CN116582473A - 一种机架式通信设备及其串口管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于通信领域，一种机架式通信设备及其串口管理方法。机架式通信设备的主控卡一般有以太网口和串口，以太网口用于连接机房的以太网交换机，串口用于连接服务器。上位机通过主控卡上的以太网口和串口对设备监控，同时在需要对业务卡进行监控和调试时，串口服务器也需要可以连接到业务卡的串口。主控卡中设有的CPLD模块和切换开关能有效控制服务器分别与主控卡和业务卡通信，因为控制器芯片的特性，串口信息更丰富，更利于监控和调试。该串口管理方法可以实现一个串口在主控卡和业务卡之间跟根据需求灵活切换。而且可以在CPU模块异常时，通过约定的特殊指令复位主控卡上的CPU模块，以助主控卡CPU模块恢复正常工作。

Description

一种机架式通信设备及其串口管理方法

技术领域

本发明属于通信领域，更具体地，涉及一种机架式通信设备及其串口管理方法。

背景技术

机架式通信设备包括主控卡、业务卡、风扇卡和电源模块。主控卡主要用于完成整个通信设备的控制业务的管理，业务卡主要用于完成整个通信设备数据业务报文的收发。一般地，主控卡作为控制中心管理业务卡、风扇卡和电源模块，业务卡为用户提供业务接口以及处理数据。为了更全面高效地监控设备的运行状态，数据中心机房会配置以太网交换机和串口服务器，利用串口服务器连接设备的串口来管理和调试设备。现有数据中心机房业务量大，设备密度高，每台设备一般只能授权使用交换机的一个以太网端口和串口服务器的一个端口。

串口通信由于协议简单，占用管脚和资源少，很多中央处理器(CentralProcessing Unit，简写为：CPU)有自带串口外设，作为调试口用。机架式通信设备的主控卡一般有以太网口和串口，以太网口用于连接机房的以太网交换机，串口用于连接机房的串口服务器。上位机通过主控卡上的以太网口和串口对设备监控，同时在需要对业务卡进行监控和调试时，串口服务器也需要可以连接到业务卡的串口，因为控制器芯片的特性，串口信息更丰富，更利于监控和调试。但是串口服务器只分配了一个端口给设备，一个串口需要在主控卡和业务卡之间跟根据需求灵活切换。鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：

串口服务器只分配了一个端口给设备，如何实现一个串口在主控卡和业务卡之间根据需求灵活切换。

本发明是通过如下技术方案达到上述目的：

第一方面，提供了一种机架式通信设备，包括：主控卡和多个业务卡；

所述主控卡包括CPU模块、复杂可编程逻辑器件(Complex Programming logicdevice,简写为：CPLD)模块和切换开关，所述切换开关包括公共端、第一端口、第二端口和控制端口，所述公共端用于与服务器的RX端口连接，所述第一端口与所述CPU模块的TX端口连接，所述第二端口与所述CPLD模块的TX端口连接，所述控制端口与所述CPU模块连接；

所述CPLD模块分别与多个所述业务卡通过通信接口连接；

所述CPLD模块中设置开关模块和复位模块；

所述CPU模块的RX端口用于与所述服务器的TX端口连接，所述CPLD模块的RX端口用于与所述服务器的TX端口连接；

所述CPU模块用于根据所述服务器的工作指令切换输入至所述控制端口的电平大小，以控制所述公共端选择性与所述第一端口或所述第二端口连接。

优选的，所述CPLD模块和所述CPU模块之间采用通信接口连接以实现数据传输和控制功能；

所述CPU模块用于根据需求配置CPLD模块串口有两种状态；

服务器与所述主控卡通信时，所述CPU模块配置所述CPLD模块串口为非工作状态；

服务器与所述业务卡通信时，所述CPU模块配置所述CPLD模块串口为直通状态；

当主控卡中的CPU模块发生异常时，所述CPLD模块对CPU模块采取硬复位操作。

优选的，所述CPLD模块包括开关单元，所述开关单元控制所述CPLD模块串口的导通情况，以控制服务器和业务卡之间串口数据的传输，并决定发送和接收数据的方向。

优选的，所述CPLD模块包括复位单元，当主控卡中的CPU模块发生异常时，所述CPLD模块用于接收来自于服务器的复位信号，所述复位单元用于根据复位信号对所述CPU模块进行硬复位操作。

第二方面，提供了一种机架式通信设备的串口管理方法，所述串口管理方法应用在第一方面所述的机架式通信设备上，默认状态下，所述切换开关的第一端口与所述公共端导通；所述方法包括：

所述CPU模块与所述CPLD模块同时接收来自于服务器的工作指令；

如果所述工作指令为监控业务卡的串口状态，则控制所述切换开关的第二端口与所述公共端导通，以开启所述CPLD模块与所述服务器之间的发射通道；

根据所述服务器的监控指令选择所述CPLD模块的导通通道，以使所述服务器与相应的业务卡通信。

优选的，所述接收来自于服务器的工作指令具体包括所述CPU模块和所述CPLD模块之间通过软件协议来指定的工作指令。

优选的，所述CPU模块与所述CPLD模块同时接收来自于服务器的工作指令，具体为：

所述服务器对所述CPU模块和所述CPLD模块采取双发选收的工作模式；

所述CPU模块和所述CPLD模块同时接收来自服务器的信号；

默认情况下所述CPU模块接收信号并积极响应，所述CPLD模块只接收信号但不响应。

优选的，所述工作指令具体为：

当服务器向所述CPU模块发送的指令为需要和主控卡之间通信时，所述CPU模块配置所述CPLD模块的串口为非工作状态；

当服务器向所述CPU模块发送的指令为需要和业务卡之间通信时，所述CPU模块配置所述CPLD模块串口为直通状态；

当服务器向所述CPLD模块发送的指令为所述CPU模块发生异常时，所述CPLD模块对所述CPU模块采取硬复位操作。

优选的，所述CPLD模块与所述服务器之间的发射通道是一个数据通道，用于向服务器传输监控业务卡的状态。

优选的，所述根据所述服务器的监控指令选择所述CPLD模块的导通通道，以使所述服务器与相应的业务卡通信包括：

根据所述服务器的监控指令，选择与业务卡通信，控制所述CPLD模块的导通通道，实现服务器与业务卡之间数据的正确路由和传输。

本发明的有益效果是：

在设备正常工作模式下，服务器和设备上的主控卡通信即可，在需要监控和调试业务卡串口时，通过切换开关将服务器串口切换到业务卡串口。利用CPLD模块对串口管理和监听，来实现机架式设备中服务器对主控卡和业务卡串口通信灵活切换的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是为本发明实施例提供的一种机架式通信设备结构示意图；

图2是为本发明实施例提供的主控卡内部结构示意图；

图3是为本发明实施例提供的服务器、主控卡、业务卡之间具体连接关系示意图；

图4是为本发明实施例提供的二选一选通开关的逻辑示意图；

图5是是为本发明实施例提供的一种机架式通信设备的CPLD模块内部结构示意图；

图6是为本发明实施例提供的服务器与业务卡进行通信的流程示意图；

图7是为本发明实施例提供的一种串口管理方法的串口切换的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本发明。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例1：

随着通信设备的不断更新迭代，催生出了通信设备对串口的管理需要更加稳定，设置需要更加简便的需求，而现有技术中，串口服务器只分配了一个端口给设备，一个串口需要在主控卡和业务卡之间跟根据需求灵活切换。为了解决此问题，本发明实施例提供了一种机架式通信设备，如图1所示为机架式通信设备的结构图，包括：主控卡和多个业务卡，主控卡通过串口和以太网与相应的业务卡通信。

其中，服务器通过通信串口与所述主控卡连接，所述主控卡通过通信串口与所述业务卡连接，以太网交换机通过以太网口与所述主控卡连接，所述主控卡通过以太网口与所述业务卡连接。以太网口是连接以太网交换机、主控卡和业务卡等网络设备的物理接口。以太网口负责将设备内部的数据流从控制层传输到物理层，并将其转换为电信号通过网络线缆传输到其他设备。在以太网交换机中，以太网口连接到主控卡和业务卡，通过它们之间的数据传输和转发协调整个通信设备的工作，保证数据的快速处理和传输。因此，在设计以太网交换机时，需要根据实际需要选择合适的以太网口类型，优化端口数量、速率和类型等参数，以确保网络设备之间的高效稳定通信。其中，前述服务器为串口服务器。

业务卡和主控卡是网络通信设备中的两大类型电路板，它们之间存在一定的关系。主控卡是一种重要的设备板卡，通常是网络通信设备的核心，负责整个设备的控制和管理，包括对各个业务板卡进行调度、管理和监控。主控卡可以根据需求支持多种不同的数据交换、处理和路由协议，并通过监控各业务卡的状态来确保设备的稳定性和安全性；业务卡则是主控卡下挂的不同类型卡片，用于提供不同类型的网络服务，如路由、交换、虚拟专用网络(Virtual Private Network,简写为：VPN)、防火墙等。通常，业务卡的数量可以根据需要进行增加或减少，以满足不同的业务需求。

可以这样理解，主控卡是网络通信设备的“脑”，负责整个设备的控制与管理，而业务卡则是“手”，提供各种实际的业务功能和服务。在实际中，网络通信设备的主控卡和业务卡之间的关系是十分紧密的，主控卡对于业务卡的操作、监控和管理都是必不可少的。如图2所示为主控卡内部示意图，所述主控卡包括CPU模块、CPLD模块和切换开关，所述切换开关包括公共端、第一端口、第二端口和控制端口，所述公共端用于与服务器的RX端口连接，所述第一端口与所述CPU模块的TX端口连接，所述第二端口与所述CPLD模块的TX端口连接，所述控制端口与所述CPU模块连接；所述CPLD模块分别与多个所述业务卡通过通信接口连接；所述CPLD模块中设置开关模块和复位模块；所述CPU模块的RX端口用于与所述服务器的TX端口连接，所述CPLD模块的RX端口用于与所述服务器的TX端口连接；所述CPU模块用于根据所述服务器的工作指令切换输入至所述控制端口的电平大小，以控制所述公共端选择性与所述第一端口或所述第二端口连接。

服务器、主控卡、业务卡具体的连接关系如图3所示。为了实现服务器与所述CPU模块和所述业务卡之间通信的完美切换，在本实施例所述主控卡中设置一切换开关，该切换开关具体为二选一选通开关，其具体的结构如图4所示，包括公共端COM口、第一端口A、第二端口B、控制端口EN；所述公共端口COM口与服务器的RX端口连接，使服务器能接收到来自主控卡CPU模块或者业务卡的信号；所述第一端口A与所述CPU模块的TX端口连接，使所述服务器接收来自所述CPU模块发出的信号；所述第二端口B与所述CPLD模块的TX端口连接，使所述服务器接收来自所述业务卡发出的信号；所述控制端口EN与所述CPU模块连接，CPU模块通过控制EN端口的电平大小从而控制所述公共端COM口与第一端口A连接或者与第二端口B连接。从而就可以实现所述服务器与所述主控卡和所述业务卡之间通信的完美切换。

在本实施例所述的机架式通信设备中，所述CPLD模块和所述CPU模块之间采用通信接口连接以实现数据传输和控制功能；所述CPU模块用于根据需求配置CPLD模块串口有两种状态；服务器与所述主控卡通信时，所述CPU模块配置所述CPLD模块串口为非工作状态；服务器与所述业务卡通信时，所述CPU模块配置所述CPLD模块串口为直通状态；当主控卡中的CPU模块发生异常时，所述CPLD模块对CPU模块采取硬复位操作。

所述CPU模块是主控卡的控制中心，在所述主控卡中，CPU模块和CPLD模块之间通过通信接口连接，这个接口可以是一些物理线缆(如总线)，也可以是一些通信协议(如串行外围设备接口(Serial Peripheral interface,简写为：SPI)和一种同步、半双工的通信(Inter-Integrated Circuit,简写为：I2C)等)。本实施例中选择利用总线来进行CPU模块和CPLD模块的连接，接口的主要作用是连接CPU模块和CPLD模块并传输信息，CPU模块可以向CPLD模块发送命令或数据，CPLD模块可以将处理结果或反馈信息返回给CPU模块。这样，CPU模块和CPLD模块可以进行实时通信和数据交换，从而实现各种功能，CPU模块和CPLD模块这两个模块是互相关联的，CPU模块可以对CPLD模块串口进行配置，具体为CPU模块接收来自服务器的指令，根据服务器的具体需求配置CPLD模块串口的导通或者非工作状态，反之，当CPU模块异常时，CPLD模块也可以对CPU模块采取硬复位操作，以助CPU模块恢复正常工作状态。

总之，CPU模块和CPLD模块之间的通信接口实际上就是把两个功能不同的硬件模块通过通信方式有机地结合在一起的桥梁，实现了系统的稳定与相互补充合作，是整个设备的重要组成部分。

为了使服务器可以和所述业务卡之间进行通信，如图5所示，在所述CPLD模块中设计开关单元模块，所述开关单元控制所述CPLD模块串口的导通情况切换，以该模块用于控制判断服务器和业务卡之间串口数据的传输，并决定发送和接收数据的方向。在所述CPLD模块中设计复位单元模块，通过服务器向CPLD模块发送复位信号，当主控卡中的CPU模块发生异常时，所述CPLD模块用于接收来自于服务器的复位信号，所述复位单元用于根据复位信号对所述控制CPU模块进行硬复位操作，恢复CPU模块的正常运行。

其具体的实现方式如下：首先设计开关模块，一般来说，开关模块需要连接到CPU模块和业务卡的串口上。开关模块检测串口的信号方向，并根据需要将其路由到服务器或者业务卡上。如果要将数据从服务器发送到业务卡，开关模块将根据CPU模块的指令，打开双向传输通道，读取服务器的数据，将其传递到业务卡，实现服务器与业务卡之间的通信。更具体的，根据服务器的串口输入、业务卡的串口输入、服务器的串口输出、业务卡串口输出来确定CPLD模块芯片的引脚和与其他硬件设备的接口，定义CPLD模块芯片所需的输入和输出信号。编写开关模块的硬件描述语言(Verilog HDL，简写为：Verilog)代码实现，该代码应根据输入信号确定数据方向，并将数据路由到正确的输出引脚。代码应该包含一个状态机，状态机通常涉及到输入信号方向的控制、数据输出的选择以及保持当前方向的状态逻辑。在设计数据路由部分，可以使用常规逻辑门或复杂逻辑门来实现。然后对开关模块代码进行综合，生成逻辑网表。在CPLD模块开发板上进行仿真，以验证逻辑功能是否符合要求，最后将综合出的逻辑网表编程到CPLD模块芯片中。

设计复位模块：复位模块监控CPU模块的运行状态，并在其异常时启动复位电路。这个模块可以使用可编程逻辑来控制复位电路中的信号，通常是一个低电平脉冲信号。确定复位信号的输入端口和逻辑，复位信号需要连到CPU模块上的一些辅助芯片或复位电路上。根据具体设计，设计一个状态机来监测主控卡CPU模块的运行状态，同时启动复位电路。通过特定指令、时钟信号等方式监测CPU模块的运行状态，判断CPU模块是否正常运行。如果CPU模块异常，状态机就可以让CPLD模块控制复位电路发出低电平脉冲，以实现复位功能。状态机可以包括若干个状态，例如空闲状态、检测状态、复位状态等。在空闲状态下，状态机等待CPU模块的运行状态变化，一旦检测到CPU模块异常，会进入检测状态，开始生成复位信号，并进入复位状态，持续一段时间以确保系统正常运行。当CPU模块出现异常情况时，状态机会生成一个复位脉冲信号，通过CPLD模块的输出口输出，在外部电路上进行转换处理，使其变为一个低电平脉冲信号。通过计算生成合适的脉冲宽度和延迟，可以确保复位信号的可靠性和有效性。同时，可以使用闪烁灯等指示灯确保操作正确性，为了确保系统的操作正确性，可以利用硬件上的指示灯等信号，进行状态的监测和调试。

本实施例只提出了一种机架式通信设备的具体结构，关于如何具体对其串口进行管理，请参照下述实施例2。

实施例2

上述实施例1提出了一种机架式通信设备，在本实施例中提出的串口管理方法适用于实施例1提出的设备，该方法的具体流程如图6所示，所述方法包括：

步骤101：所述CPU模块与所述CPLD模块同时接收来自于服务器的工作指令。

对于CPU模块和CPLD模块同时接收来自服务器的工作指令的场景，需要进一步明确的是：同时可以是同步或异步，这取决于实际设计中时序控制的方式。工作指令的范畴可能非常广泛，并且取决于系统实际应用。通常会使用特定协议和格式进行通信，例如传输控制协议/网际协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，简写为：TCP/IP)”协议栈、通用异步收发器(universal asynchronous receiver transmitter,简写为：UART)通信格式等等。具体的协议和格式也需要根据应用场景和需求进行选择和设计。

步骤102：如果所述工作指令为监控业务卡的串口状态，则控制所述切换开关的第二端口与所述公共端导通，以开启所述CPLD模块与所述服务器之间的发射通道。

如果所述工作指令为监控业务卡的串口状态，相应指令会通过服务器传递给CPU模块，然后CPU模块控制所述切换开关的第二端口B与所述公共端COM口导通，从而开启所述CPLD模块与所述服务器之间的发射通道。

步骤103：根据所述服务器的监控指令选择所述CPLD模块的导通通道，以使所述服务器与相应的业务卡通信。

在本实施例中，根据所述服务器的监控指令，选择与对应的业务卡通信，控制所述CPLD模块的导通通道，实现服务器与业务卡之间数据的正确路由和传输。

所述CPU模块与所述CPLD模块同时接收来自于服务器的工作指令，具体为：所述服务器对CPU模块和CPLD模块采取双发选收的工作模式；所述CPU模块和CPLD模块同时接收来自服务器的信号；默认情况下CPU模块接收信号并积极响应，CPLD模块只接收信号但不响应。

所述服务器的TX端同时与主控卡中的CPU模块和CPLD模块的RX端连接，因此当服务器发出信号时，CPU模块和CPLD模块会同时接收，但在默认状态下，CPU模块作为主控卡的控制中心，会在接收到来自服务器的信号后作出响应，CPLD模块收到信号后不会作出响应，这样就可以实现服务器与主控卡之间的通信，而不需要其他操作。

所述接收来自于服务器的工作指令具体包括所述CPU模块和所述CPLD模块之间通过软件协议来指定的工作指令。

具体的，由主控卡上的CPU模块和CPLD模块软件协议来指定特殊指令，CPU模块首先收到来自服务器的信号，CPU模块根据服务器的需求向CPLD模块下达指令，通过总线向CPLD模块表达出需要执行的特殊指令，包括指令的操作码、操作对象和寻址方式。在这个过程中，CPLD模块监视总线，等待CPU模块的指令。当指令到达CPLD模块时，需要进行解码处理，判断出指令对应的操作，并确定操作的对象和寻址方式。CPLD模块需要根据指令的要求进行数据的处理，可以是数据的存储、读取、传输等。在这个过程中，CPLD模块可以借助其内部的逻辑电路或存储单元来实现数据的处理。CPLD模块需要将操作的结果反馈回CPU模块，以让主控卡了解执行结果。CPLD模块可以通过总线发送数据包或者异常信号，来反馈执行结果。

总的来说，CPU模块通过软件协议将指令和数据发送给CPLD模块，CPLD模块解码指令并执行相应的操作，最后将执行结果返回给CPU模块。软件协议的设计和实现中，需要注意协议的规范性、数据传输的可靠性和实时性等问题，以保证数据传输的精确性和效率。

当服务器向所述CPU模块发送的指令为需要和主控卡之间通信时，我们将其命名为指令1，所述CPU模块配置所述CPLD模块串口为非工作状态；当服务器向所述CPU模块发送的指令为需要和业务卡之间通信时，我们将其命名为指令2，所述CPU模块配置所述CPLD模块串口为直通状态；服务器向所述CPLD模块发送的指令为所述CPU模块发生异常时，我们将其命名为指令3，所述CPLD模块对所述CPU模块采取硬复位操作。具体包括，如图7所示为串口切换的流程示意图。

步骤201：服务器默认与CPU模块通信。

步骤202：服务器向CPU模块发送指令1，CPU模块配置CPLD模块串口为非工作状态，服务器与主控卡进行通信。

服务器根据CPU模块与CPLD模块通过软件协议指定的特殊指令，当主控CPU模块串口收到特殊指令1时，表示服务器需要和设备主控卡的CPU模块通信，此时，CPU模块配置CPLD模块的串口为非工作状态，CPU模块和服务器实现串口通信。

步骤203：服务器向CPU模块发送指令2，CPU模块配置CPLD模块串口直通状态，服务器与业务卡进行通信。

当主控CPU模块串口收到特殊指令2时，表示服务器需要和设备上的业务卡通信，此时，CPU模块配置CPLD模块为串口直通状态，服务器实现和业务卡串口通信。

步骤204：服务器向CPLD模块发送指令3，CPLD模块对CPU模块进行硬复位操作。

当CPLD模块串口收到特殊指令3，表示CPU模块异常，CPLD模块需要对可以对CPU模块进行硬复位操作，以助CPU模块恢复正常。

所述CPLD模块与所述服务器之间的发射通道是一个数据通道，用于向服务器传输监控业务卡的状态。CPLD模块和所述服务器之间的发射通道通常是一个数据通道，也就是说，它是用于双方之间传输数据的通路。具体来说，CPLD模块和服务器之间可以通过通信接口进行数据传输，在数据通道的设计和实现中，需要考虑许多因素，如传输速率、数据完整性、调试问题等。为了提高数据的传输速度和可靠性，通常需要使用高速串行通信方式。为了确保数据的完整性和正确性，通常需要添加一些纠错码或加密解密技术。同时为了方便调试和监控，还需要添加一些调试工具或监控程序来实时观察通信的情况。

一个好的数据通道设计可以实现数据的高速、稳定和可靠传输，从而满足系统对数据通信的要求，并提升系统的可用性和可靠性；一个具体的设计方案可以如下：首先确定数据通道的传输类型和协议。根据具体应用需求和系统设计要求，选择适合的传输技术和协议，针对确定的传输类型和协议，选用合适的芯片或模块。对于串口通信，常常使用UART芯片或芯片组；在CPLD模块中，实现接口电路和通信协议。接口电路通常是为了匹配通信接口和CPU模块等其他硬件的电气特性(如电平、电压范围、电流等)；通信协议则是为了实现数据帧格式、同步时序、数据重传等功能。为确保数据传输的可靠性和安全性，在通讯中可添加纠错码或加密电路。例如，可以采用循环冗余校核(Cyclic Redundancy Check，简写为：CRC)算法或海明码等纠错技术来校正错误数据；可以使用数据加密标准(DataEncryption Standard，简写为：DES)、一种区块加密标准(Advanced EncryptionStandard,简写为：AES)等数字加密技术，对数据进行加密处理。最后，为了实现系统的实时监控和调试，可以加入一些调试工具或监控程序。例如，可以使用串口调试助手等工具，实时监测数据的收发情况，并进行数据分析和处理。这些措施有助于确保CPLD模块和服务器之间的数据通道稳定、可靠、安全、高效地进行数据传输。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机架式通信设备，其特征在于，包括：主控卡和多个业务卡；

所述主控卡包括CPU模块、CPLD模块和切换开关，所述切换开关包括公共端、第一端口、第二端口和控制端口，所述公共端用于与服务器的RX端口连接，所述第一端口与所述CPU模块的TX端口连接，所述第二端口与所述CPLD模块的TX端口连接，所述控制端口与所述CPU模块连接；

所述CPLD模块分别与多个所述业务卡通过通信接口连接；

所述CPU模块的RX端口用于与所述服务器的TX端口连接，所述CPLD模块的RX端口用于与所述服务器的TX端口连接；

所述CPU模块用于根据所述服务器的工作指令切换输入至所述控制端口的电平大小，以控制所述公共端选择性与所述第一端口或所述第二端口连接。

2.根据权利要求1所述的机架式通信设备，其特征在于，包括：所述CPLD模块和所述CPU模块之间采用通信接口连接以实现数据传输和控制功能；

所述CPU模块用于根据需求配置所述CPLD模块的串口状态；

当服务器与所述主控卡通信时，所述CPU模块配置所述CPLD模块的串口为非工作状态；

当服务器与所述业务卡通信时，所述CPU模块配置所述CPLD模块的串口为直通状态；

当所述主控卡中的CPU模块发生异常时，所述CPLD模块对CPU模块采取硬复位操作。

3.根据权利要求2所述的机架式通信设备，其特征在于，所述CPLD模块包括开关单元，所述开关单元用于控制所述CPLD模块的串口导通情况，以控制所述服务器和所述业务卡之间串口数据的传输，并决定发送和接收数据的方向。

4.根据权利要求2所述的机架式通信设备，其特征在于，所述CPLD模块包括复位单元，当所述主控卡中的CPU模块发生异常时，所述CPLD模块用于接收来自于服务器的复位信号，所述复位单元用于根据复位信号对所述CPU模块进行硬复位操作。

5.一种机架式通信设备的串口管理方法，其特征在于，所述串口管理方法应用在如权利要求1～4任一项所述的机架式通信设备上，默认状态下，所述切换开关的第一端口与所述公共端导通；所述方法包括：

所述CPU模块与所述CPLD模块同时接收来自于服务器的工作指令；

如果所述工作指令为监控业务卡的串口状态，则控制所述切换开关的第二端口与所述公共端导通，以开启所述CPLD模块与所述服务器之间的发射通道；

根据所述服务器的监控指令选择所述CPLD模块的导通通道，以使所述服务器与相应的业务卡通信。

6.根据权利要求5所述的串口管理方法，其特征在于，所述接收来自于服务器的工作指令具体包括所述CPU模块和所述CPLD模块之间通过软件协议来指定的工作指令。

7.根据权利要求5所述的串口管理方法，其特征在于，所述CPU模块与所述CPLD模块同时接收来自于服务器的工作指令，具体为：

所述服务器对所述CPU模块和所述CPLD模块采取双发选收的工作模式；

所述CPU模块和所述CPLD模块同时接收来自服务器的信号；

默认情况下，所述CPU模块接收信号并响应，所述CPLD模块只接收信号但不响应。

8.根据权利要求5所述的串口管理方法，其特征在于，所述工作指令具体为：

当服务器向所述CPU模块发送的指令为需要和主控卡之间通信时，所述CPU模块配置所述CPLD模块的串口为非工作状态；

当服务器向所述CPU模块发送的指令为需要和业务卡之间通信时，所述CPU模块配置所述CPLD模块串口为直通状态；

当服务器向所述CPLD模块发送的指令为所述CPU模块发生异常时，所述CPLD模块对所述CPU模块采取硬复位操作。

9.根据权利要求5所述的串口管理方法，其特征在于，所述CPLD模块与所述服务器之间的发射通道是一个数据通道，用于向服务器传输监控业务卡的状态。

10.根据权利要求5所述的串口管理方法，其特征在于，所述根据所述服务器的监控指令选择所述CPLD模块的导通通道，以使所述服务器与相应的业务卡通信包括：

根据所述服务器的监控指令，选择与业务卡通信，控制所述CPLD模块的导通通道，实现服务器与业务卡之间数据的正确路由和传输。