CN103095502B - 动态双机倒换机制的单路iic机框管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态双机倒换机制的单路IIC机框管理系统，属于电子领域。本发明包括两个管理板和至少一个被管理板，其中两个管理板分别为处于工作状态的主控板和处于待机状态的备用板，该主控板、备用板和被管理板均通过背板IIC总线相连。通过上述设置本发明通过竞争获得主控板的控制权并在出现问题时立即切换到备用板，满足了现阶段网络对高稳定性、多业务和高宽带的需求，本发明为刀片式结构，即插即用，适合推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种管理系统，具体地说，涉及一种动态双机倒换机制的单路IIC机框管理系统。
背景技术
随着互联网的广泛普及，越来越多的人在工作、学习、生活等方面享受网络带来的高效、便捷，因此为了满足人们日益增长的业务需求和宽带需求，设备系统必须满足稳定和高宽带的特点才能吸引用户，然而现有的设备只有一个管理板，因此不仅容易出现故障，同时由于网络的不稳定无法实现高宽带的特点。
发明内容
本发明提供一种动态双机倒换机制的单路IIC机框管理系统，通过竞争获得主控板的控制权并在出现问题时立即切换到备用板，满足现阶段网络对高稳定性和高宽带的需求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
动态双机倒换机制的单路IIC机框管理系统，包括两个管理板和至少一个被管理板，其中两个管理板分别为处于工作状态的主控板和处于待机状态的备用板，该主控板、备用板和被管理板均通过背板IIC总线相连。
为了实现管理板的功能，所述管理板包括主处理器、定期接收主处理器信号的双机模块、以及接收双机模块和背板IIC总线复位命令并向主处理器发出复位操作的IIC管理模块，其中主处理器与背板IIC总线之间还连接有实时备份总线，且双机模块与背板IIC总线之间通过ACT互控总线相连。
进一步的，所述IIC管理模块为从处理器。
再进一步的，所述主处理器通过第一开关向背板IIC总线发出信号，该第一开关受双机模块通过ACT互控总线向背板IIC总线发送的信号控制。
更进一步的，所述双机模块通过第二开关向IIC管理模块发出复位命令，该第二开关受主处理器的控制。
为了实现双机模块的功能，所述双机模块包括定期接收主处理器信号的看门狗电路、一个输入端与看门狗电路输出端相连的与非门，该与非门的另一个输入端输入另一个管理板上双机模块的与非门输出端信号，两个管理板的与非门组成RS触发器。
为了更好地实现本发明，所述被管理板包括第二从处理器和背板，连接于第二从处理器和背板之间的从IIC总线，其中该从IIC总线上还设置有第三开关。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明采用主控板、备用板和被管理板的结构实现双机切换，上述三者均为刀片式结构，这种刀片式结构即插即用，结构简单、成本低廉、适合推广使用。
（2）本发明设置的双机倒换机制，让两个管理板进行竞争，决胜出主控板和备用板，由活动板进行完全地控制，并基于实时备份的状态运行，这样在主控板失效时能够立即切换至备用板，备用板立即转变为活动状态，并基于实时备份的状态继续运行，设备系统可靠性和稳定性较高，同时由于其稳定性，网络流畅，完全能满足高宽带的需求。
（3）本发明在双机模块中基于看门狗进行动态监控，再利用RS触发器进行锁定，在主控板启动完成后，启用自己的看门狗电路，该看门狗电路输出的WDO信号变为高电平输出后，RS触发器可以锁定其输出状态，后启动的主板无论如何也无法改变RS触发器的输出状态，这样只有在主控板故障，WDO信号无法维持的情况下才能改变RS触发器的输出状态。因此双机模块在对自身进行监控的同时还能与对方的主控板进行交互，实现双机的检测和切换功能，该双机模块能够有效解决死锁问题，广泛应用于EPON、3G、光传输、城域网交换以及工业控制等领域，节约设计成本，且因此对于本发明来讲具有突出的实质性特点和显著的进步。
（4）本发明的被管理板也为一个从处理器，该从处理器与背板之间还连接有第三开关，第三开关接收来自双机模块发出的命令，当系统上电后，第三开关延迟打开，使从处理器和背板接通，从处理器从背板插槽获取槽位地址，转换成IIC地址并保存，作为以后通信使用，同时该从处理器还能够定期采集背板的温度、状态等参数，报告给主处理器，执行复位、电源控制等操作，通过上述设置，所有被管理版均安装在同一个背板上，形成刀片式结构，完成整套功能，不仅结构简单，同时性能稳定可靠。
附图说明
图1为本发明—实施例中的原理框图。
图2为本发明—实施例中管理板的原理框图。
图3为本发明—实施例中双机模块的电路原理图。
图4为本发明—实施例中被管理板的原理框图。
图5为本发明—实施例中主控板的状态转换示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1所示，本发明共包括两个管理板：A和B，5个被管理板：被管理板1、被管理板2、被管理板3、被管理板4和被管理板5。
如图2所示，管理板A和管理板B采用双机备份机制工作，确保同时只有一个处于活动状态，其中两个管理板均连接有在背板IIC总线上，管理板包括主处理器、双机模块和IIC管理模块，管理板与背板IIC总线通过三两条线相连，分别为ACT互控总线、IIC管理总线和实时备份总线。
ACT互控总线连接在双机模块上，为三态输出，信号主要包括ACTin#和ACTout#，均为低电平有效。本实施例中ACTin#信号均在接口处上拉，如果另外一个主控板不存在或者断电时，可保证该信号为无效的高电平。
背板IIC总线由ACT互控总线控制，使只有处于活动状态的管理板，即主控板才能有权利控制IIC管理模块的运行。
主处理器通过实时备份总线与背板IIC总线相连用于对数据的实时备份，以双主控冗余备份的方式工作。
IIC管理模块接收IIC管理总线的IIC_in#信号输入并将PORST#信号传送给主处理器，主处理器将IIC_out#信号输出。
如图2所示，主处理器模块主要用来实现两个管理板状态的切换与运行；IIC管理模块用于接收来自双机模块的WDRST#、MRRST#和背板IIC总线的复位命令，任意条件满足时，送出PORST#信号向主处理器发出复位操作；双机模块负责两个管理板的状态仲裁，如图3所示该双机模块包括一个看门狗电路、与看门狗电路输出端相连的与非门，两块管理板的与非门电路组成RS触发电路。
为了更清楚地解释本发明管理板的结构，本实施例中各模块的功能如下：
主处理器，用来实现管理板状态机的切换与运行，可以由IIC管理模块送出的控制信号PORST#进行复位。当主处理器复位后，首先输出WDI#信号禁用看门狗复位。输输入到双机模块ACT_in#有效低电平信号，标识本板处于活动状态，为主控板。由ACT_out#信号通过第一开关控制打开IIC管理总线以及主控板其他整个系统的管理接口，该主控板就能够对系统实施管理了，其中主处理器定期更新WDI#信号，确保系统正常。
IIC管理模块，该IIC管理模块为一个从处理器，主要用于主处理器模块的复位处理，IIC管理模块接收三种复位源：来自双机模块的WDRST#、MRRST#信号和背板IIC总线的复位命令，其中任何一个复位命令发出后，IIC管理模块都会向主处理器模块发出复位操作，其中WDRST#信号通过第二开关受主处理器发出的WDEN#信号控制。
双机模块，双机模块作为双机切换的关键部分，负责两种管理板的状态仲裁，仲裁遵循优先原则，即先启动的管理板为主控板，进入活动状态，后启动的主控板只能进入备用状态，为备用板，该备用板不得影响正在正常运行的主控板。
由于主处理器定期更新WDI#信号，确保系统正常，因此表明该板维持在活动状态。在主控板无法维持其活动状态，将触发双机模块重新仲裁。
管理板中的双机模块中看门狗电路实现对主处理器的故障监测，监测结果WDO#和ACT_in#信号送到与非门的输入端，与非门输出信号ACT_out#信号，该ACT_out#信号连接到另外一张管理板的ACT_in#信号上，两张主控板的ACTout#信号和ACTin#信号在背板上交叉连接，组成一个RS触发器。主控板完成启动后，启用自身的看门狗系统，看门狗电路的输出WDO#信号转换成高电平，RS触发器可以锁定其输出装载，能保证只有先启动起来的主控板处于活动状态，后启动的主控板无论如何也无法改变RS触发器的输出状态，除非活动的主控板故障，无法继续维持WDO#状态。
图5为本发明中主控板各状态间的切换过程，主控板共有四种状态：断电态、启动态、活动态和备用态。
当主控板需要拔板或出现严重故障时，才会出现断电态，当主板插入时默认自动加电并进入启动态，该状态用于主处理器初始化，由于启动态处于不稳定期，所以主处理器加电后应当暂时禁止看门狗，待正常启动后，主处理器开始执行喂狗操作。当双机模块收到主处理器的喂狗信号后便开始与另一个管理板竞争活动状态，若此时ACT_in#=1，对方处于非活动状态，该双机模块就可以将自身输出的ACT_out#置为有效，并标识本板处于活动状态，即ACT=0；若对方已处于活动状态，则双机模块无法将本管理板置为活动状态，因此本板只能处于备用状态。
如图4所示的被管理板，本实施例中的5个被管理板结构相同，均连接在背板IIC总线上。该被管理板包括第二从处理器，通过从IIC总线与第二从处理器相连的背板，其中该第二从处理器与背板之间还连接有第三开关，当系统上电后，第三开关自动延迟打开，使第二从处理器的从IIC总线与背板IIC总线接通，同时第二从处理器从背板插槽获取槽位地址，转换成IIC地址并保存，作为以后通信的IIC地址使用。
进一步的，该第二从处理器定期采集本板的温度、状态等参数，当主处理器查询时通过背板IIC总线报告给主处理器，同时接收主处理器的命令，执行如复位、电源控制等操作。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。
Claims (5)
1.动态双机倒换机制的单路IIC机框管理系统，其特征在于，包括两个管理板和至少一个被管理板，其中两个管理板分别为处于工作状态的主控板和处于待机状态的备用板，该主控板、备用板和被管理板均通过背板IIC总线相连；所述管理板包括主处理器、定期接收主处理器信号的双机模块、以及接收双机模块和背板IIC总线复位命令并向主处理器发出复位操作的IIC管理模块，其中主处理器与背板IIC总线之间还连接有实时备份总线，且双机模块与背板IIC总线之间通过ACT互控总线相连；
所述双机模块包括定期接收主处理器信号的看门狗电路、一个输入端与看门狗电路输出端相连的与非门，该与非门的另一个输入端输入另一个管理板上双机模块的与非门输出端信号，两个管理板的与非门组成RS触发器。
2.根据权利要求1所述的动态双机倒换机制的单路IIC机框管理系统，其特征在于，所述IIC管理模块为从处理器。
3.根据权利要求2所述的动态双机倒换机制的单路IIC机框管理系统，其特征在于，所述主处理器通过第一开关向背板IIC总线发出信号，该第一开关受双机模块通过ACT互控总线向背板IIC总线发送的信号控制。
4.根据权利要求3所述的动态双机倒换机制的单路IIC机框管理系统，其特征在于，所述双机模块通过第二开关向IIC管理模块发出复位命令，该第二开关受主处理器的控制。
5.根据权利要求4所述的动态双机倒换机制的单路IIC机框管理系统，其特征在于，所述被管理板包括第二从处理器和背板，连接于第二从处理器和背板之间的从IIC总线，其中该从IIC总线上还设置有第三开关。
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