CN114116574A - 一种数据传输的方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据传输的方法、装置、电子设备及存储介质。应用于计算机设备管理器，该方法包括：将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，所述主控可编程器件用于通过机箱通信协议将所述通信数据发送给业务卡，以及获取所述业务卡对所述通信数据的响应信息；通过所述数据帧通信方式读取所述主控可编程器件，得到所述业务卡对所述通信数据的响应信息。通过采用上述方案，能够以极少的背板总线占用，实现安全的背板数据通信功能。
Description
技术领域
本发明实施例涉及网络通信领域技术，尤其涉及一种数据传输的方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
随着网络流量的急剧增长，传统的交换机、路由器及分流器等设备已经逐渐由单体设备向插卡式机框设备演进，以适应超大容量的接入需求并完成系统内部数据转发。在插卡式机框设备中，各个板卡之间需要进行数据交互，主要体现在控制面和数据面上。
随着插卡式设备槽位数量的增加，对背板总线提出了很大的挑战，目前传统背板需要将各个板卡之间的高速控制总线及电源等总线进行连接，交叉点多、连接复杂，以16槽机箱为例，如果一个板卡需要占用4根信号线，则整个背板就需要64根信号线，这对主控卡连接器以及背板都是极大的挑战。
发明内容
本发明提供一种数据传输的方法、装置、电子设备及存储介质，能够以极少的背板总线占用，实现安全的背板数据通信功能。
第一方面，本发明实施例提供了一种数据传输的方法，应用于计算机设备管理器，该方法包括：
将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，所述主控可编程器件用于通过机箱通信协议将所述通信数据发送给业务卡，以及获取所述业务卡对所述通信数据的响应信息；
通过所述数据帧通信方式读取所述主控可编程器件，得到所述业务卡对所述通信数据的响应信息。
可选的，所述响应信息包括所述业务卡写入所述通信数据的写入结果，或者根据所述通信数据读取所述业务卡的读取结果。
可选的，所述写入结果至少包括业务卡断电结果以及业务卡复位结果之一，所述读取结果至少包括业务卡类型读取结果、业务卡状态读取结果以及业务卡温度信息读取结果之一。
可选的，所述将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，包括：
将原始数据解码后，提取数据载荷信息，得到数据帧；
将符合有效条件的数据帧存储至所述主控可编程器件的寄存器中。
可选的，所述有效条件，包括：判断是否连续的数据组成帧、帧头是否有效、帧头序列号是否有效、数据源和目的判断以及CRC循环冗余校验。
第二方面，本发明实施例还提供了一种数据传输的装置，配置于计算机设备管理器，所述装置包括：
通信数据发送模块，用于将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，所述主控可编程器件用于通过机箱通信协议将所述通信数据发送给业务卡，以及获取所述业务卡对所述通信数据的响应信息；
响应信息读取模块，用于通过所述数据帧通信方式读取所述主控可编程器件，得到所述业务卡对所述通信数据的响应信息。
可选的，所述响应信息包括所述业务卡写入所述通信数据的写入结果，或者根据所述通信数据读取所述业务卡的读取结果。
可选的，所述通信数据发送模块，用于：
将原始数据解码后，提取数据载荷信息，得到数据帧；
将符合有效条件的数据帧存储至所述主控可编程器件的寄存器中。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的物体聚集方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的物体聚集方法。
本发明实施例通过一种数据传输的方法、装置、电子设备及存储介质，通过将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，所述主控可编程器件用于通过机箱通信协议将所述通信数据发送给业务卡，以及获取所述业务卡对所述通信数据的响应信息；通过所述数据帧通信方式读取所述主控可编程器件，得到所述业务卡对所述通信数据的响应信息。通过采用上述方案，能够以极少的背板总线占用，实现安全的背板数据通信功能。
附图说明
图1是本申请实施例一提供的数据传输的方法的流程图；
图2是本申请实施例一提供的一种机箱背板互联架构示意图；
图3是本申请实施例一提供的一种机箱背板中的VTT端接电阻示意图；
图4是本申请实施例一提供的一种机箱通信协议架构示意图；
图5为本发明实施例二提供的数据传输装置的结构框图；
图6是本申请实施例三提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种数据传输的方法的流程图，本实施例可适用于数据传输的情况，该方法可以由数据传输的装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件实现，可配置于具有数据处理能力的电子设备中，例如计算机设备管理器。该方法具体包括如下步骤：
步骤110、将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，所述主控可编程器件用于通过机箱通信协议将所述通信数据发送给业务卡，以及获取所述业务卡对所述通信数据的响应信息；
本方案由计算机设备管理器执行，应用于数据传输的情况。其中，所述计算机设备管理器中可以称为中央处理器CPU(Central Processing Unit)；所述主控可编程器件可以称为主控CPLD(Complex Programmable Logic Device)；此外，主控卡和业务卡的可编程器件采用INTEL公司的MAX 10系列可编程器件实现安全通信协议。MAX10不仅集成了之前MAX系列器件的特性，而且逻辑资源密度大幅提升，最高有50K逻辑单元器件，完全不逊于一些低端FPGA器件。所述通信数据可以是发往各业务卡的指令，如下发复位指令、断电指令等；所述业务卡可以是多个业务卡，其可以根据业务卡的槽位号来确定对应的业务卡。所述响应信息所述响应信息包括所述业务卡写入所述通信数据的写入结果，或者根据所述通信数据读取所述业务卡的读取结果。所述通信数据通过采用串口，数据帧通信方式发送给主控可编程器件的寄存器中。
图2为本方案的机箱背板互联架构示意图。总线由1个帧头信号和1个双向数据信号组成(在大于16槽的机箱中可以考虑采用MLVDS或者BMLVDS电平用差分形式进行传输，传输信号针脚由2个变为4个)，帧头信号为主控卡发往所有业务板卡，采用LVTTL以减少系统干扰，在发送端采用强驱动能力的热插拔驱动电路，各个业务板卡上的可编程器件采用施密特触发器，用于解决信号完整性问题。双向数据信号采用菊花链拓扑，由可编程器件完成热插拔和施密特触发功能。由于背板的连接线比较长，在背板中还增加了用于保证信号完整性的VTT端接电阻，详见图3。
所述计算机设备管理器与主控可编程器件之间的通信协议分为物理层和协议层；其通信协议采用主从设备模式，简称为Master-Slave，主控卡上的CPU为Master，主控卡上的CPLD为Slave。所述通信协议的物理层采用串口，数据帧通信方式，数据帧长度固定，一帧包含24个字节，为后续预留。主控可编程器件作为总线的Slave设备，不主动发起总线操作，只有Master发起读使能后才能发送。串口物理层参数为：1个开始位，8个数据位，1个停止位，没有奇偶校验位，波特率采用115200bps，满足绝大多数CPU应用。
在协议层上，协议考虑了通信系统中常见的可能存在的安全危害，其涉及的方面包括来自传输系统的失效，来自传输过程中的环境骚扰，并将其定义为封闭传输系统，并首先对危害可能产生的后果进行了归纳，主要为以下7种：重复、删除、插入、重排序、损坏、延迟和伪装。并进行了序列号、源和目的标识、超时防护、特征认证、校验码的技术手段。
示例性的，详见表1防御矩阵：
表1 防御矩阵
示例性的，MASTER向CPLD发送帧协议详见表2。
表2
示例性的，CPLD向MASTER回复的帧协议详见表3
表3
所述机箱通信协议可以是主控卡CPLD与业务卡之间的通信协议；所述机箱通信协议由广播帧头和双向数据2个物理线路组成。广播帧头为单向。物理层采用时隙的方式，分为了21个时隙，如图4所示。
每一个业务卡读取自身在机箱中的唯一槽位号后，判断自身在协议中的时隙位置，例如：业务卡插在了5槽位，业务卡自身读取到槽位号为5，且槽位号奇偶校验位正确，则5槽位在第5个时隙中计算机设备管理器与主控可编程器件通信协议的接收及发送数据，注意此时的MASTER变为了主控卡的可编程器件。同时，在硬件电路上，为保证通讯速率，兼容长距离走线的信号完整性，通信波特率采用230400bps。
主控可编程器件负责各个业务卡信息的下发及接收，在下发方向，负责发送以下信息：通用状态查询，通过写入寄存器地址方式实现。业务卡断电，用于整机负载较大，我们可以通过在部分业务卡不需要工作时断电的方式降低整体功耗；也可用于在业务卡部分芯片温度高时强制断电业务卡。业务卡复位，用于异常情况下对业务卡进行复位操作。在接收方向，负责接收以下信息：通用状态查询，通过读取寄存器方式实现。业务卡类型读取，用于获取业务卡类型、版本信息。业务卡状态获取，用于获取业务卡电源是否正常、系统是否运行正常等。业务卡温度信息读取，用于获取业务卡上重要芯片的温度信息。
示例性的，在代码层面，可以分为发送和接收两大部分，采用async_receiver和async_receiver底层模块完成物理层接口功能，RX_FARM_24_DATA和TX_FARM_24_DATA完成协议处理、校验等功能。其中，所述主控可编程器件和计算机设备管理器通信的串口资源，一个双向收发串口占用644个LE，按照8个字节的PAYLOAD计算，实际12个字节；主控可编程器件和业务卡通讯占用的串口寄存器资源按照20个串口协议，收发双向，8个字节的PAYLOAD，总共占用12880个LE；主控可编程器件芯片整体资源，目前10M25器件有25K个LE，按照初步计算，代码量为17524个LE，剩余逻辑资源量为29.99％，有较为充足的逻辑资源。业务卡和主控可编程器件通信的串口资源，一个双向收发串口占用644个LE，按照8个字节的PAYLOAD计算，实际12个字节；业务卡可编程器件芯片整体资源，目前10M25器件有25K个LE，按照初步计算，代码量为8140个LE，剩余逻辑资源量为73.42％，有较为充足的逻辑资源。
本实施例中计算机设备管理器将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件；所述主控可编程器件可以通过机箱通信协议将所述通信数据和业务卡的槽位号信息以广播的形式发往机箱总线上；各个业务卡通过机箱总线获取自身槽位号信息，解析机箱通讯协议，接收自身槽位号对应的，如果是写入数据，则进行接收后处理，如果是读取数据，则通过机箱通讯协议进行发送至主控可编程器件。主控可编程器件将对应业务卡的槽位号返回的信息进行存储，不同槽位存储于不同地址空间中。
步骤120、通过所述数据帧通信方式读取所述主控可编程器件，得到所述业务卡对所述通信数据的响应信息。
本实施例中计算机设备管理器通过数据帧通信方式读取主控可编程器件的寄存器，获取业务卡对通信数据的写入结果或者读取结果。
进一步的，所述写入结果至少包括业务卡断电结果以及业务卡复位结果之一，所述读取结果至少包括业务卡类型读取结果、业务卡状态读取结果以及业务卡温度信息读取结果之一。
本实施例的技术方案，通过将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，所述主控可编程器件用于通过机箱通信协议将所述通信数据发送给业务卡，以及获取所述业务卡对所述通信数据的响应信息；通过所述数据帧通信方式读取所述主控可编程器件，得到所述业务卡对所述通信数据的响应信息。通过采用上述方案，能够以极少的背板总线占用，实现安全的背板数据通信功能。
在上述技术方案的基础上，所述将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，包括：将原始数据解码后，提取数据载荷信息，得到数据帧；将符合有效条件的数据帧存储至所述主控可编程器件的寄存器中。
其中，在计算机设备管理器将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件时，通信协议中的物理层接收到数据后进行数据解封装，从串口协议中将数据载荷提取出来，组成一个数据帧，在组数据帧过程中，会进行数据帧有效性判断，只有连续的数据才认为是一个数据帧。组成数据帧后，进入校验模块，首先对帧头进行判断，符合要求后进行帧序列号判断，只有帧序列号是上一个再加上1才认为正确，以避免乱序及插入的情况，随后，进行源和目的判断，最后进行循环冗余校验CRC16计算，在CRC多项式中，采用了便于CPLD实现的1+x^2+x^15+x^16多项式算法。在一个完整的帧接收后，会进入超时判断模块，用于计算本次帧和上次帧的时间偏差，这个值是可以设置并可以读出用于确认输入有效。
这样设置的好处在于在进行数据通信时，通过物理层的对通信数据进行提取并判断，保证了通信数据的安全性和准确性。
进一步的，所述有效条件，包括：判断是否连续的数据组成帧、帧头是否有效、帧头序列号是否有效、数据源和目的判断以及CRC循环冗余校验。
这样设置的好处在于在进行数据通信时，通过对数据帧进行有效条件的判断，将符合有效条件的存储至可编程器件的寄存器中，从而便于确定数据帧的有效性。
实施例二
图5为本发明实施例二提供的一种数据传输的装置的结构框图，该装置可执行本发明实施例所提供的数据传输的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图5所示，所述装置配置于计算机设备管理器，可以包括：通信数据发送模块510、响应信息读取模块520；
通信数据发送模块，用于将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，所述主控可编程器件用于通过机箱通信协议将所述通信数据发送给业务卡，以及获取所述业务卡对所述通信数据的响应信息；
响应信息读取模块，用于通过所述数据帧通信方式读取所述主控可编程器件，得到所述业务卡对所述通信数据的响应信息。
进一步的，所述响应信息包括所述业务卡写入所述通信数据的写入结果，或者根据所述通信数据读取所述业务卡的读取结果。
进一步的，所述写入结果至少包括业务卡断电结果以及业务卡复位结果之一，所述读取结果至少包括业务卡类型读取结果、业务卡状态读取结果以及业务卡温度信息读取结果之一。
进一步的，所述通信数据发送模块，用于：
将原始数据解码后，提取数据载荷信息，得到数据帧；
将符合有效条件的数据帧存储至所述主控可编程器件的寄存器中。
进一步的，所述有效条件，包括：判断是否连续的数据组成帧、帧头是否有效、帧头序列号是否有效、数据源和目的判断以及CRC循环冗余校验。
本发明实施例所提供的数据传输的装置可执行本发明实施例所提供的数据传输的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例三
图6为本发明实施例6提供的一种电子设备的结构示意图，如图6所示，该设备包括处理器600、存储器610、输入装置620和输出装置630；设备/中处理器600的数量可以是一个或多个，图6中以一个处理器600为例；设备/中的处理器600、存储器610、输入装置620和输出装置630可以通过总线或其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
存储器610作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的数据传输方法对应的程序指令/模块(例如，数据传输装置中的通信数据发送模块510、响应信息读取模块520；)。处理器600通过运行存储在存储器610中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备/终端/服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的数据传输方法。
存储器610可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器610可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器610可进一步包括相对于处理器600远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备/终端/服务器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置620可用于接收发送的通信数据，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置630可包括显示屏等显示设备。
实施例四
本发明实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种数据传输的方法，应用于计算机设备管理器，该方法包括：
将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，所述主控可编程器件用于通过机箱通讯协议将所述通信数据发送给业务卡，以及获取所述业务卡对所述通信数据的响应信息；
通过所述数据帧通信方式读取所述主控可编程器件，得到所述业务卡对所述通信数据的响应信息。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的数据传输的方法中的相关操作.
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种数据传输的方法，其特征在于，应用于计算机设备管理器，该方法包括：
将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，所述主控可编程器件用于通过机箱通信协议将所述通信数据发送给业务卡，以及获取所述业务卡对所述通信数据的响应信息；
通过所述数据帧通信方式读取所述主控可编程器件，得到所述业务卡对所述通信数据的响应信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应信息包括所述业务卡写入所述通信数据的写入结果，或者根据所述通信数据读取所述业务卡的读取结果。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述写入结果至少包括业务卡断电结果以及业务卡复位结果之一，所述读取结果至少包括业务卡类型读取结果、业务卡状态读取结果以及业务卡温度信息读取结果之一。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，包括：
将原始数据解码后，提取数据载荷信息，得到数据帧；
将符合有效条件的数据帧存储至所述主控可编程器件的寄存器中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述有效条件，包括：判断是否连续的数据组成帧、帧头是否有效、帧头序列号是否有效、数据源和目的判断以及CRC循环冗余校验。
6.一种数据传输的装置，其特征在于，配置于计算机设备管理器，包括：
通信数据发送模块，用于将通信数据通过数据帧通信方式发送给主控可编程器件，所述主控可编程器件用于通过机箱通信协议将所述通信数据发送给业务卡，以及获取所述业务卡对所述通信数据的响应信息；
响应信息读取模块，用于通过所述数据帧通信方式读取所述主控可编程器件，得到所述业务卡对所述通信数据的响应信息。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述响应信息包括所述业务卡写入所述通信数据的写入结果，或者根据所述通信数据读取所述业务卡的读取结果。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述通信数据发送模块，用于：
将原始数据解码后，提取数据载荷信息，得到数据帧；
将符合有效条件的数据帧存储至所述主控可编程器件的寄存器中。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的一种数据传输的方法。
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，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的一种数据传输的方法。
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| CN202111433872.3A CN114116574A (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 一种数据传输的方法、装置、电子设备及存储介质 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114900566A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-12 | 北斗星通智联科技有限责任公司 | 数据通信方法、装置、电子设备及介质 |
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2021
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