CN108337577B - 一种新型的vpx集成背板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型的VPX集成背板，背板包括两个交换管理槽位和多个通用业务槽位；各个通用业务槽位通过交换管理槽位的数据交换单元实现数据信息交互，各个通用业务槽位通过交换管理槽位的控制交换单元实现控制信息交互；每个交换管理槽位都引入一路用于提供时钟信号的系统时钟模块，每个系统时钟模块与每个通用业务槽位一一对应的通过信号线点对点进行电气连接；每个通用业务槽位都设置有用于引入特定信息的自定义接口；通过了新型的双星设计并构成了管理平面交换网和数据平面交换网，结构运行和相应速度快。

Description

一种新型的VPX集成背板
技术领域
本发明涉及属于新型的集成背板装置领域，特别涉及一种基于VPX的背板。
背景技术
当前卫星通信系统主要由业务接入设备、调制解调设备以及相关视频和天线设备。其中业务接入设备根据业务类型的不同具有不同的设备型态，主要有：处理音视频信号的视频编解码器、处理话音传真业务的话音编解码器以及其它数据业务（同异步数据、IP数据）的接入设备。调制解调设备根据采用的通信体制的不同分为TDMA调制解调器和FDMA调制解调器。这样在组成一个具有综合业务组网传输能力的卫星通信地球站时，需要多种设备配合完成，同时由于设备较多，造成机动性差，不便于野外使用，设备较复杂，调试困难，成本较高等诸多缺点。
基于VPX的背板设计方法统一了各模块的接口定义，针对卫星通信领域的各种模块增加了专用接口，解决了不同业务模块间的互连问题，在同一种背板上实现多种设备的集成和灵活配置。
发明内容
本发明为了解决上述的现有的模块调试性能差，时钟分发结构冗余，响应速度慢、稳定性差，可集成级联能力不佳的目的，提供一种新型的VPX集成背板等，本发明基于VITA46标准，采用千兆以太网、SRIO等高速串行交换结构，支持不同板卡之间通过交换网络进行数据交换，支持相邻槽位间板卡的通信，支持通用电源模块，并对背板信号定义进行了扩展。
本发明的具体设计方案如下：
提供了一种新型的VPX集成背板，背板包括两个交换管理槽位和多个通用业务槽位；
各个通用业务槽位通过交换管理槽位的数据交换单元实现数据信息交互，各个通用业务槽位通过交换管理槽位的控制交换单元实现控制信息交互；
每个交换管理槽位都引入一路用于提供时钟信号的系统时钟模块，每个系统时钟模块与每个通用业务槽位一一对应的通过信号线点对点进行电气连接；
每个通用业务槽位都设置有用于引入特定信息的自定义接口；
两个交换管理槽位和多个通用业务槽位，都分别连接至485总线和IPMI总线，交换槽位作为管理和监控的主节点，通过485总线和IPMI总线实现对各个通用业务槽位实现设备管理和监控。
进一步的，每个交换管理槽位内都设置有管理单元，每个交换管理槽位的管理单元都与本交换管理槽位的数据交换单元和控制交换单元及另一个交换管理槽位的数据交换单元和控制交换单元实现数据收发。
进一步的，每个数据交换单元和控制交换单元都引出两路管理交换网配置的管理通道和两路数据交换网配置的管理通道。
进一步的，每个自定义接口都分别接通拓展出的同步数据接口、异步数据接口、保密接口、Console串口、指示灯控制、E1中继口、2/4线话音口、USB、KVM接口以实现不同数据的交互互换。
进一步的，每个交换管理槽位的数据交换单元都通过两路SRIO与通用业务槽位设置的数据信息处理模块实现数据信息交互，每个交换管理槽位的控制交换单元都通过两路千兆以太网与通用业务槽位设置的控制信息处理模块实现控制信息交互。
进一步的，还设置有两个电源槽位，两个电源槽位为两个交换管理槽位和多个通用业务槽位背板提供+12V、+5V、+3.3V电源。
进一步的，还包括拨码开关，所述的拨码开关集成在背板以提供背板的ID号，实现一级ID分配，所述的两个交换管理槽位和多个通用业务槽位都定义有槽位ID，实现二级ID分配，每个两个交换管理槽位和通用业务槽位都可以通过在其上集成的任意一个数据处理模块识别所插入电路板的物理信息并自动根据物理信息分配ID，实现ID三级分配。
进一步的，通过ID三级分配实现多个相同系统的级联，进而任意一个槽位所通信的内部通信节点编号的自动分配，防止出现ID冲突。
进一步的，每个交换管理槽位和每个通用业务槽位上设置有加固型VPX连接器，有效避免了板卡插拔可能造成的背板变形。
本发明相对于现有技术而言：
1.本发明设计两个交换管理槽位，采用双星型总线结构，每个交换槽位提供一个数据交换单元、控制交换单元并构成了管理平面交换网和一个数据平面交换网，为每个通用业务槽位提供2组千兆以太网和2组SRIO接口；
2.每个交换管理槽位提供1组RS485总线和2组IPMI总线接通至通用业务槽位的设备管理槽位，用于各业务单元的配置管理和监控；两个交换槽位之间通过2组千兆以太网和2组SRIO接口，用于交换槽位处理器实现对交换网的配置管理；
3.每个交换管理槽位通过系统时钟模块输入1路系统时钟，经过本槽位交换单元上的系统时钟模块复制出8路系统时钟，分别提供给8个通用业务槽位。
4.两个交换槽位分别提供2组千兆以太网接口，用于设备扩展和系统管理；两个交换槽位分别提供2组SRIO接口，用于设备扩展。
5.本发明设计8个通用业务槽位，每个通用业务槽位提供1组RS485总线和2组IPMI总线，用于本业务槽位的配置管理和监控信息上报接通至交换管理槽位的管理监控节点，保持对各个端口进行物理信息监控。
6.每个通用业务槽位提供2组射频接口可以连接射频设备，用于卫星数据的输入/输出；
7.每个通用业务槽位提供同步数据接口、异步数据接口、保密接口、Console串口、指示灯控制、E1中继口、2/4线话音口、USB、KVM等自定义接口信号，用于交换机、视频终端、话音终端、网络控制器、KVM等业务数据的输入/输出；
8.通用业务槽位与相邻通用业务槽位之间通过在扩展平台处理节点处，采用4组千兆以太网连接，用于各通用业务槽位之间的数据通信；
9.本发明设计2个电源槽位，每个电源槽位提供1组RS485和2组IPMI，用于本电源槽位的配置管理和监控；每个电源槽位可独立提供+12V/+5V/+3.3V电源，支持电源模块以负荷分担方式工作。
10增加了外部接口和控制信号，增强了通用性。本发明采用加固背板设计，可以有效地防止背板变形。本发明具有通用性好、集成化程度高、业务容量可灵活配置、性能稳定可靠、调试简单等特点，适用于卫星通信领域的多种业务接入终端应用。
附图说明
图1 是本发明设计的拓扑图。
附图标记说明：交换管理槽位1、通用业务槽位2、电源槽位3。
具体实施方式
参见图1，一种新型的VPX集成背板，本背板包括两个交换管理槽位和八个通用业务槽位；
每个交换管理槽位上都设置有数据交换单元、管理单元和控制交换单元，每个数据交换单元与每个通用业务槽位的数据信息处理模块之间都通2路SRIO相接通，以保证通用业务槽位通过交换管理槽位的数据交换单元实现数据信息交互，每个控制交换单元与每个通用业务槽位的控制信息处理模块之间都通过2组千兆以太网相接通，以保证各个通用业务槽位通过交换管理槽位的控制交换单元实现控制信息交互；
每个交换管理槽位内都设置有管理单元，每个交换管理槽位的管理单元都与本交换管理槽位的数据交换单元和控制交换单元及另一个交换管理槽位的数据交换单元和控制交换单元通过信号线数据互连实现数据收发。
每个交换管理槽位都引入一路用于提供时钟信号的系统时钟模块，每个系统时钟模块都复制出8路系统时钟，8路系统时钟一一对应的通过信号线点对点的提供给8个通用业务单元；
两个交换管理单元分别提供2组千兆以太网接口，用于设备扩展和系统管理作为两路管理交换网配置的管理通道；两个交换管理单元分别提供2组SRIO接口，用于设备扩展，作为两路数据交换网配置的管理通道。
每个通用业务槽位都设置有用于引入特定信息的自定义接口，自定义接口可以用于拓展出的同步数据接口、异步数据接口、保密接口、Console串口、指示灯控制、E1中继口、2/4线话音口、USB、KVM等自定义接口信号，用于交换机、视频终端、话音终端、网络控制器、KVM等业务数据的输入/输出；以实现不同数据的交互互换。
每个通用业务槽位提供2组射频接口，连接射频设备，用于卫星数据的输入/输出；
设置有两个电源槽位，两个电源槽位为两个交换管理槽位和多个通用业务槽位背板提供+12V、+5V、+3.3V电源，每个不同电压值的电源为单独通路，以不同支持电源模块以负荷分担方式工作。
两个交换管理槽位都带有管理和监控主节点和八个通用业务槽位都带有设备管理模块，每个管理和监控主节点都通过两路IPMI总线与每个设备管理模块相接通，每个管理和监控主节点都通过RS485总线与每个设备管理模块相接通。
都分别连接至RS485总线和IPMI总线，交换槽位作为管理和监控的主节点，通过RS485总线和IPMI总线实现对各个通用业务槽位实现设备管理和监控，所述的交换槽位的RS485总线和IPMI总线还与电源槽位提供相接通，以监控所有槽位的物理信息；
本发明为了防止ID冲突，采用了以下技术方案：所述的拨码开关集成在背板以提供背板的ID号，实现一级ID分配，所述的两个交换管理槽位和多个通用业务槽位都定义有槽位ID，实现二级ID分配，每个两个交换管理槽位和通用业务槽位都可以通过在其上集成的任意一个数据处理模块识别所插入电路板的物理信息并自动根据物理信息分配ID，实现ID三级分配，通过ID三级分配实现多个相同系统的级联，进而任意一个槽位所通信的内部通信节点编号的自动分配，防止出现ID冲突。
为保证每个槽位的抗冲击性，每个交换管理槽位和每个通用业务槽位上设置有加固型VPX连接器，有效避免了板卡插拔可能造成的背板变形。
2个交换槽位和8个通用业务槽位的J0信号定义为电源输入、系统时钟、槽位ID、Console串口、RS485总线、IPMI监控总线、指示灯控制等通用信号；交换槽位J1定义为系统管理和数据扩展接口，J2-J3定义为数据交换通道，J4-J5定义为控制交换通道；业务槽位J1定义为数据交换通道，J2定义为通用业务槽位互联通道，J3为预留，J4-J5定义为管理交换通道和同步数据接口、异步数据接口、保密接口、Console串口、指示灯控制、E1中继口、2/4线话音口、USB、KVM等自定义接口；电源槽位信号定义包括DC电源输入、+12V输出、+5V输出、+3.3V输出、均流控制、RS485和IPMI管理接口。
以上内容是结合具体的优选方式对本发明进行的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明，对于本发明所属技术领域的技术人员而言，在不脱离本发明构思的前提下，还可以引入其他信号和接口进行拓展和替换，都应当视为本发明由所提交的权利说明书确定的发明保护范围。

Claims (6)

1.一种新型的VPX集成背板，其特征在于：背板包括两个交换管理槽位和多个通用业务槽位；
各个通用业务槽位通过交换管理槽位的数据交换单元实现数据信息交互，各个通用业务槽位通过交换管理槽位的控制交换单元实现控制信息交互；
每个交换管理槽位都引入一路用于提供时钟信号的系统时钟模块，每个系统时钟模块与每个通用业务槽位一一对应的通过信号线点对点进行电气连接；
每个通用业务槽位都设置有用于引入特定信息的自定义接口；
两个交换管理槽位和多个通用业务槽位，都分别连接至485总线和IPMI总线，交换槽位作为管理和监控的主节点，通过485总线和IPMI总线实现对各个通用业务槽位实现设备管理和监控；
每个交换管理槽位内都设置有管理单元，每个交换管理槽位的管理单元都与本交换管理槽位的数据交换单元和控制交换单元及另一个交换管理槽位的数据交换单元和控制交换单元实现数据收发；
还包括拨码开关，所述的拨码开关集成在背板以提供背板的ID号，实现一级ID分配，所述的两个交换管理槽位和多个通用业务槽位都定义有槽位ID，实现二级ID分配，每个两个交换管理槽位和通用业务槽位都可以通过在其上集成的任意一个数据处理模块识别所插入电路板的物理信息并自动根据物理信息分配ID，实现ID三级分配；
通过ID三级分配实现多个相同系统的级联，进而任意一个槽位所通信的内部通信节点编号的自动分配，防止出现ID冲突。
2.根据权利要求1所述的一种新型的VPX集成背板，其特征在于：每个数据交换单元和控制交换单元都引出两路管理交换网配置的管理通道和两路数据交换网配置的管理通道。
3.根据权利要求1所述的一种新型的VPX集成背板，其特征在于：每个自定义接口都分别接通拓展出的同步数据接口、异步数据接口、保密接口、CONSOLE串口、指示灯控制、E1中继口、2/4线话音口、USB、KVM接口以实现不同数据的交互互换。
4.根据权利要求1所述的一种新型的VPX集成背板，其特征在于：每个交换管理槽位的数据交换单元都通过两路SRIO与通用业务槽位设置的数据信息处理模块实现数据信息交互，每个交换管理槽位的控制交换单元都通过两路千兆以太网与通用业务槽位设置的控制信息处理模块实现控制信息交互。
5.根据权利要求1所述的一种新型的VPX集成背板，其特征在于：还设置有两个电源槽位，两个电源槽位为两个交换管理槽位和多个通用业务槽位背板提供+12V、+5V、+3.3V电源。
6.根据权利要求1所述的一种新型的VPX集成背板，其特征在于：每个交换管理槽位和每个通用业务槽位上设置有加固型VPX连接器，有效避免了板卡插拔可能造成的背板变形。
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