CN105260335B - 扩展光接口的数据处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种扩展光接口的数据处理系统及方法。其中，所述系统包括：包含串行接口和中断接口的主处理单元，用于基于写数据指令向所述串行接口输出地址信息和第一数据，以及用于基于来自所述中断接口的中断信号读取产生所述中断信号的光接口的第二数据；与所述串行接口和中断接口相连、且包括至少一个所述光接口的接口扩展单元，用于按照所述地址信息将所述第一数据输至相应的光接口；以及用于基于来自所述光接口的跳变信号向所述中断接口输出中断信号，并将来自同一光接口的第二数据传递给所述主处理单元；所述光接口连接有SFP光模块，所述第一数据为光接口所连接的SFP光模块所上传的检测数据。本发明有效扩展了包含主处理单元的光接口。

Description

扩展光接口的数据处理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种接口扩展技术，特别是涉及一种扩展光接口的数据处理系统及方法。
背景技术
随着科技的发展，越来越多诸如交换机、路由器等通讯设备使用高密度的光接口。在通讯设备光接口数量的增加的同时，也增加了接入的用户数，提供了更大的带宽并且提高了通讯能力。
SFP+万兆光模块是将电信号转换为光信号的接口器件。由于它具有标准的接口和引脚数，并具有体积小，价格便宜等优点广泛应用在各类光接口设备中。
在SFP+光模块中，低速信号主要有LOS、TXFAULT、ABSENT和RS信号等。这些信号的主要作用是用于指示光模块的接收信号和发射信号的状态。然而，随着光模块接入数量的增加，上述通讯设备的光接口数量显得局促起来。因此，需要一种低代价的扩展光接口的数据处理方式，用以监控更多光模块的工作状态。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种扩展光接口的数据处理系统及方法，用于解决现有技术中交换机中的光接口数量不便于扩展的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种扩展光接口的数据处理系统，包括：包含串行接口和中断接口的主处理单元，用于基于写数据指令向所述串行接口输出地址信息和第一数据，以及用于基于来自所述中断接口的中断信号读取产生所述中断信号的光接口的第二数据；与所述串行接口和中断接口相连、且包括至少一个所述光接口的接口扩展单元，用于按照所述地址信息将所述第一数据输至相应的光接口；以及用于基于来自所述光接口的跳变信号向所述中断接口输出中断信号，并将来自同一光接口的第二数据传递给所述主处理单元；所述光接口连接有SFP光模块，所述第一数据为光接口所连接的SFP光模块所上传的检测数据。
优选地，所述接口扩展单元为多个，每个所述接口扩展单元具有唯一单元地址信息，每个光接口在所属接口扩展单元中具有唯一接口地址信息，所述单元地址信息和接口地址信息构成所述地址信息。
优选地，所述接口扩展单元包括：由高低电平构成单元地址信息的地址接口。
优选地，每个所述光接口连接一个中断寄存器，所述中断接口连接所有所述中断寄存器；当有光接口接收到跳变信号时，相应的中断寄存器置为中断有效状态，并向所述中断接口输出中断信号；对应的，所述主处理单元用于基于所述中断信号寻找产生所述中断信号的中断寄存器，通过所述串行接口输出包含对应所找到的中断寄存器的光接口的地址信息、和输出用于读取第二数据的指令，以及将相应的中断寄存器置为中断无效状态；产生所述中断信号的接口扩展单元用于基于所述用于读取第二数据的指令读取来自产生所述中断信号的光接口的第二数据，并通过所述串行接口传递给所述主处理单元。
优选地，所述主处理单元还用于写数据指令通过所述串行接口依次输出地址信息、写状态位和第一数据；所述接口扩展单元用于匹配所接收的地址信息与自身的光接口的地址信息，若匹配，则按照所述写状态位将所述第一数据传递给相应的光接口，反之，则不予处理。
优选地，所述接口扩展单元包括CPLD芯片，所述CPLD芯片的引脚P0-P5引脚构成所述光接口，所述CPLD芯片的引脚CPU_SCL和CPU_SDA为所述串行接口，所述CPLD芯片的引脚A0A1A2构成单元地址信息，其中，所述单元地址信息根据引脚A0A1A2所外接的上拉电阻相关。
基于上述目的，本发明还提供一种扩展光接口的数据处理方法，包括：主处理单元基于写数据指令输出地址信息和第一数据；接口扩展单元按照所述地址信息将所述第一数据输至相应的光接口；以及所述接口扩展单元基于来自光接口的跳变信号产生中断信号；所述主处理单元基于所述中断信号读取来自所述光接口的第二数据；其中，所述第一数据为光接口所连接的SFP光模块所上传的检测数据。
优选地，所述基于写数据指令输出地址信息和第一数据的方式还包括：基于写数据指令依次输出地址信息、写状态位和第一数据；所述按照地址信息将所述第一数据输至相应的光接口的方式包括：匹配所接收的地址信息与各光接口所对应的地址信息，若匹配，则按照所述写状态位将所述第一数据传递给相应的光接口，反之，则不予处理。
优选地，所述基于来自光接口的跳变信号产生中断信号的方式包括：将与所述光接口相连的中断寄存器置为中断有效状态，并生成所述中断信号；所述基于中断信号读取来自所述光接口的第二数据的方式包括：基于所述中断信号寻找产生所述中断信号的中断寄存器，向产生所述中断信号的光接口输出包含对应所找到的中断寄存器的光接口的地址信息、和输出用于读取第二数据的指令；读取来自产生所述中断信号的光接口的第二数据，并将相应的中断寄存器置为中断无效状态。
如上所述，本发明的扩展光接口的数据处理系统及方法，具有以下有益效果：有效扩展了包含主处理单元的光接口，同时由于采用CPLD芯片，避免了大量的逻辑电路的布局，减少了硬件成本；另外，本发明利用主处理单元的串行接口进行扩展，无需占用主处理单元的GPIO接口，能够便于GPIO接口连接其他硬件单元；此外，在读取第二数据时，利用中断寄存器通知主处理单元，便于主处理单元中断当前程序，及时读取来自所述第二数据。
附图说明
图1显示为本发明的扩展光接口的数据处理系统的结构示意图。
图2显示为本发明的扩展光接口的数据处理系统中接口扩展单元的结构示意图。
图3显示为本发明的扩展光接口的数据处理系统中主处理单元写数据的时序示意图。
图4显示为本发明的扩展光接口的数据处理系统中主处理单元读数据的时序示意图。
图5显示为本发明的扩展光接口的数据处理方法中写数据的流程图。
图6显示为本发明的扩展光接口的数据处理方法中读数据的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如图1所示，本发明提供一种扩展光接口的数据处理系统。所述数据处理系统安装在带有多个光接口121的交换机上。所述数据处理系统包括：主处理单元11、至少一个接口扩展单元12、和SFP光模块(未予图示)。其中，所述主处理单元11包括串行接口111和中断接口112。每个所述接口扩展单元12共用所述串行接口111和中断接口112，同时各所述接口扩展单元12还包括至少一个光接口121。其中，所述串行接口111包括但不限于：I2C接口、或SPI接口等。所述中断接口112为一中断引脚，用于接收用高/低电平所指示的中断信号。所述光接口121包括但不限于以下至少一种信号的引脚：LOS、TXFAULT、ABSENT、DISABLE、RS0和RS1信号。
当所述主处理单元11向其中一个接口扩展单元12所连接的从处理单元写数据时，所述主处理单元11用于基于写数据指令向所述串行接口111输出地址信息和第一数据。所述接口扩展单元12根据所述地址信息将所述第一数据输至相应的光接口121。在此，所述第一数据为光接口121所连接的SFP光模块所上传的检测数据。
具体地，所述主处理单元11按照程序运行过程中所生成的写数据指令，向所述串行接口111依次输出地址信息、写状态和第一数据。所述接口扩展单元12根据预设的各光接口121的地址信息进行寻址，并得到地址信息一致的光接口121。所述接口扩展单元12根据写状态将所述第一数据从寻址得到的光接口121输出。与该光接口121相连的从处理单元接收该第一数据。当所述接口扩展单元12为多个，且每个接口扩展单元12包含多个光接口121时，每个所述接口扩展单元12具有唯一单元地址信息，每个光接口121在所属接口扩展单元12中具有唯一接口地址信息，所述单元地址信息和接口地址信息构成所述地址信息。其中，每个接口扩展单元12还包含地址接口，所述地址接口中包含若干设置成高电平和/或低电平的地址引脚，这些地址引脚一起构成所述接口地址信息。所述接口扩展单元12举例为如图2所示的CPLD芯片(即复杂可编程逻辑芯片)，其中，引脚P0-P5引脚构成所述光接口121，引脚CPU_SCL和CPU_SDA为所述串行接口111，引脚A0A1A2构成单元地址信息。其中，所述单元地址信息根据引脚A0A1A2所外接的上拉电阻相关。
例如，图3显示为所述主处理单元11通过I2C接口向单元地址信息为引脚A0A1A2、接口地址信息为0010的光接口121写数据的时序图。由于各接口扩展单元12共享所述I2C接口，则每个接口扩展单元12匹配所接收的地址信息与自身的光接口121的地址信息，若匹配，则按照所述写状态位将所述第一数据传递给相应的光接口121，反之，则不予处理。
每个所述接口扩展单元12在接收到所述主处理单元11的地址信息时，将自身单元地址信息与所接收的地址信息中的单元地址信息进行匹配，若相匹配，则进一步根据所接收的地址信息中的接口地址信息确定所要传递的第一数据的光接口121，并按照所述写状态位将所述第一数据传递给相应的光接口121；反之，则不予处理。
当所述主处理单元11通过所述接口扩展单元12读取从处理单元所发送的第二数据时，所述从处理单元先发送一跳变信号至所连接的光接口121。所述光接口121所属的接口扩展单元12用于基于所述跳变信号向所述中断接口112输出中断信号。所述主处理单元11用于基于来自所述中断接口112的中断信号读取产生所述中断信号的光接口121的第二数据。在此，所述第二数据为主处理单元11向光接口121所连接的SFP光模块发送的检测指令。
具体地，每个光接口121各自具有中断引脚，各光接口121的中断引脚通过逻辑或电路共同到所述接口扩展单元12中的中断接口112，各接口扩展单元12的中断接口112通过逻辑或电路共同连接到主处理单元11的中断接口112。如此，当有一个光接口121接收到跳变信号时，其中断引脚输出中断信号，对应的，所述主处理单元11的中断接口112接收到所述中断信号。则所述主处理单元11基于来自所述中断接口112的中断信号反查各光接口121的中断引脚是否为中断有效，并向中断有效的光接口121输出读取指令，则相应光接口121的从处理单元基于所述读取指令输出所述第二数据。
优选地，每个光接口121连接中断寄存器。所述中断接口112连接所有中断寄存器。其中，所述中断接口112通过多级逻辑或电路连接各接口扩展单元12中各中断寄存器。当一光接口121接收到跳变信号时，相应的中断寄存器置为中断有效状态，并向所述中断接口112输出中断信号。对应的，所述主处理单元11用于基于所述中断信号寻找产生所述中断信号的中断寄存器，通过所述串行接口111输出包含对应所找到的中断寄存器的光接口121的地址信息、和输出用于读取第二数据的指令，以及将相应的中断寄存器置为中断无效状态；产生所述中断信号的接口扩展单元12用于基于所述用于读取第二数据的指令读取来自产生所述中断信号的光接口121的第二数据，并通过所述串行接口111传递给所述主处理单元11。
例如，图4显示为所述主处理单元11在确定发送中断信号的光接口121后，通过I2C接口向单元地址信息为A0A1A2、接口地址信息为0010的光接口121读数据的时序图。由于各接口扩展单元12共享所述I2C接口，每个接口扩展单元12匹配所接收的地址信息与自身的光接口121的地址信息，若匹配，则按照读指令中的读状态位从相应的光接口121读取第二数据，反之，则不予处理。
如图5、6所示，本发明还提供一种扩展光接口的数据处理方法。所述数据处理方法主要由处理系统来执行。所述处理系统安装在带有多个光接口的交换机上。所述数据处理系统包括：主处理单元、至少一个接口扩展单元。其中，所述主处理单元包括串行接口和中断接口。每个所述接口扩展单元共用所述串行接口和中断接口，同时各所述接口扩展单元还包括至少一个光接口。其中，所述串行接口包括但不限于：I2C接口、或SPI接口等。所述中断接口为一中断引脚，用于接收用高/低电平所指示的中断信号。所述光接口包括但不限于以下至少一种信号的引脚：LOS、TXFAULT、ABSENT、DISABLE、RS0和RS1信号。所述接口扩展单元举例为CPLD芯片(即复杂可编程逻辑芯片)。
当所述主处理单元向其中一个接口扩展单元所连接的从处理单元写数据时，所述主处理单元执行步骤S11，即基于写数据指令向所述串行接口输出地址信息和第一数据。在步骤S12中，所述接口扩展单元根据所述地址信息将所述第一数据输至相应的光接口。在此，所述第一数据为光接口所连接的SFP光模块所上传的检测数据。
具体地，所述主处理单元按照程序运行过程中所生成的写数据指令，向所述串行接口依次输出地址信息、写状态和第一数据。所述接口扩展单元根据预设的各光接口的地址信息进行寻址，并得到地址信息一致的光接口。所述接口扩展单元根据写状态将所述第一数据从寻址得到的光接口输出。与该光接口相连的从处理单元接收该第一数据。当所述接口扩展单元为多个，且每个接口扩展单元包含多个光接口时，每个所述接口扩展单元具有唯一单元地址信息，每个光接口在所属接口扩展单元中具有唯一接口地址信息，所述单元地址信息和接口地址信息构成所述地址信息。其中，每个接口扩展单元还包含地址接口，所述地址接口中包含若干设置成高电平和/或低电平的地址引脚，这些地址引脚一起构成所述接口地址信息。
例如，图3显示为所述主处理单元通过I2C接口向单元地址信息为A0A1A2、接口地址信息为0010的光接口写数据的时序图。由于各接口扩展单元共享所述I2C接口，则每个接口扩展单元匹配所接收的地址信息与自身的光接口的地址信息，若匹配，则按照所述写状态位将所述第一数据传递给相应的光接口，反之，则不予处理。
每个所述接口扩展单元在接收到所述主处理单元的地址信息时，将自身单元地址信息与所接收的地址信息中的单元地址信息进行匹配，若相匹配，则进一步根据所接收的地址信息中的接口地址信息确定所要传递的第一数据的光接口，并按照所述写状态位将所述第一数据传递给相应的光接口；反之，则不予处理。
当所述主处理单元通过所述接口扩展单元读取从处理单元所发送的第二数据时，所述从处理单元先发送一跳变信号至所连接的光接口。此时，所述光接口所属的接口扩展单元执行步骤S21，即基于所述跳变信号向所述中断接口输出中断信号。接着，所述主处理单元执行步骤S22，基于来自所述中断接口的中断信号读取产生所述中断信号的光接口的第二数据。在此，所述第二数据为主处理单元向光接口所连接的SFP光模块发送的检测指令。
具体地，每个光接口各自具有中断引脚，各光接口的中断引脚通过逻辑或电路共同到所述接口扩展单元中的中断接口，各接口扩展单元的中断接口通过逻辑或电路共同连接到主处理单元的中断接口。如此，当有一个光接口接收到跳变信号时，其中断引脚输出中断信号，对应的，所述主处理单元的中断接口接收到所述中断信号。则所述主处理单元基于来自所述中断接口的中断信号反查各光接口的中断引脚是否为中断有效，并向中断有效的光接口输出读取指令，则相应光接口的从处理单元基于所述读取指令输出所述第二数据。
优选地，每个光接口连接中断寄存器。所述中断接口连接所有中断寄存器。其中，所述中断接口通过多级逻辑或电路连接各接口扩展单元中各中断寄存器。当一光接口接收到跳变信号时，相应的中断寄存器置为中断有效状态，并向所述中断接口输出中断信号。对应的，所述主处理单元用于基于所述中断信号寻找产生所述中断信号的中断寄存器，通过所述串行接口输出包含对应所找到的中断寄存器的光接口的地址信息、和输出用于读取第二数据的指令，以及将相应的中断寄存器置为中断无效状态；产生所述中断信号的接口扩展单元用于基于所述用于读取第二数据的指令读取来自产生所述中断信号的光接口的第二数据，并通过所述串行接口传递给所述主处理单元。
例如，图4显示为所述主处理单元在确定发送中断信号的光接口后，通过I2C接口向单元地址信息为A0A1A2、接口地址信息为0010的光接口读数据的时序图。由于各接口扩展单元共享所述I2C接口，每个接口扩展单元匹配所接收的地址信息与自身的光接口的地址信息，若匹配，则按照读指令中的读状态位从相应的光接口读取第二数据，反之，则不予处理。
综上所述，本发明，有效扩展了包含主处理单元的光接口，同时由于采用CPLD芯片，避免了大量的逻辑电路的布局，减少了硬件成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种扩展光接口的数据处理系统，其特征在于，包括：
包含串行接口和中断接口的主处理单元，用于基于写数据指令向所述串行接口输出地址信息和第一数据，以及用于基于来自所述中断接口的中断信号读取产生所述中断信号的光接口的第二数据；
与所述串行接口和中断接口相连、且包括至少一个所述光接口的接口扩展单元，用于按照所述地址信息将所述第一数据输至相应的光接口；以及用于基于来自所述光接口的跳变信号向所述中断接口输出中断信号，并将来自同一光接口的第二数据传递给所述主处理单元；
所述光接口连接有SFP光模块，所述第一数据为光接口所连接的SFP光模块所上传的检测数据；
所述接口扩展单元为多个，每个所述接口扩展单元具有唯一单元地址信息，每个光接口在所属接口扩展单元中具有唯一接口地址信息，所述单元地址信息和接口地址信息构成所述地址信息；
每个所述光接口连接一个中断寄存器，所述中断接口连接所有所述中断寄存器；
当有光接口接收到跳变信号时，相应的中断寄存器置为中断有效状态，并向所述中断接口输出中断信号；
对应的，所述主处理单元用于基于所述中断信号寻找产生所述中断信号的中断寄存器，通过所述串行接口输出包含对应所找到的中断寄存器的光接口的地址信息，输出用于读取第二数据的指令，以及将相应的中断寄存器置为中断无效状态；
产生所述中断信号的接口扩展单元用于通过所述读取第二数据的指令读取来自产生所述中断信号的光接口的第二数据，并通过所述串行接口传递给所述主处理单元；
所述接口扩展单元包括CPLD芯片，所述CPLD芯片的引脚P0‐P5引脚构成所述光接口，所述CPLD芯片的引脚CPU_SCL和CPU_SDA为所述串行接口，所述CPLD芯片的引脚A0‐A2构成单元地址信息，其中，所述单元地址信息根据引脚A0‐A2所外接的上拉电阻相关。
2.根据权利要求1所述的扩展光接口的数据处理系统，其特征在于，所述接口扩展单元包括：由高低电平构成单元地址信息的地址接口。
3.根据权利要求1所述的扩展光接口的数据处理系统，其特征在于，所述主处理单元还用于写数据指令通过所述串行接口依次输出地址信息、写状态位和第一数据；
所述接口扩展单元用于匹配所接收的地址信息与自身的光接口的地址信息，若匹配，则按照所述写状态位将所述第一数据传递给相应的光接口，反之，则不予处理。
4.一种扩展光接口的数据处理方法，其特征在于，包括：
主处理单元基于写数据指令输出地址信息和第一数据；接口扩展单元按照所述地址信息将所述第一数据输至相应的光接口；
所述接口扩展单元基于来自光接口的跳变信号产生中断信号；
所述主处理单元基于所述中断信号读取来自所述光接口的第二数据；
其中，所述第一数据为光接口所连接的SFP光模块所上传的检测数据；
所述接口扩展单元为多个，每个所述接口扩展单元具有唯一单元地址信息，每个光接口在所属接口扩展单元中具有唯一接口地址信息，所述单元地址信息和接口地址信息构成所述地址信息；
所述基于来自光接口的跳变信号产生中断信号的方式包括：将与所述光接口相连的中断寄存器置为中断有效状态，并生成所述中断信号；
所述基于中断信号读取来自所述光接口的第二数据的方式包括：基于所述中断信号寻找产生所述中断信号的中断寄存器，向产生所述中断信号的光接口输出包含对应所找到的中断寄存器的光接口的地址信息，输出用于读取第二数据的指令；
读取来自产生所述中断信号的光接口的第二数据，并将相应的中断寄存器置为中断无效状态。
5.根据权利要求4所述的扩展光接口的数据处理方法，其特征在于，所述基于写数据指令输出地址信息和第一数据的方式还包括：基于写数据指令依次输出地址信息、写状态位和第一数据；
所述按照地址信息将所述第一数据输至相应的光接口的方式包括：匹配所接收的地址信息与各光接口所对应的地址信息，若匹配，则按照所述写状态位将所述第一数据传递给相应的光接口，反之，则不予处理。
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