个实施例的结构示意图。

图9为本发明业务板又一个实施例的结构示意图。

图10为本发明业务板再一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种热插拔控制方法，包括：判断是否检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号；若检测到使能控制信号和最短针信号，隔离模块连通背板与业务板上接插件中的总线信号，该隔离模块设置在业务板上接插件中，用于控制背板与业务板上接插件中总线信号的连通；若未检测到使能控制信号或最短针信号，隔离模块中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。本发明各实施例中的总线可以是TDM总线，也可以是其它总线。总线中传输的信号(即：总线信号)包括时钟信号、帧同步信号、数据输入信号与数据输出信号。

通过设置在在业务板上的隔离模块对总线信号的连通控制，实现了采用插框式结构的通信设备中业务板的热插拔。并且，只有在同时检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号时，才连通背板与业务板上接插件中的总线信号，从而提高了业务板热插拔的可靠性，可有效保障业务板中总线接口芯片不被损坏。

具体地，在本发明热插拔控制方法实施例中，可以由隔离模块自身判断是否检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号，并对背板与业务板上接插件中的总线信号进行连通控制，也可以由控制模块判断是否检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号，并根据判断结果指示隔离模块对背板与业务板上接插件中的总线信号进行连通控制。

如图3所示，为本发明热插拔控制方法一个实施例的流程图，其包括以下步骤：

步骤101，控制模块判断是否检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号，若检测到使能控制信号和最短针信号，执行步骤102；否则，若未检测到使能控制信号或最短针信号，执行步骤104。

步骤102，控制模块向隔离模块发送连通指示信息，指示隔离模块连通背板与业务板上接插件中的总线信号。

具体地，为了保证在背板与业务板完全机械接触后再进行总线信号连通，从而避免在未完全机械接触的情况下烧毁总线接口芯片，控制模块在检测到使能控制信号和最短针信号后，可以按照预设时长，延时向隔离模块发送连通指示信息，指示隔离模块连通背板与业务板上接插件中的总线信号。其中的预设时长可以根据经验值设定。

步骤103，隔离模块连通背板与业务板上接插件中的总线信号。

步骤104，控制模块向隔离模块发送中断指示信息，指示隔离模块中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

步骤105，隔离模块中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

如图4所示，为本发明热插拔控制装置一个实施例的结构示意图。该实施例的热插拔控制装置可以作为隔离模块，实现本发明上述热插拔控制方法实施例中，由隔离模块自身判断是否检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号，并对背板与业务板上接插件中的总线信号进行连通控制的流程。该实施例的热插拔控制装置设置在业务板的接插件中，其包括检测模块201与连通控制执行模块202。其中，检测模块201用于检测使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号，并向连通控制执行模块202输出是否检测到使能控制信号和最短针信号的检测结果。连通控制执行模块202用于根据检测模块201的检测结果，在检测模块201检测到使能控制信号和最短针信号时，连通背板与业务板上接插件中的总线信号，在检测模块201未检测到使能控制信号或最短针信号时，中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

如图5所示，为本发明热插拔控制装置另一个实施例的结构示意图。该实施例的热插拔控制装置可以实现如图3所示热插拔控制方法实施例的流程。该实施例的热插拔控制装置包括检测模块201、控制模块301与连通执行模块302。其中，检测模块201用于检测使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号，并向控制模块301输出是否检测到使能控制信号和最短针信号的检测结果。控制模块301用于根据检测模块201的检测结果，在检测模块201检测到使能控制信号和最短针信号时，向连通执行模块302发送连通背板与业务板上接插件中的总线信号的连通指示信息，在检测模块201未检测到使能控制信号或最短针信号时，向连通执行模块302发送中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通的中断指示信息。该控制模块301可以实现图3所示流程中控制模块的相应功能。连通执行模块302用于根据控制模块301发送的连通指示信息，连通背板与业务板上接插件中的总线信号，或根据控制模块301发送的中断指示信息，中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。该连通执行模块302可以实现图3所示流程中隔离模块的相应功能。

作为本发明的一个实施例，连通执行模块302可以采用总线开关实现。具体地，可以采用场效应晶体管作为总线开关，控制模块301通过控制场效应晶体管的栅极电压，使源极和漏极连通或关断，向场效应晶体管发送连通指示信息与中断指示信息。场效应晶体管通过连通源极与漏极来连通背板与业务板上接插件中的总线信号，通过关断源极与漏极来中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

进一步地，在图5所示的热插拔控制装置实施例中，还可以包括计时模块303，用于按照预设时长计时。具体地，控制模块301在检测模块201检测到使能控制信号和最短针信号时，启动计时模块303计时，并在达到预设时长时，向连通执行模块302发送连通背板与业务板上接插件中的总线信号的连通指示信息。如图6所示，为本发明热插拔控制装置又一个实施例的结构示意图。

本发明的上述热插拔控制装置实施例中，检测模块301与控制模块302可以通过一个逻辑“与”门电路实现，其输入有两个信号：使能控制信号和接插件最短针信号。使能控制信号由软件进行控制并由中央处理器输入给逻辑“与”门电路。当两个信号同时有效时，逻辑“与”门电路输出有效的连通指示信息，从而使连通控制模块302使能。

如图7所示，为本发明业务板一个实施例的结构示意图，其包括中央处理单元(Central Process Unit，以下简称：CPU)401与接插件402。接插件402包括总线403与连接背板与业务板上总线的接口芯片404。在业务板上接插件402中、位于背板与业务板上的接口芯片之间设置有热插拔控制装置405，该热插拔控制装置405用于在检测到中央处理单元401发送使能控制信号和接插件中的最短针信号时，连通背板与业务板上接插件中的总线信号，在未检测到使能控制信号或接插件中的最短针信号时，中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

具体地，图5所示业务板实施例中的热插拔控制装置405可以采用图4、图5或图6所示实施例提供的热插拔控制装置。如图8所示，为本发明业务板另一个实施例的结构示意图，该实施例中的热插拔控制装置405采用图4所示实施例提供的热插拔控制装置。如图9所示，为本发明业务板又一个实施例的结构示意图，该实施例中的热插拔控制装置405采用图5所示实施例提供的热插拔控制装置。如图10所示，为本发明业务板再一个实施例的结构示意图，该实施例中的热插拔控制装置405采用图6所示实施例提供的热插拔控制装置。

以下以图10所示的业务板、TDM总线为例，对本发明实施例的热插拔控制过程进行说明。热插拔控制装置的输入输出引脚支持热插拔，为确保热插拔控制装置可以可靠工作，在热插拔控制装置工作前，先对其上电。背板上的TDM总线与业务板上的接插件402连接，TDM总线信号在进入TDM接口芯片404前，先进入连通控制模块302。连通控制模块302的使能由控制模块301根据检测模块201的检测结果控制。只有当检测模块201同时检测到接插件402中的最短针信号和中央处理单元401发送的使能控制信号时，控制模块201才会控制连通控制模块302连通两边的TDM总线信号。否则，只要检测模块201未检测到接插件402中的最短针信号或中央处理单元401发送的使能控制信号，控制模块201就控制连通控制模块302中断两边的TDM总线信号连通。

热插拔包括两个操作：向背板插入业务板和从背板拔出业务板。当业务板刚带电插入背板时，电源信号和地信号良好连接，背板的TDM总线信号与连通控制模块302连接，这时连通控制模块302并未使能。只有当业务板与背板完全接触，接插件402的最短针信号才会有效。检测模块201检测到最短针信号有效并且接收到中央处理单元402发送的使能控制信号后，控制模块301按照预设时长延时向连通控制模块302输出连通指示信息，该预设时长可以是几秒钟。这时，连通控制模块302使能，连通两边的TDM总线信号。当业务板从背板上带电拔出时，接插件402的最短针信号首先无效，这时，无论中央处理单元402是否发送使能控制信号，由于检测模块201未检测到最短针信号有效，控制模块301向连通控制模块302输出中断指示信息，连通控制模块302不使能。以上两种操作都能有效的保护连通控制模块302和TDM接口芯片。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例实现了采用插框式结构的通信设备中业务板的热插拔。并且，避免了由于软件无法工作或操作失误导致的业务板中的芯片损坏，从而提高了业务板热插拔的可靠性，保证业务板中总线接口芯片不被损坏。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明作限制性理解。尽管参照上述较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这种修改或者等同替换并不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1、一种热插拔控制方法，其特征在于，包括:

判断是否检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号；

若检测到使能控制信号和最短针信号，隔离模块连通背板与业务板上接插件中的总线信号，所述隔离模块设置在业务板上接插件中，用于控制背板与业务板上接插件中总线信号的连通；

若未检测到使能控制信号或最短针信号，所述隔离模块中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

2、根据权利要求1所述的热插拔控制方法，其特征在于，所述判断是否检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号具体为:所述隔离模块判断是否检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号。

3、根据权利要求1所述的热插拔控制方法，其特征在于，所述判断是否检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号具体为:控制模块判断是否检测到使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号；

若检测到使能控制信号和最短针信号，隔离模块连通背板与业务板上接插件中的总线信号包括:若所述控制模块检测到使能控制信号和最短针信号，指示所述隔离模块连通背板与业务板上接插件中的总线信号；

若未检测到使能控制信号或最短针信号，所述隔离模块中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通包括:若所述控制模块未检测到使能控制信号或最短针信号，指示所述隔离模块中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

4、根据权利要求3所述的热插拔控制方法，其特征在于，所述若所述控制模块检测到使能控制信号和最短针信号，指示所述隔离模块连通背板与业务板上接插件中的总线信号具体为:

所述控制模块在检测到使能控制信号和最短针信号后，延时向所述隔离模块发送连通指示信息，指示所述隔离模块连通背板与业务板上接插件中的总线信号。

5、一种热插拔控制装置，其特征在于，该热插拔控制装置设置在业务板的接插件中，包括:

检测模块，用于检测使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号；

连通控制执行模块，用于根据所述检测模块的检测结果，在所述检测模块检测到使能控制信号和最短针信号时，连通背板与业务板上接插件中的总线信号，在所述检测模块未检测到使能控制信号或最短针信号时，中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

6、一种热插拔控制装置，其特征在于，包括:

检测模块，用于检测使能控制信号和业务板上接插件中的最短针信号；

控制模块，用于根据所述检测模块的检测结果，在所述检测模块检测到使能控制信号和最短针信号时，向连通执行模块发送连通背板与业务板上接插件中的总线信号的连通指示信息，在所述检测模块未检测到使能控制信号或最短针信号时，向所述连通执行模块发送中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通的中断指示信息；

连通执行模块，用于根据所述控制模块发送的连通指示信息，连通背板与业务板上接插件中的总线信号，或根据所述控制模块发送的中断指示信息，中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

7、根据权利要求6所述的热插拔控制装置，其特征在于，还包括:

计时模块，用于按照预设时长计时；

所述控制模块在所述检测模块检测到使能控制信号和最短针信号时，启动所述计时模块计时，并在达到预设时长时，向连通执行模块发送连通背板与业务板上接插件中的总线信号的连通指示信息。

8、根据权利要求6或7所述的热插拔控制装置，其特征在于，所述连通执行模块为总线开关。

9、根据权利要求8所述的热插拔控制装置，其特征在于，所述总线开关为场效应晶体管；

所述控制模块通过控制所述场效应晶体管的栅极电压，向所述场效应晶体管发送连通指示信息与中断指示信息；

所述场效应晶体管控制栅极电压，使源极和漏极连通或关断，通过连通源极与漏极来连通背板与业务板上接插件中的总线信号，通过关断源极与漏极来中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

10、一种业务板，包括中央处理单元与接插件，所述接插件包括总线与连接背板与所述业务板上总线的接口芯片，其特征在于，在所述业务板上接插件中、位于背板与业务板上的接口芯片之间设置有热插拔控制装置，该热插拔控制装置用于在检测到中央处理单元发送的使能控制信号和所述接插件中的最短针信号时，连通背板与业务板上接插件中的总线信号，在未检测到所述使能控制信号或所述接插件中的最短针信号时，中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

11、根据权利要求10所述的业务板，其特征在于，所述热插拔控制装置包括:

检测模块，用于检测所述使能控制信号和所述接插件中的最短针信号；

连通控制执行模块，用于根据所述检测模块的检测结果，在所述检测模块检测到所述使能控制信号和所述最短针信号时，连通背板与业务板上接插件中的总线信号，在所述检测模块未检测到所述使能控制信号或所述最短针信号时，中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

12、根据权利要求10所述的业务板，其特征在于，所述热插拔控制装置包括:

检测模块，用于检测所述使能控制信号和所述接插件中的最短针信号；

控制模块，用于根据所述检测模块的检测结果，在所述检测模块检测到所述使能控制信号和所述最短针信号时，向连通执行模块发送连通背板与业务板上接插件中的总线信号的连通指示信息，在所述检测模块未检测到所述使能控制信号或所述最短针信号时，向所述连通执行模块发送中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通的中断指示信息；

连通执行模块，用于根据所述控制模块发送的连通指示信息，连通背板与业务板上接插件中的总线信号，或根据所述控制模块发送的中断指示信息，中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

13、根据权利要求12所述的业务板，其特征在于，所述热插拔控制装置还包括:

计时模块，用于按照预设时长计时；

所述控制模块在所述检测模块检测到所述使能控制信号和所述最短针信号时，启动所述计时模块计时，并在达到预设时长时，向连通执行模块发送连通背板与业务板上接插件中的总线信号的连通指示信息。

14、根据权利要求12或13所述的业务板，其特征在于，所述连通执行模块为总线开关。

15、根据权利要求14所述的业务板，其特征在于，所述总线开关为场效应晶体管；

所述控制模块通过控制所述场效应晶体管的栅极电压，向所述场效应晶体管发送连通指示信息与中断指示信息；

所述场效应晶体管控制栅极电压，使源极和漏极连通或关断，通过连通源极与漏极来连通背板与业务板上接插件中的总线信号，通过关断源极与漏极来中断背板与业务板上接插件中的总线信号连通。

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