CN113259273B - 交换机的控制方法、交换机、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种交换机的控制方法、交换机、计算机设备和存储介质。交换机与控制终端通信连接，该方法包括：在控制终端对交换机的控制响应数据接收失败时，交换机中的数据选择器接收控制终端通过交换机的备用端口发送的控制命令帧；数据选择器将控制命令帧发送至交换机中的备用处理器；备用处理器对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制。采用本方法能够提高交换机的控制可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及交换机技术领域，特别是涉及一种交换机的控制方法、交换机、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着无人驾驶技术的发展，出现了车载以太网技术。在车载以太网技术中，交换机中的中央处理器通过一条通信链路与控制终端建立连接，以实现控制终端对于交换机的控制和访问。但是，采用该方式，一旦控制终端无法接收到交换机的中央处理器发出的控制响应数据，那么控制终端便无法对交换机进行控制。
传统技术中，通常是对交换机中的中央处理器与控制终端之间唯一的通信链路进行故障检测（例如检测通信链路所属端口，检测中央处理器等等），进而确定故障原因，并针对故障原因进行修复，以便尽快恢复控制终端对于交换机的控制。
但是，采用传统技术，故障修复效率较低，导致控制终端无法快速实现对于交换机的控制，交换机的控制可靠性较低。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高交换机控制可靠性的交换机的控制方法、交换机、计算机设备和存储介质。
一种交换机的控制方法，所述交换机与控制终端通信连接，所述方法包括：
所述数据选择器接收控制终端与所述交换机的通信出现故障时，所述控制终端通过所述备用端口发送的控制命令帧；
所述数据选择器将所述控制命令帧发送至所述交换机中的备用处理器；
所述备用处理器对所述控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据所述命令类型对所述命令目的地址对应的所述交换机中的控制对象进行控制。
所述交换机，可以有各种接口类型，可以为光纤接口，数据速率为1-10Gbps；可以为RJ45接口，数据速率为10/100/1000Mbps；可以为100/1000Base-T1接口，数据速率为100/1000Mbps。该交换机可用于车载网络、工业控制网络、移动前传网络等网络中。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
若所述数据选择器接收到数据转发帧，则所述数据选择器将所述数据转发帧发送至所述交换机中的中央处理器，以指示所述中央处理器对所述数据转发帧进行解析，确定转发目的地址，并将所述数据转发帧转发至所述转发目的地址对应的所述交换机中的端口。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
所述备用处理器接收所述控制对象返回的控制响应数据，根据所述控制响应数据、响应类型和响应目的地址生成控制响应帧，并将所述控制响应帧发送至所述数据选择器；
所述数据选择器将所述控制响应帧通过所述备用端口发送至所述控制终端。
在其中一个实施例中，所述控制命令帧包括读命令帧；
所述备用处理器对所述控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据所述命令类型对所述命令目的地址对应的所述交换机中的控制对象进行控制，包括：
所述备用处理器对所述读命令帧进行解析，确定读命令类型、读命令目的地址和读寄存器地址空间，其中，所述读寄存器地址空间中存储有所述交换机中的控制对象的运行状态；
所述备用处理器根据所述读命令类型，从所述读命令目的地址对应的控制对象中的读寄存器地址空间中读取所述运行状态，其中，所述控制对象位于所述交换机中。
在其中一个实施例中，所述控制响应帧包括读响应帧；
所述备用处理器接收所述控制对象返回的控制响应数据，根据所述控制响应数据、响应类型和响应目的地址生成控制响应帧，并将所述控制响应帧发送至所述数据选择器，包括：
所述备用处理器接收所述控制对象返回的所述运行状态，根据所述运行状态、读响应类型、读响应目的地址以及所述读寄存器地址空间生成所述读响应帧，并将所述读响应帧发送至所述数据选择器；
所述数据选择器将所述控制响应帧通过所述备用端口发送至所述控制终端，包括：
所述数据选择器将所述读响应帧通过所述备用端口发送至所述控制终端。
在其中一个实施例中，所述控制命令帧包括写命令帧；
所述备用处理器对所述控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据所述命令类型对所述命令目的地址对应的所述交换机中的控制对象进行控制，包括：
所述备用处理器对所述写命令帧进行解析，确定写命令类型、写命令目的地址、写寄存器地址空间和待写入数据；
所述备用处理器根据所述写命令类型，将所述待写入数据写入所述写命令目的地址对应的控制对象中的所述写寄存器地址空间中，其中，所述控制对象位于所述交换机中。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
所述数据选择器接收到输入数据帧，对所述输入数据帧进行解析，得到所述输入数据帧中的网络类型和目的地址；
若所述网络类型为预设的第一以太网类型，则所述数据选择器确定所述输入数据帧为所述控制终端通过所述交换机的备用端口发送的控制命令帧；
若所述网络类型为预设的第二以太网类型或所述目的地址为预设的目的地址，则所述数据选择器确定所述输入数据帧为所述数据转发帧。
一种交换机，包括数据选择器、备用处理器和备用端口，其中，
所述数据选择器，用于接收控制终端与所述交换机的通信出现故障时，所述控制终端通过所述备用端口发送的控制命令帧，并将所述控制命令帧发送至所述备用处理器；
所述备用处理器，用于对所述控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据所述命令类型对所述命令目的地址对应的所述交换机中的控制对象进行控制。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
所述数据选择器接收控制终端与所述交换机的通信出现故障时，所述控制终端通过所述备用端口发送的控制命令帧；
所述数据选择器将所述控制命令帧发送至所述交换机中的备用处理器；
所述备用处理器对所述控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据所述命令类型对所述命令目的地址对应的所述交换机中的控制对象进行控制。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
所述数据选择器接收控制终端与所述交换机的通信出现故障时，所述控制终端通过所述备用端口发送的控制命令帧；
所述数据选择器将所述控制命令帧发送至所述交换机中的备用处理器；
所述备用处理器对所述控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据所述命令类型对所述命令目的地址对应的所述交换机中的控制对象进行控制。
上述交换机的控制方法、交换机、计算机设备和存储介质，通过在交换机中增设数据选择器和备用处理器，使得在控制终端对交换机的控制响应数据接收失败时，交换机中的数据选择器可接收控制终端通过交换机的备用端口发送的控制命令帧，然后数据选择器将控制命令帧发送至交换机中的备用处理器，之后备用处理器对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制。如此可无需对交换机中的中央处理器与控制终端之间唯一的通信链路进行故障检测及修复，而是通过数据选择器选择出控制命令帧并通过备用处理器处理控制命令帧的方式来快速实现对于交换机的重新控制，有利于提高交换机的控制可靠性。
附图说明
图1为一个实施例中交换机的控制方法的应用环境图；
图2为一个实施例中交换机的控制方法的流程示意图；
图3为一个实施例中写命令帧、读命令帧、写响应帧和读响应帧的帧格式的示意图；
图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的交换机的控制方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，正常情况下，交换机10的中央处理器106通过唯一通信端口109（通常为以太网端口）与控制终端12通信连接，中央处理器106可通过AXI Lite总线对所有交换机（包括中央处理器106所在交换机和外部交换机）中的内部功能模块进行控制和管理。在该唯一通信端口109所在的通信链路无法向控制终端12返回交换机10的控制响应数据时，将控制终端12与交换机10的备用端口108建立通信连接，这样，控制终端12可通过交换机10的备用端口108向交换机10发送的控制命令帧。在交换机10中，控制命令帧通过备用端口108传输至数据选择器102中，然后数据选择器102将控制命令帧发送至交换机10中的备用处理器104，备用处理器104对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机10中的控制对象（例如通用输入输出（General Purpose I/O,GPIO）模块）进行控制。在一个具体的实施例中，交换机包含上述的中央处理器106、数据交换模块、数据选择器102、备用处理器104和各种备用端口类型的组合。可用于车载网络、工业控制网络、移动前传网络等网络中。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种交换机的控制方法，交换机与控制终端通信连接。交换机包括数据选择器、备用处理器和备用端口。其中，备用端口，用于进行普通数据收发端口，可以为光纤接口，数据速率为1-10Gbps；可以为RJ45接口，数据速率为10/100/1000Mbps；可以为100/1000Base-T1接口，数据速率为100/1000Mbps。可选地，交换机为基于时间敏感型网络（Time Sensitive Network,TSN）的交换机。该方法包括以下步骤：
步骤S202，数据选择器接收控制终端与交换机的通信出现故障时，控制终端通过备用端口发送的控制命令帧。
其中，控制终端用于对交换机进行控制和管理，例如控制终端监测交换机中的内部功能模块的运行状态，或者控制终端向交换机写入配置文件以实现更新及升级。控制命令帧为一种数据帧。
具体地，控制终端通过与交换机中的中央处理器连接的通信链路，向交换机发送控制请求后，在预设时间内未接收到交换机通过该通信链路返回的控制响应数据时，控制终端确定与交换机的通信出现故障。此时，通信故障的原因可能是：中央处理器出现故障，通信链路出现故障或通信链路所属端口出现故障。对此，控制终端调整数据传输通路，通过交换机的备用端口向交换机发送控制命令帧。交换机中的数据交换（Switch）模块首先通过备用端口接收到该控制命令帧，之后数据交换模块将该控制命令帧发送至数据选择器。
步骤S204，数据选择器将控制命令帧发送至交换机中的备用处理器。
其中，备用处理器为交换机中新增的处理器，其不同于交换机中的中央处理器。
具体地，数据选择器将控制命令帧发送至交换机中的备用处理器。
步骤S206，备用处理器对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制。
其中，命令类型用于指示命令的功能。命令目的地址用于指示命令所针对的对象。
具体地，备用处理器对控制命令帧进行解析，确定控制命令帧中命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制。控制对象即交换机中的内部功能模块。例如通用输入输出（General Purpose I/O ,GPIO）模块、集成电路总线（Inter-Integrated Circuit ,IIC）模块、控制器局域网（Controller AreaNetwork , CAN）/局域互联网络（Local Interconnect networks ,LIN）或数据交换模块。可选地，备用处理器与通用输入输出模块、集成电路总线模块、控制器局域网/局域互联网络或数据交换模块的接口为标准的AXI Lite接口，如此备用处理器可通过AXI Lite总线对这些内部功能模块进行控制。
上述交换机的控制方法中，通过在交换机中增设数据选择器和备用处理器，使得在控制终端对交换机的控制响应数据接收失败时，交换机中的数据选择器可接收控制终端通过交换机的备用端口发送的控制命令帧，然后数据选择器将控制命令帧发送至交换机中的备用处理器，之后备用处理器对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制。如此可无需对交换机中的中央处理器与控制终端之间唯一的通信链路进行故障检测及修复，而是通过数据选择器选择出控制命令帧并通过备用处理器处理控制命令帧的方式来快速实现对于交换机的重新控制，有利于提高交换机的控制可靠性。
在一个实施例中，该方法还包括以下步骤：
步骤S212，若数据选择器接收到数据转发帧，则数据选择器将数据转发帧发送至交换机中的中央处理器，以指示中央处理器对数据转发帧进行解析，确定转发目的地址，并将数据转发帧转发至转发目的地址对应的交换机中的端口。
其中，数据转发帧用于在交换机中完成数据转发功能。
具体地，若数据选择器接收到其他端口发送的数据转发帧，则数据选择器将数据转发帧发送至交换机中的中央处理器。中央处理器对数据转发帧进行解析，确定转发目的地址，并将数据转发帧转发至转发目的地址对应的交换机中的端口。
本实施例中，数据选择器可将数据转发帧发送至中央处理器进行数据转发，以提高交换机中数据转发的控制可靠性。
在一个实施例中，该方法还包括以下步骤：
步骤S222，数据选择器接收到输入数据帧，对输入数据帧进行解析，得到输入数据帧中的网络类型和目的地址；
步骤S224，若网络类型为预设的第一以太网类型，则数据选择器确定输入数据帧为控制终端通过交换机的备用端口发送的控制命令帧；
步骤S226，若网络类型为预设的第二以太网类型或目的地址为预设的目的地址，则数据选择器确定输入数据帧为数据转发帧。
具体地，交换机中的数据交换模块首先接收到输入至交换机中的输入数据帧，该输入数据帧包括通过备用端口接收的控制终端发送的控制命令帧，还包括其他端口发送的数据转发帧和普通数据帧。对此，数据交换模块通过分析帧结构，若为控制命令帧和数据转发帧，则将该控制命令帧和数据转发帧发送至数据选择器。若为普通数据帧，则通过数据交换模块的其他端口转发出去。可选地，数据交换模块与数据选择器的接口为标准的AXIStream接口。数据选择器接收到输入数据帧，对输入数据帧进行解析，得到输入数据帧中的网络类型和目的地址。然后，数据选择器将网络类型或目的地址与预设的第一以太网类型、预设的第二以太网类型或预设的目的地址进行匹配，若网络类型与预设的第一以太网类型匹配成功，则数据选择器确定输入数据帧为控制终端通过交换机的备用端口发送的控制命令帧；若网络类型与预设的第二以太网类型匹配成功，或者目的地址与预设的目的地址匹配成功，则数据选择器确定输入数据帧为其他端口发送的数据转发帧。
本实施例中，数据选择器通过对控制命令帧和数据转发帧的识别，保证对交换机控制的准确性。
在一个实施例中，该方法还包括以下步骤：
步骤S232，备用处理器接收控制对象返回的控制响应数据，根据控制响应数据、响应类型和响应目的地址生成控制响应帧，并将控制响应帧发送至数据选择器；
步骤S234，数据选择器将控制响应帧通过备用端口发送至控制终端。
其中，响应类型用于指示响应的功能。响应目的地址用于指示响应所针对的对象。控制响应帧为一种数据帧。
具体地，备用处理器接收控制对象响应于控制命令帧返回的控制响应数据，根据控制响应数据、响应类型和响应目的地址生成控制响应帧，并将控制响应帧发送至数据选择器。数据选择器将控制响应帧通过备用端口发送至控制终端。
本实施例中，采用控制响应帧来实现将控制响应数据返回至控制终端，提高了交换机的控制可靠性。
在一个实施例中，控制命令帧包括读命令帧。基于此，在一个实施例中，涉及上述步骤S206“备用处理器对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制”的一种可能的实现方式。在上述实施例的基础上，步骤S206具体可以通过以下步骤实现：
步骤S2062，备用处理器对读命令帧进行解析，确定读命令类型、读命令目的地址和读寄存器地址空间；
步骤S2064，备用处理器根据读命令类型，从读命令目的地址对应的控制对象中的读寄存器地址空间中读取运行状态。
其中，读命令帧中包括读命令类型、读命令目的地址和读寄存器地址空间。读命令类型用于指示读取数据的功能。读命令目的地址用于指示读命令所针对的对象。读寄存器地址空间中存储有交换机中的控制对象的运行状态。控制对象位于交换机中。
具体地，备用处理器对读命令帧进行解析，确定读命令帧中的读命令类型、读命令目的地址和读寄存器地址空间。然后，备用处理器根据读命令类型，从读命令目的地址对应的控制对象中的读寄存器地址空间中读取运行状态。
本实施例中，采用读命令帧来实现对于交换机中控制对象的运行状态的读取，提高了交换机读数据的控制可靠性。
在一个实施例中，控制响应帧包括读响应帧。基于此，在一个实施例中，涉及上述步骤S232“备用处理器接收控制对象返回的控制响应数据，根据控制响应数据、响应类型和响应目的地址生成控制响应帧，并将控制响应帧发送至数据选择器”的一种可能的实现方式。在上述实施例的基础上，步骤S232具体可以通过以下步骤实现：
步骤S2322，备用处理器接收控制对象返回的运行状态，根据运行状态、读响应类型、读响应目的地址以及读寄存器地址空间生成读响应帧，并将读响应帧发送至数据选择器；
进一步地，在一个实施例中，涉及上述步骤S234“数据选择器将控制响应帧通过备用端口发送至控制终端”的一种可能的实现方式。在上述实施例的基础上，步骤S234具体可以通过以下步骤实现：
步骤S2342，数据选择器将读响应帧通过备用端口发送至控制终端。
具体地，数据选择器将读响应帧通过备用端口发送至控制终端，如此，控制终端便可在中央处理器出现故障，通信链路出现故障或通信链路所属端口出现故障时，及时监测到交换机中的内部功能模块的运行状态。
更具体地，在一个实施例中，在控制终端读取交换机中的内部功能模块的运行状态的过程中，备用处理器的从（Slave）端挂在AXI Lite总线上，且备用处理器的主（Master）端也是挂在AXI Lite总线上。因此备用处理器内部的主端可以通过AXI Lite总线控制访问交换机中的内部功能模块的运行状态。当备用处理器获得相应的状态信息后，将获得的状态信息组成读响应帧并返回给备用端口。
在一个实施例中，控制命令帧包括写命令帧。基于此，在一个实施例中，涉及上述步骤S206“备用处理器对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制”的一种可能的实现方式。在上述实施例的基础上，步骤S206具体可以通过以下步骤实现：
步骤S206a，备用处理器对写命令帧进行解析，确定写命令类型、写命令目的地址、写寄存器地址空间和待写入数据；
步骤S206b，备用处理器根据写命令类型，将待写入数据写入写命令目的地址对应的控制对象中的写寄存器地址空间中。
其中，写命令帧中包括写命令类型、写命令目的地址、写寄存器地址空间和待写入数据。写命令类型用于指示写入数据的功能。写命令目的地址用于指示写命令所针对的对象。写寄存器地址空间用于指示待写入数据的位置。控制对象位于交换机中。
具体地，备用处理器对写命令帧进行解析，确定写命令帧中的写命令类型、写命令目的地址、写寄存器地址空间和待写入数据。可选地，待写入数据可以是交换机中的内部功能模块的功能配置文件。然后，备用处理器根据写命令类型，将待写入数据写入写命令目的地址对应的控制对象中的写寄存器地址空间中。
本实施例中，采用写命令帧来实现对于交换机中控制对象的功能配置，提高了交换机写数据的控制可靠性。
在一个实施例中，控制命令帧和控制响应帧的大小符合以太网帧的长度要求，不能小于64字节且不大于1518字节。控制命令帧包括写命令帧和读命令帧，控制响应帧包括写响应帧和读响应帧。其中，如图3所示，
写命令帧的格式：第0到第5字节为目的MAC地址，第6到第11字节为源MAC地址，第12到第13字节为以太网类型，该字段为0x0603，第14字节为写命令类型（写标志），第15到第18字节为写寄存器地址空间（高位在前，低位在后，一共32bit），第19字节为填充字节，第20到27字节为写命令帧的数据字段，后续负载（Payload）字段为填充字段，最后4字节为循环冗余校验（CRC）字段。
读命令帧的格式：第0到第5字节为目的MAC地址，第6到第11字节为源MAC地址，第12到第13字节为以太网类型，该字段为0x0603，第14字节为读命令类型（读标志），第15到第18字节为读寄存器地址空间（高位在前，低位在后，一共32bit），后续负载（Payload）字段为填充字段，最后4字节为循环冗余校验（CRC）字段。
写响应帧的格式：第0到第5字节为目的MAC地址，第6到第11字节为源MAC地址，第12到第13字节为以太网类型，该字段为0x0603，第14到第28字节为写响应类型（写响应标志，即> OK! WR），第25到32字节为数据字段，第33到36字节为固定字段（ at ），第37到40字节为写寄存器地址空间，第41到第43字节为固定字段（>），后续负载（Payload）字段为填充字段，最后4字节为循环冗余校验（CRC）字段。
读响应帧的格式：第0到第5字节为目的MAC地址，第6到第11字节为源MAC地址，第12到第13字节为以太网类型，该字段为0x0603，第14到第28字节为读响应类型（读响应标志，即> OK! RD ），第25到32字节为数据字段，第33到36字节为固定字段（ at ），第37到40字节为读寄存器地址空间，第41到第43字节为固定字段（>），后续负载（Payload）字段为填充字段，最后4字节为循环冗余校验（CRC）字段。
应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，提供了一种交换机，包括数据选择器、备用处理器和备用端口，其中，
数据选择器，用于接收控制终端与交换机的通信出现故障时，控制终端通过备用端口发送的控制命令帧，并将控制命令帧发送至备用处理器；
备用处理器，用于对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制。
上述交换机中，通过增设数据选择器和备用处理器，使得在控制终端对交换机的控制响应数据接收失败时，交换机中的数据选择器可接收控制终端通过交换机的备用端口发送的控制命令帧，然后数据选择器将控制命令帧发送至交换机中的备用处理器，之后备用处理器对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制。如此可无需对交换机中的中央处理器与控制终端之间唯一的通信链路进行故障检测及修复，而是通过数据选择器选择出控制命令帧并通过备用处理器处理控制命令帧的方式来快速实现对于交换机的重新控制，有利于提高交换机的控制可靠性。
在一个实施例中，若数据选择器接收到数据转发帧，则数据选择器将数据转发帧发送至交换机中的中央处理器，以指示中央处理器对数据转发帧进行解析，确定转发目的地址，并将数据转发帧转发至转发目的地址对应的交换机中的端口。
在一个实施例中，备用处理器接收控制对象返回的控制响应数据，根据控制响应数据、响应类型和响应目的地址生成控制响应帧，并将控制响应帧发送至数据选择器；数据选择器将控制响应帧通过备用端口发送至控制终端。
在一个实施例中，备用处理器对读命令帧进行解析，确定读命令类型、读命令目的地址和读寄存器地址空间，其中，读寄存器地址空间中存储有交换机中的控制对象的运行状态；备用处理器根据读命令类型，从读命令目的地址对应的控制对象中的读寄存器地址空间中读取运行状态，其中，控制对象位于交换机中。
在一个实施例中，控制响应帧包括读响应帧；备用处理器接收控制对象返回的运行状态，根据运行状态、读响应类型、读响应目的地址以及读寄存器地址空间生成读响应帧，并将读响应帧发送至数据选择器；数据选择器将读响应帧通过备用端口发送至控制终端。
在一个实施例中，备用处理器对写命令帧进行解析，确定写命令类型、写命令目的地址、写寄存器地址空间和待写入数据；备用处理器根据写命令类型，将待写入数据写入写命令目的地址对应的控制对象中的写寄存器地址空间中，其中，控制对象位于交换机中。
在一个实施例中，数据选择器接收到输入数据帧，对输入数据帧进行解析，得到输入数据帧中的网络类型和目的地址；若网络类型为预设的第一以太网类型，则数据选择器确定输入数据帧为控制终端通过交换机的备用端口发送的控制命令帧；若网络类型为预设的第二以太网类型或目的地址为预设的目的地址，则数据选择器确定输入数据帧为数据转发帧。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种交换机的控制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
数据选择器接收控制终端与交换机的通信出现故障时，控制终端通过备用端口发送的控制命令帧；
数据选择器将控制命令帧发送至交换机中的备用处理器；
备用处理器对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制。
上述计算机设备中，通过在交换机中增设数据选择器和备用处理器，使得在控制终端对交换机的控制响应数据接收失败时，交换机中的数据选择器可接收控制终端通过交换机的备用端口发送的控制命令帧，然后数据选择器将控制命令帧发送至交换机中的备用处理器，之后备用处理器对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制。如此可无需对交换机中的中央处理器与控制终端之间唯一的通信链路进行故障检测及修复，而是通过数据选择器选择出控制命令帧并通过备用处理器处理控制命令帧的方式来快速实现对于交换机的重新控制，有利于提高交换机的控制可靠性。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
若数据选择器接收到数据转发帧，则数据选择器将数据转发帧发送至交换机中的中央处理器，以指示中央处理器对数据转发帧进行解析，确定转发目的地址，并将数据转发帧转发至转发目的地址对应的交换机中的端口。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
备用处理器接收控制对象返回的控制响应数据，根据控制响应数据、响应类型和响应目的地址生成控制响应帧，并将控制响应帧发送至数据选择器；数据选择器将控制响应帧通过备用端口发送至控制终端。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
备用处理器对读命令帧进行解析，确定读命令类型、读命令目的地址和读寄存器地址空间，其中，读寄存器地址空间中存储有交换机中的控制对象的运行状态；备用处理器根据读命令类型，从读命令目的地址对应的控制对象中的读寄存器地址空间中读取运行状态，其中，控制对象位于交换机中。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
备用处理器接收控制对象返回的运行状态，根据运行状态、读响应类型、读响应目的地址以及读寄存器地址空间生成读响应帧，并将读响应帧发送至数据选择器；数据选择器将读响应帧通过备用端口发送至控制终端。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
备用处理器对写命令帧进行解析，确定写命令类型、写命令目的地址、写寄存器地址空间和待写入数据；备用处理器根据写命令类型，将待写入数据写入写命令目的地址对应的控制对象中的写寄存器地址空间中，其中，控制对象位于交换机中。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
数据选择器接收到输入数据帧，对输入数据帧进行解析，得到输入数据帧中的网络类型和目的地址；若网络类型为预设的第一以太网类型，则数据选择器确定输入数据帧为控制终端通过交换机的备用端口发送的控制命令帧；若网络类型为预设的第二以太网类型或目的地址为预设的目的地址，则数据选择器确定输入数据帧为数据转发帧。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
数据选择器接收控制终端与交换机的通信出现故障时，控制终端通过备用端口发送的控制命令帧；
数据选择器将控制命令帧发送至交换机中的备用处理器；
备用处理器对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制。
上述计算机可读存储介质中，通过在交换机中增设数据选择器和备用处理器，使得在控制终端对交换机的控制响应数据接收失败时，交换机中的数据选择器可接收控制终端通过交换机的备用端口发送的控制命令帧，然后数据选择器将控制命令帧发送至交换机中的备用处理器，之后备用处理器对控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据命令类型对命令目的地址对应的交换机中的控制对象进行控制。如此可无需对交换机中的中央处理器与控制终端之间唯一的通信链路进行故障检测及修复，而是通过数据选择器选择出控制命令帧并通过备用处理器处理控制命令帧的方式来快速实现对于交换机的重新控制，有利于提高交换机的控制可靠性。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
若数据选择器接收到数据转发帧，则数据选择器将数据转发帧发送至交换机中的中央处理器，以指示中央处理器对数据转发帧进行解析，确定转发目的地址，并将数据转发帧转发至转发目的地址对应的交换机中的端口。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
备用处理器接收控制对象返回的控制响应数据，根据控制响应数据、响应类型和响应目的地址生成控制响应帧，并将控制响应帧发送至数据选择器；数据选择器将控制响应帧通过备用端口发送至控制终端。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
备用处理器对读命令帧进行解析，确定读命令类型、读命令目的地址和读寄存器地址空间，其中，读寄存器地址空间中存储有交换机中的控制对象的运行状态；备用处理器根据读命令类型，从读命令目的地址对应的控制对象中的读寄存器地址空间中读取运行状态，其中，控制对象位于交换机中。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
备用处理器接收控制对象返回的运行状态，根据运行状态、读响应类型、读响应目的地址以及读寄存器地址空间生成读响应帧，并将读响应帧发送至数据选择器；数据选择器将读响应帧通过备用端口发送至控制终端。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
备用处理器对写命令帧进行解析，确定写命令类型、写命令目的地址、写寄存器地址空间和待写入数据；备用处理器根据写命令类型，将待写入数据写入写命令目的地址对应的控制对象中的写寄存器地址空间中，其中，控制对象位于交换机中。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
数据选择器接收到输入数据帧，对输入数据帧进行解析，得到输入数据帧中的网络类型和目的地址；若网络类型为预设的第一以太网类型，则数据选择器确定输入数据帧为控制终端通过交换机的备用端口发送的控制命令帧；若网络类型为预设的第二以太网类型或目的地址为预设的目的地址，则数据选择器确定输入数据帧为数据转发帧。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）等。
以上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。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种交换机的控制方法，其特征在于，所述交换机包括数据交换模块、数据选择器、备用处理器和备用端口，所述方法包括：
所述数据选择器接收控制终端与所述交换机的通信出现故障时，所述控制终端通过所述备用端口经由数据交换模块发送的控制命令帧，其中，所述控制命令帧为数据帧；
所述数据选择器将所述控制命令帧发送至所述交换机中的备用处理器；
所述备用处理器对所述控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据所述命令类型对所述命令目的地址对应的所述交换机中的控制对象进行控制；
其中，所述控制命令帧的识别方式包括：
所述数据交换模块接收到输入数据帧，对所述输入数据帧的帧结构进行分析，确定输入数据帧的帧类型，其中，所述帧类型包括控制命令帧、数据转发帧和普通数据帧；
若所述输入数据帧的帧类型为控制命令帧和数据转发帧，则所述数据交换模块将所述输入数据帧发送至所述数据选择器；
若所述输入数据帧的帧类型为普通数据帧，则所述数据交换模块通过其他端口转发出所述普通数据帧；
所述数据选择器接收到所述输入数据帧，对所述输入数据帧进行解析，得到所述输入数据帧中的网络类型和目的地址；
若所述网络类型为预设的第一以太网类型，则所述数据选择器确定所述输入数据帧为所述控制终端通过所述交换机的备用端口发送的控制命令帧；
若所述网络类型为预设的第二以太网类型或所述目的地址为预设的目的地址，则所述数据选择器确定所述输入数据帧为通过所述交换机的其他端口发送的数据转发帧；
所述方法还包括：
若所述数据选择器接收到数据转发帧，则所述数据选择器将所述数据转发帧发送至所述交换机中的中央处理器，以指示所述中央处理器对所述数据转发帧进行解析，确定转发目的地址，并将所述数据转发帧转发至所述转发目的地址对应的所述交换机中的端口。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，备用端口包括光纤接口、RJ45接口或100/1000Base-T1接口。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述备用处理器接收所述控制对象返回的控制响应数据，根据所述控制响应数据、响应类型和响应目的地址生成控制响应帧，并将所述控制响应帧发送至所述数据选择器；
所述数据选择器将所述控制响应帧通过所述备用端口发送至所述控制终端。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制命令帧包括读命令帧；
所述备用处理器对所述控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据所述命令类型对所述命令目的地址对应的所述交换机中的控制对象进行控制，包括：
所述备用处理器对所述读命令帧进行解析，确定读命令类型、读命令目的地址和读寄存器地址空间，其中，所述读寄存器地址空间中存储有所述交换机中的控制对象的运行状态；
所述备用处理器根据所述读命令类型，从所述读命令目的地址对应的控制对象中的读寄存器地址空间中读取所述运行状态，其中，所述控制对象位于所述交换机中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制响应帧包括读响应帧；
所述备用处理器接收所述控制对象返回的控制响应数据，根据所述控制响应数据、响应类型和响应目的地址生成控制响应帧，并将所述控制响应帧发送至所述数据选择器，包括：
所述备用处理器接收所述控制对象返回的所述运行状态，根据所述运行状态、读响应类型、读响应目的地址以及所述读寄存器地址空间生成所述读响应帧，并将所述读响应帧发送至所述数据选择器；
所述数据选择器将所述控制响应帧通过所述备用端口发送至所述控制终端，包括：
所述数据选择器将所述读响应帧通过所述备用端口发送至所述控制终端。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制命令帧包括写命令帧；
所述备用处理器对所述控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据所述命令类型对所述命令目的地址对应的所述交换机中的控制对象进行控制，包括：
所述备用处理器对所述写命令帧进行解析，确定写命令类型、写命令目的地址、写寄存器地址空间和待写入数据；
所述备用处理器根据所述写命令类型，将所述待写入数据写入所述写命令目的地址对应的控制对象中的所述写寄存器地址空间中，其中，所述控制对象位于所述交换机中。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，数据交换模块与数据选择器的接口为标准的AXI Stream接口。
8.一种交换机，其特征在于，包括数据交换模块、数据选择器、备用处理器和备用端口，其中，
所述数据选择器，用于接收控制终端与所述交换机的通信出现故障时，所述控制终端通过所述备用端口经由数据交换模块发送的控制命令帧，并将所述控制命令帧发送至所述备用处理器，其中，所述控制命令帧为数据帧；
所述备用处理器，用于对所述控制命令帧进行解析，确定命令类型和命令目的地址，并根据所述命令类型对所述命令目的地址对应的所述交换机中的控制对象进行控制；
所述数据交换模块接收到输入数据帧，对所述输入数据帧的帧结构进行分析，确定输入数据帧的帧类型，其中，所述帧类型包括控制命令帧、数据转发帧和普通数据帧；
若所述输入数据帧的帧类型为控制命令帧和数据转发帧，则所述数据交换模块将所述输入数据帧发送至所述数据选择器；
若所述输入数据帧的帧类型为普通数据帧，则所述数据交换模块通过其他端口转发出所述普通数据帧；
所述数据选择器，还用于接收到所述输入数据帧，对所述输入数据帧进行解析，得到所述输入数据帧中的网络类型和目的地址；若所述网络类型为预设的第一以太网类型，则确定所述输入数据帧为所述控制终端通过所述交换机的备用端口发送的控制命令帧；若所述网络类型为预设的第二以太网类型或所述目的地址为预设的目的地址，则所述数据选择器确定所述输入数据帧为通过所述交换机的其他端口发送的所述数据转发帧；
若所述数据选择器接收到数据转发帧，则所述数据选择器将所述数据转发帧发送至所述交换机中的中央处理器，以指示所述中央处理器对所述数据转发帧进行解析，确定转发目的地址，并将所述数据转发帧转发至所述转发目的地址对应的所述交换机中的端口。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法的步骤。
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