CN1200533C - 一种实现系统设备内部模块间的通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现系统设备内部模块间通信的方法，关键在于：在设备内部设置一集中交换控制单元，并将设备中的每个模块通过各自的通信控制接口与该集中交换控制单元相连；当模块间进行通信时，源模块将信号发送到集中交换控制单元，经过集中交换控制单元处理后，再将信号转发至目标模块。由于在本发明中每个模块分别单独与集中交换控制单元直接相连，且采用高速的通信控制接口进行通信，因此具有能实现任意模块间的通信，可靠性高，发生故障容易定位，模块数量基本不受限制，设计简单等诸多优点。

Description

一种实现系统设备内部模块间的通信方法
技术领域
本发明涉及系统设备内部的通信技术，特别是指一种系统设备内部模块间的通信方法。
背景技术
在大型设备中，包括传输、交换、无线等系统，由于各个模块之间有直接或间接的联系，因此各模块间经常需要进行通信。通信内容除正常业务外，还要包括维护信息，如：上报告警、故障检测等。
在现有系统中，设备内部各模块间实现通信的方案主要有两种。经常使用的通信方式之一就是采用邮箱通信，如图1所示，通常将控制模块101与每个模块102通过数据总线、地址总线、控制总线相连。利用邮箱双向都能访问的特性，即可实现控制模块101与每个模块102之间的通信。
图2所示的为另一种方案的结构示意图。控制模块201和模块202通过485总线相连，进而可以通过485总线实现各模块202与控制模块201，或是不同模块202之间的通信。
上述两种方案均采用总线方式连接，虽然其结构简单，易于实现，且能支持多种协议。但是，由于总线直接相连负载数量有限，且当单点发生故障时，容易造成整条总线不能通信，降低了通信的可靠性；同时，也增加了定位故障的难度。另外，由于相互连接的线较多，增加了背板的布线及其设计复杂度。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种简单的实现系统设备内部模块间通信的方法，使其能实现大量模块间的任意通信，并且能够提高通信可靠性，简化故障定位。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种实现系统设备内部模块间通信的方法，该方法是在设备内部设置一集中交换控制单元，并将设备中的每个模块通过各自的通信控制接口与该集中交换控制单元相连；每个模块通过设备中与所有模块相连的背板获取自身地址；当模块间进行通信时，源模块将包含有目标模块地址的信号发送到集中交换控制单元，经过集中交换控制单元将信号转发至目标模块。
该方法进一步包括：集中交换控制单元以广播方式将信号发送出去，每个模块将信号中的目的地址与自身地址进行比较，如果相同则对信号进行接收。集中交换控制单元也可以通过交换处理将源模块发送的信号直接发送给目标模块。
该方法进一步包括：在每个模块管脚中设置地址针，地址针与所述背板相连，通过背板设置电平预先设定每个模块地址针的状态，每个模块通过自身地址针的当前状态获取自身地址。
由于在本发明中每个模块分别单独与集中交换控制单元直接相连，且采用高速的通信控制接口进行通信，因此与现有技术相比，本发明具有能实现任意模块间的通信，可靠性高，发生故障容易定位，模块数量基本不受限制，设计简单、方便、灵活等诸多优点。
附图说明
图1为现有技术应用方案一的结构示意图；
图2为现有技术应用方案二的结构示意图；
图3为应用本发明的系统组成结构示意图；
图4为本发明的实现结构示意图；
图5为本发明实施例一的实现原理示意图；
图6为本发明实施例二的实现原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
图3是应用本发明的系统组成结构示意图。模块1～模块N为系统设备中需要通信的模块301，每个模块301分别与集中交换控制单元302单独相连。在通信过程中，信号从源模块301发送到集中交换控制单元302，由集中交换控制单元302处理后，再将信号转发到目标模块301。通信的内容除正常业务外，还包括维护信息，如：上报告警、故障检测等。
图4是本发明的实现结构示意图。包括模块301、集中交换控制单元302以及分别设置于模块301和集中交换控制单元302之上的通信控制接口401。每个模块301采用通信控制接口401与集中交换控制单元302相连，并通过集中交换控制单元302相互通信。以模块1与模块3通信为例，本发明具体的通信过程是这样的：模块1通过通信控制接口401将带有模块3地址的信号发送到集中交换控制单元302，集中交换控制单元302通过通信控制接口401接收并对信号进行处理，最后再将经过处理后的信号发送至目标模块3。
实际上，本发明是将局域网的组网思想引入到设备的内部通信中，以集中交换控制单元为核心，令各个模块通过集中交换控制单元实现互通，因此该集中交换控制单元可直接采用集线器(HUB)或交换机(SWITCH)结构来完成其功能。
当采用HUB结构时，HUB与各模块间的连接关系与图4所示相同，只需将图4中的集中交换控制单元302换成HUB即可，此时，通信控制接口401也可由10M或100M的以太网接口代替。其具体的实现过程如图5所示：在系统中需要通信的各模块301上引出的以太网接口501，通过背板走线连接到HUB502。HUB502主要由变压器503、物理层504和信号再生广播部分505组成。以模块1与模块3通信为例，本实施例选定速率为10M的以太网接口501，其具体的通信过程是这样的：从模块1发出的带有模块3地址的信号，通过10M的以太网接口501进入到HUB502，在HUB502中信号经过变压器503进入到物理层504，变压器503的主要作用是信号隔离和阻抗变换，物理层504的作用是实现载波侦听、码型变换、碰撞检测功能。然后进入再生广播部分505对信号进行放大、整形处理，最后再经过物理层504、变压器503和以太网接口501发送给各个模块301。模块301接到信号后，首先根据信号中所带有的地址与其自身的地址进行比较，如果不符则拒绝接收；当模块3接到该信号后，经过判断：信号所带有的地址与其自身的地址相同，则对该信号进行接收。其它的模块301之间的通信也是如此，这样便实现了系统内部的各模块301间的通信。在上述通信过程中，由于采用HUB502时，HUB不具备地址识别、存储功能，需要用广播方式与各模块301通信，因此各模块301需要预先知道其自身的地址。在本实施例中，采用对每个模块301的管脚预先定义地址针的方法，每个模块301通过该地址针的当前状态获取自身地址，地址针的状态是通过背板设置电平来确定的，每个模块301所带有的地址针是唯一的。
为了传输方便和支持更多模块间的通信，集中交换控制单元也可采用SWITCH结构来实现。SWITCH与各模块的连接关系如图4所示，只是将图4中的集中交换控制单元302换成SWITCH，通信控制接口401也换成以太网接口501。具体的实现过程如图6所示，模块301通过以太网接口501与SWITCH601相连，这里SWITCH601采用二层交换机，包括：变压器602、物理层603、交换部分604和同步数据随机存储器(SDRAM)605。变压器602和物理层603的作用与HUB502中的相同，交换部分604主要完成地址自学习和包的交换功能，而SDRAM605是存储包和地址表项的地方。下面还是以模块1与模块3通信为例，本实施例仍采用10M的以太网接口501，本实施例的具体通信过程是：当带有模块3地址的信号从模块1发出时，经过10M以太网接口501、变压器602、物理层603进入交换部分604，交换部分604对信号进行打包、交换，并将包和地址表项存储在SDRAM605，然后等待一条空闲的输出线路，一旦线路空闲，就把打包的信号沿交换部分604、物理层603、变压器602，从以太网接口501发送出去。与上述采用的HUB502结构所不同的是，SWITCH601可同时处理多组模块301的信号，另外，它还具有自学习功能，凡经其处理过的信号，交换部分604会自动将信号的地址存储在SDRAM 605中。因此，当某个模块301第一次作为目标模块时，SWITCH601的交换部分604自动存储该目标模块的地址，在下一次处理时，SWITCH601则通过存储在SDRAM605内的地址表项直接将信号发送到所对应的目标模块中。而SWITCH601第一次仍是通过广播方式将信号发送出去，此种情况下，同样需要模块301预先获知自身的地址，其获取自身地址的方法可采用与上一实施例相同的方法，即：通过管脚定义地址针来确定其自身地址的。
采用SWITCH相对于采用HUB的优点是带宽利用率高，在同一时间内支持多组模块同时进行互相通信；而采用HUB的优势在于成本低、简单可靠。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (4)

1、一种实现系统设备内部模块间通信的方法，其特征在于：在设备内部设置一集中交换控制单元，并将设备中的每个模块通过各自的通信控制接口与该集中交换控制单元相连；每个模块通过设备中与所有模块相连的背板获取自身地址；
当模块间进行通信时，源模块将包含有目标模块地址的信号发送到集中交换控制单元，经过集中交换控制单元将信号转发至目标模块。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：集中交换控制单元以广播方式将信号发送出去，每个模块将信号中的目的地址与自身地址进行比较，如果相同则对信号进行接收。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：集中交换控制单元通过交换处理将源模块发送的信号直接发送给目标模块。
4、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：在每个模块管脚中设置地址针，地址针与所述背板相连，通过背板设置电平预先设定每个模块地址针的状态，每个模块通过自身地址针的当前状态获取自身地址。
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