CN102142986A - 单板通信系统及其通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单板通信系统及其通信方法，该系统包括第一单板、位于第一单板上的第一可编程器件、第二单板和位于第二单板上的第二可编程器件，其中，第一可编程器件，用于接收来自第一单板的第一信号，将第一信号转换为第一串行信号，并发送第一串行信号；第二可编程器件，用于接收来自第一可编程器件的第一串行信号，将第一串行信号转换为第二信号，并向第二单板发送第二信号。本发明可以使得各种信号的发送仅仅需要一根信号线，从而节约信号线，降低单板通信系统成本。

Description

单板通信系统及其通信方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种单板通信系统及其通信方法。

背景技术

处于网络中重要位置的通信设备，不允许出现单点故障，这些设备一般都会配备两块主控板和多块业务板，其中一块主控板用作主用主控板，另一块主控板用作备用主控板，业务板用于处理各种通信业务。正常运行时主用主控板作为控制和管理的核心，与外部和业务板进行业务通信，完成系统内各模块的正常功能；而备用主控板则作为主用主控板的备份，当主用主控板发生故障或者需要软硬件升级等原因，系统自动、手动或者拔主用主控板进行主备切换，备用主控板升级为主用主控板，保证原业务的正常运行。

设备内的各单板为了保证备用主控板和主用主控板的数据、配置和状态等同步，在主用主控板和备用主控板之间需要提供通信通道。主控板和业务板之间也需要提供通信通道，主控板给业务板的数据、配置和状态能正确下发。一般在主控板和主控板之间，主控板和业务板之间使用高速串行通信，比如串行千兆介质无关接口(Serial Gigabit Media Independent Interface，简称为SGMII)。

同时，主控板和主控板之间、主控板和业务板或业务板和业务板之间还有很多低速信号，比如各种点灯信号、告警输入信号和告警输出信号。相关技术中，对这些低速信号的处理方法是将这些低速信号分别定义成不同的信号通过背板连接器信号线进行通信或者通过板间的高速串行通信接口进行通信。

但是，由于各单板之间的低速信号线数量较多，特别是主控板和各业务板都需要这些低速信号线，主控板上的这些低速信号线数量随着设备支持的业务板数量增加而大幅增加。因此，将各低速信号定义成不同的信号线会占用很多背板连接器的信号针，即需要增加背板连接器数量，这不仅占用单板布局空间，而且增加设备硬件成本和印刷电路板(Printed Circuit Board，简称为PCB)布线密度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种单板通信系统及其通信方法，以至少解决上述的相关技术中单板传输各种信号都需要相应的信号线从而使得信号线数量大幅增加的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种单板通信系统。

根据本发明的单板通信系统包括第一单板、位于第一单板上的第一可编程器件、第二单板和位于第二单板上的第二可编程器件，其中，第一可编程器件，用于接收来自第一单板的第一信号，将第一信号转换为第一串行信号，并发送第一串行信号；第二可编程器件，用于接收来自第一可编程器件的第一串行信号，将第一串行信号转换为第二信号，并向第二单板发送第二信号。

进一步地，第二可编程器件，用于接收来自第二单板的第三信号，将第三信号转换为第三串行信号，并发送第三串行信号；第一可编程器件，用于接收来自第二可编程器件的第三串行信号，将第三串行信号转换为第四信号，并向第一单板发送第四信号。

进一步地，单板通信系统还包括背板；第二可编程器件通过位于背板上的第一信号针接收来自第一可编程器件的第一串行信号；第一可编程器件通过位于背板上的第二信号针接收来自第二可编程器件的第三串行信号。

进一步地，第一可编程器件使用第一串行信号线连接至背板的第一信号针，第二可编程器件使用第四串行信号线连接至背板的第四信号针，其中第一信号针和第四信号针在背板上通过走线连接；第一可编程器件使用第二串行信号线连接至背板的第二信号针，第二可编程器件使用第三串行信号线连接至背板的第三信号针，其中第二信号针和第三信号针在背板上通过走线连接。

进一步地，上述单板通信系统还包括位于背板上的参考地线，用于为第一串行信号和第三串行信号提供参考地。

进一步地，第一串行信号和第三串行信号的传输速率相同；根据第一串行信号的完整性和第三串行信号的完整性，以及根据背板的特性，确定传输速率的最高值。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种单板通信方法。

根据本发明的单板通信方法包括第一可编程器件向第二可编程器件发送同步头字段，其中同步头字段用于指示开始发送第一串行信号；第一可编程器件向第二可编程器件发送控制命令字段，其中控制命令字段用于指示第一串行信号的作用；第一可编程器件向第二可编程器件发送数据字段，其中数据字段用于指示第一串行信号的含义。

进一步地，在第一可编程器件向第二可编程器件发送同步头字段之前，设置用于传输第一串行信号的第一串行信号线和第四串行信号线为高电平；同步头字段为从高电平到低电平的跳变；在第一可编程器件向第二可编程器件发送数据字段之后，设置用于传输第一串行信号的第一串行信号线和第四串行信号线为高电平。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，还提供了一种单板通信方法。

根据本发明的单板通信方法包括第二可编程器件确定接收到的同步头字段正确，其中同步头字段用于指示开始发送第一串行信号；第二可编程器件确定接收到的控制命令字段正确，其中控制命令字段用于指示第一串行信号的作用；第二可编程器件确定接收到的数据字段正确，其中数据字段用于指示第一串行信号的含义；第二可编程器件执行与控制命令字段和数据字段相应的操作。

进一步地，上述相应的操作包括以下至少之一：指示点灯、告警输入、告警输出。

本发明通过可编程器件将各种信号均转换为串行信号，并通过传输串行信号代替传输该各种信号，解决了相关技术中单板传输各种信号都需要相应的信号线从而使得信号线数量大幅增加的问题，进而使得该各种信号的发送仅仅需要一根信号线，从而节约信号线，降低单板通信系统成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的单板通信系统的结构框图；

图2是根据本发明优选实施例的单板通信系统的结构框图；

图3是根据本发明优选实施例的连接背板连接器的示意图；

图4是根据本发明实施例的数据发送方法的流程图；

图5是根据本发明优选实施例的数据发送方法的流程图；

图6是根据本发明实施例的数据接收方法的流程图；

图7是根据本发明优选实施例的数据接收方法的流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明实施例提供了一种单板通信系统。图1是根据本发明实施例的单板通信系统的结构框图，如图1所示，包括第一单板12、位于第一单板上的第一可编程器件14、第二单板16和位于第二单板上的第二可编程器件18，其中，第一可编程器件14，用于接收来自第一单板的第一信号，将第一信号转换为第一串行信号，并发送第一串行信号；第二可编程器件18，用于接收来自第一可编程器件的第一串行信号，将第一串行信号转换为第二信号，并向第二单板发送第二信号。

相关技术中，第一单板12和第二单板16传输各种信号都需要相应的信号线，从而使得信号线数量大幅增加。本发明实施例中，通过第一可编程器件14和第二可编程器件18将各种信号均转换为串行信号，并通过传输串行信号代替传输该各种信号，可以使得该各种信号的发送仅仅需要一根信号线，从而节约信号线，降低单板通信系统成本。

本单板通信系统可以用于主控板和主控板、主控板与业务板或业务板与业务板之间的通信，实现各单板之间低速信号的通信。

优选地，第二可编程器件18，用于接收来自第二单板16的第三信号，将第三信号转换为第三串行信号，并发送第三串行信号；第一可编程器件14，用于接收来自第二可编程器件18的第三串行信号，将第三串行信号转换为第四信号，并向第一单板12发送第四信号。

优选地，单板通信系统还包括背板19；第二可编程器件18通过位于背板19上的第一信号针接收来自第一可编程器件14的第一串行信号；第一可编程器件14通过位于背板19上的第二信号针接收来自第二可编程器件18的第三串行信号。

优选地，第一可编程器件14使用第一串行信号线连接至背板19的第一信号针，第二可编程器件18使用第四串行信号线连接至背板19的第四信号针，其中第一信号针和第四信号针在背板上通过走线连接；第一可编程器件14使用第二串行信号线连接至背板19的第二信号针，第二可编程器件18使用第三串行信号线连接至背板19的第三信号针，其中第二信号针和第三信号针在背板上通过走线连接。

本优选实施例中，第一串行信号线和第四串行信号线可以为一根TX_DATA信号线，第二串行信号线和第三串行信号线可以为一根RX_DATA信号线，这两根串行信号线可以作为和其它单板之间的低速信号通信。

优选地，单板通信系统还包括位于背板上的参考地线，用于为第一串行信号和第三串行信号提供参考地。

图2是根据本发明优选实施例的单板通信系统的结构框图，如图2所示，A单板和B单板分别通过背板进行互连，其中，A单板和B单板的互连线包括TX_DATA和RX_DATA信号以及背板连接器本身地针的参考地，共3个信号。

优选地，第一串行信号和第三串行信号的传输速率相同；根据第一信号的完整性和第三信号的完整性，以及根据背板19的特性，确定传输速率的最高值。

优选地，单板通信系统还包括背板连接器，用于将第一单板的信号和/或第二单板的信号送到设备背板上，这样各单板可以通过背板将信号互连。

图3是根据本发明优选实施例的连接背板连接器的示意图，如图3所示，在单板上TX_DATA和RX_DATA信号经过背板连接器连接到可编程器件上，各种点灯信号、告警输入输出接口以及其它低速信号再从可编程器件输入输出，通信协议在可编程器件上实现，所述背板连接器用于将主控板或者业务板信号送到设备背板上，这样各单板通过背板将信号互连。

与现有技术相比较，本发明实现了通信设备内部主控板与主控板之间、主控板和业务板之间或业务板与业务板之间的低速信号的通信。本发明只需要在两块单板之间增加2个信号线实现两块单板之间的所有低速信号通信，只需要占背板连接器的2个信号针，不会占用背板连接器大量信号针。

本发明实施例提供了一种单板通信方法。图4是根据本发明实施例的数据发送方法的流程图，如图4所示，包括如下的步骤S402至步骤S406。

步骤S402，第一可编程器件向第二可编程器件发送同步头字段，其中同步头字段用于指示开始发送第一串行信号。

步骤S404，第一可编程器件向第二可编程器件发送控制命令字段，其中控制命令字段用于指示第一串行信号的作用。

步骤S406，第一可编程器件向第二可编程器件发送数据字段，其中数据字段用于指示第一串行信号的含义。

优选地，在第一可编程器件向第二可编程器件发送同步头字段之前，设置用于传输第一串行信号的第一串行信号线和第四串行信号线为高电平；同步头字段为从高电平到低电平的跳变；在第一可编程器件向第二可编程器件发送数据字段之后，设置用于传输第一串行信号的第一串行信号线和第四串行信号线为高电平。

图5是根据本发明优选实施例的数据发送方法的流程图，如图5所示，包括如下的步骤S502至步骤S510。

步骤S502，在不通信情况下，TX_DATA一直为高电平。即在通信前，可编程器件置TX_DATA信号线为高电平，在不通信情况下本发明也可以采用低电平，只要通信的两块单板一致即可。

步骤S504，开始通信时，先发送同步头字段。发送的同步头字段的第一个数据位要求为低电平，这样可以将同步头字段的第一位的低电平作为发送的开始标志，即TX_DATA信号线上同步头字段都是从高电平到低电平的跳变开始。TX_DATA一个信号线发送时是逐个数据位发送，本发明可以采用字节的高位先发送也可以采用字节的低位先发送，只要通信的两块单板一致即可。

步骤S506，同步头字段发送完成后，发送控制命令字段。控制命令字段的数据是指示步骤S508中的数据字段的作用，即指示步骤S508中数据字段是用于点灯控制、告警输入输出还是其它低速信号控制。

步骤S508，发送数据字段。数据字段的内容是指示点灯的亮或灭、告警输入的有或无、告警输出的有或无以及其它低速信号的含义。

步骤S510，发送完毕，将TX_DATA置高电平。

至此，一个发送数据的处理流程完成。如果有多个控制命令需要发送，可以重复步骤S502至步骤S510。

本发明实施例还提供了一种单板通信方法。图6是根据本发明实施例的数据接收方法的流程图，如图6所示，包括如下的步骤S602至步骤S608。

步骤S602，第二可编程器件确定接收到的同步头字段正确，其中同步头字段用于指示开始发送第一串行信号。

步骤S604，第二可编程器件确定接收到的控制命令字段正确，其中控制命令字段用于指示第一串行信号的作用。

步骤S606，第二可编程器件确定接收到的数据字段正确，其中数据字段用于指示第一串行信号的含义。

步骤S608，第二可编程器件执行与控制命令字段和数据字段相应的操作。

优选地，上述相应的操作包括以下至少之一：指示点灯、告警输入、告警输出。

图7是根据本发明优选实施例的数据接收方法的流程图，如图7所示，包括如下的步骤S702至步骤S714。

步骤S702，可编程器件监测RX_DATA信号线是否有高电平到低电平的跳变，若有则转至步骤S704，否则继续执行步骤S702监测RX_DATA信号线状态。

步骤S704，接收同步头字段，并存储下同步头字段内容供步骤S706使用。

步骤S706，根据两单板之前确认好的同步头字段判断步骤S704接收到的同步头字段是否正确，若正确则转至步骤S708，否则转至步骤S702。

步骤S708，接收控制命令字段，并存储下控制命令字段内容。

步骤S710，确认步骤S708接收到的控制命令字段内容是否是两块单板之前已经定义的控制命令，若是则转至步骤S712，否则转至步骤S702。

步骤S712，接收数据字段并存储下数据字段内容。

步骤S714，根据步骤S708接收到的控制命令字段和步骤S712接收到的数据字段，控制指示点灯的亮或灭、告警输入的有或无、告警输出的有或无以及其它低速信号。

至此，一个接收数据的处理流程完成。

需要说明的是，图5和图7的处理流程在可编程器件内是同时实现的，即可编程器件可以同时完成数据发送和接收。

综上所述，根据本发明的上述实施例，提供了一种单板通信系统及其通信方法。通过可编程器件将各种信号均转换为串行信号，并通过传输串行信号代替传输该各种信号，解决了相关技术中单板传输各种信号都需要相应的信号线从而使得信号线数量大幅增加的问题，进而使得该各种信号的发送仅仅需要一根信号线，从而节约信号线，降低单板通信系统成本。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单板通信系统，其特征在于，包括第一单板、位于所述第一单板上的第一可编程器件、第二单板和位于所述第二单板上的第二可编程器件，其中，

所述第一可编程器件，用于接收来自所述第一单板的第一信号，将所述第一信号转换为第一串行信号，并发送所述第一串行信号；

所述第二可编程器件，用于接收来自所述第一可编程器件的所述第一串行信号，将所述第一串行信号转换为第二信号，并向所述第二单板发送所述第二信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述第二可编程器件，用于接收来自所述第二单板的第三信号，将所述第三信号转换为第三串行信号，并发送所述第三串行信号；

所述第一可编程器件，用于接收来自所述第二可编程器件的所述第三串行信号，将所述第三串行信号转换为第四信号，并向所述第一单板发送所述第四信号。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述单板通信系统还包括背板；

所述第二可编程器件通过位于所述背板上的第一信号针接收来自所述第一可编程器件的所述第一串行信号；

所述第一可编程器件通过位于所述背板上的第二信号针接收来自所述第二可编程器件的所述第三串行信号。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述第一可编程器件使用第一串行信号线连接至所述背板的第一信号针，所述第二可编程器件使用第四串行信号线连接至所述背板的第四信号针，其中所述第一信号针和所述第四信号针在所述背板上通过走线连接；

所述第一可编程器件使用第二串行信号线连接至所述背板的第二信号针，所述第二可编程器件使用第三串行信号线连接至所述背板的第三信号针，其中所述第二信号针和所述第三信号针在所述背板上通过走线连接。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括位于所述背板上的参考地线，用于为所述第一串行信号和所述第三串行信号提供参考地。

6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述第一串行信号和所述第三串行信号的传输速率相同；

根据所述第一串行信号的完整性和所述第三串行信号的完整性，以及根据所述背板的特性，确定所述传输速率的最高值。

7.一种用于权利要求1所述的单板通信系统的单板通信方法，其特征在于，

第一可编程器件向第二可编程器件发送同步头字段，其中所述同步头字段用于指示开始发送第一串行信号；

所述第一可编程器件向所述第二可编程器件发送控制命令字段，其中所述控制命令字段用于指示所述第一串行信号的作用；

所述第一可编程器件向所述第二可编程器件发送数据字段，其中所述数据字段用于指示所述第一串行信号的含义。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

在所述第一可编程器件向所述第二可编程器件发送所述同步头字段之前，设置用于传输所述第一串行信号的第一串行信号线和第四串行信号线为高电平；

所述同步头字段为从高电平到低电平的跳变；

在所述第一可编程器件向所述第二可编程器件发送所述数据字段之后，设置用于传输所述第一串行信号的所述第一串行信号线和所述第四串行信号线为高电平。

9.一种用于权利要求1所述的单板通信系统的单板通信方法，其特征在于，

第二可编程器件确定接收到的同步头字段正确，其中所述同步头字段用于指示开始发送第一串行信号；

所述第二可编程器件确定接收到的控制命令字段正确，其中所述控制命令字段用于指示所述第一串行信号的作用；

所述第二可编程器件确定接收到的数据字段正确，其中所述数据字段用于指示所述第一串行信号的含义；

所述第二可编程器件执行与所述控制命令字段和所述数据字段相应的操作。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述相应的操作包括以下至少之一：

指示点灯、告警输入、告警输出。

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