CN112035385A - Srio通信系统重建链路的方法、存储介质及srio通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了SRIO通信系统重建链路的方法、存储介质及SRIO通信系统，包括步骤：S1：监测模块检测本地端口的通信链路状态，当通信链路断开时执行步骤S2；S2：复位控制模块分别产生与本地端口中各个时钟域对应的同步复位信号，同步复位信号传输至对应的时钟域以使得本地端口复位；S3：本地端口复位后，返回步骤S1。监测模块监测本地端口的通信链路状态，以能够在无法建立通信链路或通信链路丢失，即通信链路断开时，通过复位控制模块分别产生与各个时钟域对应的同步复位信号，同步复位信号分别传输至各个时钟域中，以确保本本地端口能够正确复位，避免端口出现复位失效或者误复位的情况，有利于提高可靠性。

Description

SRIO通信系统重建链路的方法、存储介质及SRIO通信系统
技术领域
本发明涉及电力电子控制和通信领域，特别涉及SRIO通信系统重建链路的方法、存储介质及SRIO通信系统。
背景技术
SRIO是串行RapidIO通信协议的简称，是一种基于包交换的开放式高速串行标准总线，具备高速率、高带宽、高可靠的特点。SRIO主要应用于嵌入式系统的内部互联，可作为芯片间的板内互联总线，也可作为背板互联总线，还可使用光纤作为物理介质进行系统内外互联，SRIO可进行1x、2x、4x的高速传输，引脚数少，功耗较低，因此，在电力电子控制领域，逐步得到了广泛应用。
在SRIO通信系统中，无论是板内互联总线，还是背板互联，还是光纤链路互联，都存在一个通信链路建立过程，由于复杂的硬件环境或者光纤接触不良、通信电压不稳等原因，会导致端口之间无法建立通信链路或通信链路丢失的情况，因此需要进行复位以重新建立通信链路。
然而，由于端口内部存在多个时钟域，例如在进行复位时，同一个复位信号在某一时钟域内为同步信号，而在另外的时钟域中为异步信号，导致端口出现复位失效或误复位等情况。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出SRIO通信系统重建链路的方法、存储介质及SRIO通信系统，其能够在通信链路断开时，分别产生于各个始终与对应的复位信号，以确保本地端口能够正确复位。
根据本发明的第一方面实施例的SRIO通信系统重建链路的方法，包括步骤：
S1：监测模块检测本地端口的通信链路状态，当通信链路断开时执行步骤S2；
S2：复位控制模块分别产生与本地端口中各个时钟域对应的同步复位信号，同步复位信号传输至对应的时钟域以使得本地端口复位；
S3：本地端口复位后，返回步骤S1。
根据本发明实施例的SRIO通信系统重建链路的方法，至少具有如下有益效果：监测模块监测本地端口的通信链路状态，以能够在无法建立通信链路或通信链路丢失，即通信链路断开时，通过复位控制模块分别产生与各个时钟域对应的同步复位信号，同步复位信号分别传输至各个时钟域中，以确保本本地端口能够正确复位，避免端口出现复位失效或者误复位的情况，有利于提高可靠性。
根据本发明的一些实施例，所述步骤S1包括步骤：
S11：监测模块检测链路连接信号，根据链路连接信号的电平高低判断通信链路是否断开，当通信链路断开时，执行步骤S2；
S12：监测模块检测目标端口是否发送复位控制信号，当目标端口发送复位控制信号时，执行步骤S2。
根据本发明的一些实施例，所述步骤S2包括步骤：
S21：监测模块产生复位脉冲信号并传输至复位控制模块；
S22：复位控制模块根据复位脉冲信号产生与本地端口各个时钟域对应的同步复位信号；
S23：复位控制模块将同步复位信号传输至对应的时钟域，以使得本地端口复位。
根据本发明的一些实施例，在所述步骤S21中，监测模块产生复位脉冲信号并传输至复为控制模块的同时，监测模块产生复位控制信号发送至目标端口。
根据本发明的一些实施例，所述步骤S23中，同步复位信号传输至对应的时钟域时，同步复位信号持续时间大于等于四个时钟周期。
根据本发明的一些实施例，所述步骤S3包括步骤：
S31：监测模块检测端口复位信号，并且根据端口复位信号的电平高低判断本地端口复位是否完成，若本地端口复位完成则执行步骤S32，否则返回步骤S21；
S32：复位控制模块撤销同步复位信号，返回步骤S1。
根据本发明的一些实施例，在所述步骤S32中，在复位控制模块撤销同步复位信号后，保护现场持续第一预设时间令本地端口不进行复位。
根据本发明的一些实施例，在第二预设时间内，若步骤S1至步骤S3重复执行超过预设次数，则产生链路故障信息进行上报。
根据本发明的第二方面实施例的存储介质，所述存储介质储存有程序，所述程序被执行时能够实施上述的SRIO通信系统重建链路的方法。
根据本发明实施例的存储介质，至少具有如下有益效果：存储介质配合FPGA芯片、ARM芯片、STM32芯片等能够运行程序的器件使用，能够实现在SRIO通信时，若通信链路发生丢失断开情况，能够自动对通信链路的端口进行复位，以尝试重新建立通信链路，有利于提高SRIO通信过程的可靠性。
根据本发明的第三方面实施例的SRIO通信系统，包括：至少两个通信设备，所述通信设备设置有上述的存储介质，每个所述通信设备上设置有至少一个端口，两个所述通信设备能够通过所述端口建立通信链路。
根据本发明实施例的SRIO通信系统，至少具有如下有益效果：两个进行通信的通信设备上均设置有上述的储存介质，即通信设备均设置有监测模块以及复位控制模块，以使得两个通信设备上的端口进行通信时，若两个端口之间的通信链路断开，两个设备上各自的监测模块与复位控制模块配合工作，以对两个端口复位，进而尝试重新建立通信链路。以此，有利于保证整个SRIO通信系统的稳定性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明其中一种实施例的流程图；
图2为本发明其中一种实施例中存储介质内程序模块的结构框图；
图3为本发明其中一种实施例中SRIO通信系统的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
如图1所示，根据本发明实施例的SRIO通信系统重建链路的方法，包括步骤：
S1：监测模块检测本地端口的通信链路状态，当通信链路断开时执行步骤S2；
S2：复位控制模块分别产生与本地端口中各个时钟域对应的同步复位信号，同步复位信号传输至对应的时钟域以使得本地端口复位；
S3：本地端口复位后，返回步骤S1。
监测模块监测本地端口的通信链路状态，以能够在无法建立通信链路或通信链路丢失，即通信链路断开时，通过复位控制模块分别产生与各个时钟域对应的同步复位信号，同步复位信号分别传输至各个时钟域中，以确保本本地端口能够正确复位，避免端口出现复位失效或者误复位的情况，有利于提高可靠性。
参照图1，在本发明的一些实施例中，所述步骤S1包括步骤：
S11：监测模块检测链路连接信号，根据链路连接信号的电平高低判断通信链路是否断开，当通信链路断开时，执行步骤S2；
S12：监测模块检测目标端口是否发送复位控制信号，当目标端口发送复位控制信号时，执行步骤S2。
链路连接信号能够反应本地端口的通信链路状态，即链路连接信号的电平高低代表着通信链路正常或断开，例如当链路连接信号为低电平时，表示本地端口的通信链路断开，需要重新建立链接；反之，若链路连接信号为高电平时，表示本地端口的通信链路正常。因此，监测模块通过检测链路连接信号的电平高低能够获知通信链路是否断开。
当目标端口发送复位控制信号时，意味着目标端口检测到本地端口与目标端口之间的通信链路断开，目标端口通过发送复位控制信号，以通知本地端口同步进行复位操作，进而重新建立通信链路。复位控制信号的电平高低代表目标端口是否发送复位控制信号，例如当复位控制信号为低电平时，目标端口没有发送复位控制信号，目标端口亦正常建立链路；当同步信号为高电平时，即目标端口发送复位控制信号，目标端口请求同步复位操作。因此，监测模块通过检测到目标端口是否发送复位控制信号能够获知通信链路是否断开。
参照图1，在本发明的一些实施例中，所述步骤S2包括步骤：
S21：监测模块产生复位脉冲信号并传输至复位控制模块；
S22：复位控制模块根据复位脉冲信号产生与本地端口各个时钟域对应的同步复位信号；
S23：复位控制模块将同步复位信号传输至对应的时钟域，以使得本地端口复位。
当监测模块检测到通信链路断开时，监测模块产生复位脉冲信号，以告知复位控制模块产生与各个时钟域对应的同步复位信号，进而同步复位信号对应传输至各个时钟域时能够同步进行复位，确保本地端口能够正确复位。监测模块产生的复位脉冲信号优选为快时钟域下的复位脉冲信号，以方便复位控制模块产生其他时钟域下的同步复位信号。
参照图1，在本发明的一些实施例中，在所述步骤S21中，监测模块产生复位脉冲信号并传输至复为控制模块的同时，监测模块产生复位控制信号发送至目标端口。
由于通信链路重新建立时，要求通信链路两端的端口需要同步发起复位操作，以确保通信握手时的确认字符是对应的，进而能够重新建立通信链路。由于本地端口与目标端口，即通信链路的两侧端口中各自的时钟晶振存在误差，或者硬件延迟等原因，导致本地端口与目标端口检测判断通信链路断开的时刻可能存在偏差，使得本地端口与目标端口没有同步进行复位操作，进而无法重新建立通信链路。
为了本地端口与目标端口能够同步进行复位操作，本地端口的监测模块检测到通信链路断开时，监测模块在产生复位脉冲信号传输至复位控制模块的同时，监测模块亦产生复位控制信号传输至目标端口，以告知目标端口同步进行复位。相应地，本地端口的监测模块亦会检测目标端口是否发送复位控制信号，以获知目标端口是否进行复位操作。以此，能够令本地端口与目标端口同步进行复位操作，有利于提高通信链路重新建立的成功率，亦能够避免本地端口与目标端口之间产生循环复位的情况发生。
参照图1，在本发明的一些实施例中，所述步骤S23中，同步复位信号传输至对应的时钟域时，同步复位信号持续时间大于等于四个时钟周期。
同步复位信号持续大于等于四个时钟周期，以确保时钟域成功接收到同步复位信号，防止出现因为同步复位信号持续时间过短，导致时钟域未能正确识别的情况发生，有利于提高可靠性。
参照图1，在本发明的一些实施例中，所述步骤S3包括步骤：
S31：监测模块检测端口复位信号，并且根据端口复位信号的电平高低判断本地端口复位是否完成，若本地端口复位完成则执行步骤S32，否则返回步骤S21；；
S32：复位控制模块撤销同步复位信号，返回步骤S1。
端口复位信号能够反映本地端口是否完成复位，例如当监测模块检测到端口复位信号为高电平时，表示本地端口未复位，即复位未完成；当监测模块检测到端口复位信号为低电平时，表示端口复位完成。因此监测模块能够通过端口复位信号的电平高低获知本地端口复位是否完成。当本地端口复位完成后，复位控制模块撤销同步复位信号，完成复位操作。若本地端口复位不成功，则返回步骤S21，重新进行复位操作。
本地端口复位完成后，即各个时钟域的复位工作已经完成，复位控制模块将各个时钟域中的同步复位信号撤销，防止重复复位，令各个时钟域正常工作。然后监测模块重新检测链路连接信号以及复位控制信号，以获知通信链路的状态，即返回步骤S1。通过上述步骤S1至步骤S3完成一次重建链路的过程。
参照图1，在本发明的一些实施例中，在所述步骤S32中，在复位控制模块撤销同步复位信号后，保护现场持续第一预设时间令本地端口不进行复位。
本地端口完成复位后，在第一预设时间内保护现场，不进行任何操作，并保留数据缓存等待通信链路重新建立，然后重新发送缓存的数据，以此能够避免数据丢失。同时，防止本地端口复位完成后监测模块立刻进行检测，使得在第一预设时间内不进行复位操作，给予通信链路充分重新建立的时间，避免重复复位的情况发生，有利于提高可靠性。第一预设时间优选为2s(秒)。
在本发明的一些实施例中，在第二预设时间内，若步骤S1至步骤S3重复执行超过预设次数，则产生链路故障信息进行上报。
在第二预设时间内，重复执行步骤1至步骤3，即进行复位重建通信链路的操作重复超过预设次数时，意味着本地端口与目标端口之间不能通过复位操作重新建立通信链路，因此产生链路故障信息上报，以令上位设备或者其他功能模块获知本地端口与目标端口之间的通信链路故障，有利于上位设备或其他功能模块进行后续处理。
上述描述过程中的本地端口与目标端口是相对而言的，并非指示某一具体端口。
根据本发明的第二方面实施例的存储介质，所述存储介质储存有程序，所述程序被执行时能够实施上述的SRIO通信系统重建链路的方法。
存储介质配合FPGA芯片、ARM芯片、STM32芯片等能够运行程序的器件使用，能够实现在SRIO通信时，若通信链路发生丢失断开情况，能够自动对通信链路的端口进行复位，以尝试重新建立通信链路，有利于提高SRIO通信过程的可靠性。
上述的监测模块以及复位控制模块为储存介质中一段程序或功能函数模块。存储介质可以是只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)等常见的用于储存数据的器件。存储介质亦可以是FPGA芯片、ARM芯片或STM32芯片等器件中内置的存储器。
参考图2，作为一个具体的实施例，采用FPGA芯片，使用Xinlinx公司的FPGA V7系列的IP核(SRIO IP)在FPGA芯片上进行SRIO通信设计，该IP核(SRIO IP)由用户层(LogicalLayer)、中间层(Buffer)、物理层(Physical Layer)组成，用户层主要完成发起端与目标端的操作，中间层主要完成时域隔离、接受与发送缓冲、数据包重组工作，物理层主要完成链路建立、链路同步与高速数据并串转换。该部分与现有RapidIO通信协议架构相同，不再过多赘述。
在用户层设置有监测模块link_detect以及复位控制模块SRIO_rst。监测模块link_detect、复位控制模块SRIO_rst与IP核进行交互，其中交互的信号包括端口初始化信号port_initialized、链路链接信号link_initialized、物理层发送的复位控制信号phy_link_reset以及物理层接收到来自目标端口的复位控制信号phy_rcv_link_reset。
Xinlin公司的IP核(SRIOIP)支持复位操作握手，以使得通信两侧的设备同步进行复位操作。当本地端口设备的物理层(Physical Layer)接收到目标端口设备的复位控制信号后，会将该包解析并上传至用户层(Logical Layer)，并通过phy_rcvd_link_reset信号作出反应，当该phy_rcvd_link_reset信号为高电平时，表示收到了目标端口设备的复位控制信号，则需要对本地端口设备进行复位操作。
参考图1和图2，工作时，监测模块link_detect通过检测IP核(SRIO IP)输出的link_initialized信号的电平以及phy_rcv_link_reset信号的电平。进入步骤S11，监测模块link_detect判定link_initialized信号是否为低电平，若不为低电平，则表示正常建立链路，进入步骤S12，判定phy_rcv_link_reset信号是否为高电平，若不为高电平，则便是目标端口也正常建立通信链路，返回步骤S11，连续判定这两个信号，持续性监测，保证链路建立的稳健性。
参考图1，若在步骤S11中，link_initialized信号为低电平，则表示本端链路建立失败或链路链接丢失，进入步骤S21，进行复位操作，监测模块link_detect产生复位脉冲信号，之后进入步骤S22，复位脉冲信号传输至复位控制模块SRIO_rst，复位控制模块SRIO_rst产生与各个时钟域对应的同步复位信号，之后进入步骤S23，同步复位信号传输至对应的时钟域中，以令IP核(SRIO IP)内部以及用户层逻辑进行复位，即令本地端口复位，之后进入步骤S31，判定port_initialized信号是否为低电平，若为低电平，则表示本地端口复位成功，此时进入步骤S32，复位控制模块SRIO_rst撤销同步复位信号，并保护现场2s时间不进行复位操作，等待2s后返回步骤S11，重新判定link_initialized信号，完成一次完整的链路重建工作。若在步骤S12中，phy_rcv_link_reset信号为高电平，则表示目标端口链路建立失败或链路链接丢失，向本地端口发送了复位控制信号，进入步骤S21，进行复位操作，之后重复上述步骤，完成一次完整的链路重建工作。
根据本发明第三方面实施例的SRIO通信系统，包括：至少两个通信设备，所述通信设备设置有上述的存储介质，每个所述通信设备上设置有至少一个端口，两个所述通信设备能够通过所述端口建立通信链路。
两个进行通信的通信设备上均设置有上述的储存介质，即通信设备均设置有监测模块以及复位控制模块，以使得两个通信设备上的端口进行通信时，若两个端口之间的通信链路断开，两个设备上各自的监测模块与复位控制模块配合工作，以对两个端口复位，进而尝试重新建立通信链路。以此，有利于保证整个SRIO通信系统的稳定性，当其中一个或多个通信链路丢失时，不会对其他正常工作的通信链路造成影响，提高可靠性。
参考图3，作为一个具体应用的实施例，通信设备包括主控板DSP、主控板FPGA以及13个功能板，主控板DSP、主控板FPGA以及13个功能板上均设置有上述存储介质，主控板DSP与主控板FPGA之间通过端口进行SRIO通信，主控板FPGA与13个功能板通过相应端口进行SRIO通信。对于主控板FPGA而言，主要是作为14个通信链路的中间设备，负责转发、整合上行和下行的数据。
主控板DSP、主控板FPGA以及13个功能板之间形成的14个通信链路相互独立，当某一个通信链路出现断开的情况时，通信链路的两侧端口各自的监测模块以及复位控制模块能够尝试重新建立通信链路，如果能够重新建立链路，对发送失败的数据进行重试发送，若多次尝试重建通信链路失败，产生链路故障信息上报给主控板DSP，使整个SRIO通信系统能够及时做出响应。以此，有利于SRIO通信系统的数据传输稳定，当其中一个或多个通信链路丢失断开时，不会对其他正常的通信链路造成任何影响，能够保证整个控制系统的可靠性以及安全性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.SRIO通信系统重建链路的方法，其特征在于，包括步骤：
S1：监测模块检测本地端口的通信链路状态，当通信链路断开时执行步骤S2；
S2：复位控制模块分别产生与本地端口中各个时钟域对应的同步复位信号，同步复位信号传输至对应的时钟域以使得本地端口复位；
S3：本地端口复位后，返回步骤S1。
2.根据权利要求1所述的SRIO通信系统重建链路的方法，其特征在于，所述步骤S1包括步骤：
S11：监测模块检测链路连接信号，根据链路连接信号的电平高低判断通信链路是否断开，当通信链路断开时，执行步骤S2；
S12：监测模块检测目标端口是否发送复位控制信号，当目标端口发送复位控制信号时，执行步骤S2。
3.根据权利要求1所述的SRIO通信系统重建链路的方法，其特征在于，所述步骤S2包括步骤：
S21：监测模块产生复位脉冲信号并传输至复位控制模块；
S22：复位控制模块根据复位脉冲信号产生与本地端口各个时钟域对应的同步复位信号；
S23：复位控制模块将同步复位信号传输至对应的时钟域，以使得本地端口复位。
4.根据权利要求3所述的SRIO通信系统重建链路的方法，其特征在于：在所述步骤S21中，监测模块产生复位脉冲信号并传输至复为控制模块的同时，监测模块产生复位控制信号发送至目标端口。
5.根据权利要求3所述的SRIO通信系统重建链路的方法，其特征在于：所述步骤S23中，同步复位信号传输至对应的时钟域时，同步复位信号持续时间大于等于四个时钟周期。
6.根据权利要求1所述的SRIO通信系统重建链路的方法，其特征在于，所述步骤S3包括步骤：
S31：监测模块检测端口复位信号，并且根据端口复位信号的电平高低判断本地端口复位是否完成，若本地端口复位完成则执行步骤S32，否则返回步骤S21；
S32：复位控制模块撤销同步复位信号，返回步骤S1。
7.根据权利要求6所述的SRIO通信系统重建链路的方法，其特征在于：在所述步骤S32中，在复位控制模块撤销同步复位信号后，保护现场持续第一预设时间令本地端口不进行复位。
8.根据权利要求1所述的SRIO通信系统重建链路的方法，其特征在于：在第二预设时间内，若步骤S1至步骤S3重复执行超过预设次数，则产生链路故障信息进行上报。
9.存储介质，其特征在于：所述存储介质储存有程序，所述程序被执行时能够实施如权利要求1至8任一权利要求所述的SRIO通信系统重建链路的方法。
10.SRIO通信系统，其特征在于，包括：至少两个通信设备，所述通信设备设置有如权利要求9所述的存储介质，每个所述通信设备上设置有至少一个端口，两个所述通信设备能够通过所述端口建立通信链路。
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