CN214098421U - 板卡和通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种板卡和通信系统。其中，该通信系统包括：第一机架和第二机架包括至少两个卡件，其中，至少两个卡件中包括：通信卡件和板间通信卡件；通信卡件，用于发送通信数据；板间通信卡件，用于传输第一机架或第二机架内的业务数据，以及，第一机架和第二机架之间的业务数据。本实用新型解决了由于相关技术中双机架冗余系统的内部通讯效率低的技术问题。

Description

板卡和通信系统

技术领域

本实用新型涉及自动化控制领域，具体而言，涉及一种板卡和通信系统。

背景技术

安全PLC(可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller)系统应用中，安全PLC系统的冗余实现有两种方式：单机架系统冗余与多机架系统冗余。

在单机架冗余系统中，由于被冗余的卡件与冗余的卡件装配在同一个底板上，卡件之间的通信可以通过底板直接进行，通过软硬件设计可以保证冗余卡件之间的通信的可靠性与实时性。如图1所示，图1是相关技术中单机架冗余系统的架构示意图。

而在双机架冗余系统中，由于被冗余的卡件与冗余卡件不在同一机架内，所以冗余卡件之间的通信一般通过通信卡件的对外业务接口完成，此时冗余通信的数据包与一般业务数据混杂在一起，冗余数据极有可能收到外部不可靠网络因素的影响从而降低系统的可靠性与实时性。如图2所示，图2是相关技术中双机架冗余系统的架构示意图。

但是相关技术中内部通信数据不得不通过外部业务数据链路进行传输，实时性与可靠性较低。并且对于双机架冗余系统，需要为双机架冗余系统重新设计冗余通信方案。

针对上述由于相关技术中双机架冗余系统的内部通讯效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种板卡和通信系统，以至少解决由于相关技术中双机架冗余系统的内部通讯效率低的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种通信系统，包括：第一机架和第二机架，其中，第一机架和第二机架包括至少两个卡件，其中，至少两个卡件中包括：通信卡件和板间通信卡件；通信卡件，用于发送通信数据；板间通信卡件，用于传输第一机架或第二机架内的业务数据，以及，第一机架和第二机架之间的业务数据。

可选的，板间通信卡件包括：监听端口，板间通信端口、交换模块、数据处理模块和至少一个插槽端口，其中，数据处理模块，与交换模块连接，用于配置交换模块与至少一个插槽端口之间的通信，以使得至少一个插槽端口之间的通信不成环；以及，配置交换模块与监听端口之间的扩展功能；板间通信端口与交换模块连接，用于建立第一机架与第二机架之间的通信连接。

进一步地，可选的，交换模块包括：第一类端口、第二类端口、第三类端口和第四类端口，其中，第一类端口与至少一个插槽端口连接，用于获取至少一个插槽端口的数据；第二类端口与数据处理模块连接，用于接收数据处理模块的配置指令，其中，配置指令用于设置与第一类端口连接的至少一个插槽端口之间通信不成环；第三类端口与监听端口连接，用于扩展监听功能；第四类端口与交换模块连接，用于桥接第一机架与第二机架之间通信。

可选的，第一类端口包括：至少一个端口，其中，至少一个端口的数量与至少一个插槽端口的数量对应。

可选的，至少两个卡件中还包括：至少一个输入/输出卡件和系统卡件，其中，至少一个输入/输出卡件和系统卡件与通信卡件和板间通信卡件通过通信链路模块连接，用于对第一机架或第二机架内各卡件之间进行数据交互。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种板卡，应用于上述通信系统，包括：监听端口，板间通信端口、交换模块、数据处理模块和至少一个插槽端口，其中，数据处理模块，与交换模块连接，用于配置交换模块与板间通信端口和至少一个插槽端口之间的通信，以使得至少一个插槽端口之间的通信不成环；以及，配置交换模块与监听端口之间的扩展功能；板间通信端口与交换模块连接，用于建立第一机架与第二机架之间的通信连接。

可选的，交换模块包括：第一类端口、第二类端口、第三类端口和第四类端口，其中，第一类端口与至少一个插槽端口连接，用于获取至少一个插槽端口的数据；第二类端口与数据处理模块连接，用于接收数据处理模块的配置指令，其中，配置指令用于设置与第一类端口连接的至少一个插槽端口之间通信不成环；第三类端口与监听端口连接，用于扩展监听功能；第四类端口与交换模块连接，用于桥接第一机架与第二机架之间通信。

进一步地，可选的，第一类端口包括：至少一个端口，其中，至少一个端口的数量与至少一个插槽端口的数量对应。

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种通信方法，包括：接收数据处理模块的配置信息；依据配置信息配置交换模块与板间通信端口和至少一个插槽端口之间的通信功能，以及配置监听端口的监听功能；通过板间通信端口建立第一机架与第二机架之间的通信连接。

可选的，依据配置信息配置交换模块与板间通信端口和至少一个插槽端口之间的通信功能，以及配置监听端口的监听功能包括：在配置信息包括第一配置信息的情况下，通过数据处理模块生成的第一配置信息配置交换模块内部的局域网交换功能，其中，第一配置信息是数据处理模块上电时产生的；局域网交换功能，用于与板间通信端口和至少一个插槽端口通信；接收至少一个插槽端口的广播数据包；依据广播数据包确定机架卡件的插卡状态，至少一个插槽端口的数据包类型，至少一个插槽端口是否插卡以及插卡件的类型；在配置信息包括第二配置信息的情况下，通过数据处理模块生成的第二配置信息配置至少一个插槽端口之间通信不成环，以及配置至少一个插槽端口与监听端口、板间通信端口和数据处理模块之间的通信功能。

在本实用新型实施例中，通过第一机架和第二机架包括至少两个卡件，其中，至少两个卡件中包括：通信卡件和板间通信卡件；通信卡件，用于发送通信数据；板间通信卡件，用于传输第一机架或第二机架内的业务数据，以及，第一机架和第二机架之间的业务数据，达到了通过规定Rlink插卡槽位，简化代码设计，不必为双机架冗余重新设计代码以支持功能的目的，从而实现了提高冗余系统之间通信的实时性与可靠性的技术效果，进而解决了由于相关技术中双机架冗余系统的内部通讯效率低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是相关技术中单机架冗余系统的架构示意图；

图2是相关技术中双机架冗余系统的架构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的通信系统的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的通信系统的结构示意图；

图5a是根据本实用新型实施例的通信系统中板间通信卡件的示意图；

图5b是根据本实用新型实施例的通信系统中通过板间通信卡件桥接双机架的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请涉及的技术名词：

PLC：可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller；

SOC：片上系统，System On Chip；

VLAN：虚拟局域网，Virtual Local Area Network。

实施例1

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种通信系统，图3是根据本实用新型实施例的通信系统的示意图，如图3所示，包括：第一机架32和第二机架34，其中，第一机架32和第二机架34包括至少两个卡件321(341)，其中，至少两个卡件321(341)中包括：通信卡件3211(3411)和板间通信卡件3212(3412)；通信卡件3211(3411)，用于发送通信数据；板间通信卡件3212(3412)，用于传输第一机架32或第二机架34内的业务数据，以及，第一机架32和第二机架34之间的业务数据。

其中，第一机架32和第二机架34的内部结构相同，后续板间通信卡件和通信卡件以板间通信卡件3212和通信卡件3211为例进行说明。

具体的，图4是根据本实用新型实施例的通信系统的结构示意图，如图4所示，通信卡件3211和板间通信卡件3212分别部署与第一机架32和第二机架34，通信卡件3211用于与外接设备发送对外业务数据(即，本申请实施例中的通信数据)；板间通信卡件3212标记为Rlink卡件通过监听端口和冗余端口桥接第一机架32和第二机架34之间的数据。本申请实施例提供的通信系统中第一机架和第二机架可以应用于控制器系统设备机箱。

需要说明的是，通过在板间通信卡件3212提供对板卡内部数据的监听端口，方便对系统出现的问题进行分析。

可选的，板间通信卡件3212包括：监听端口32121，板间通信端口32122、交换模块32123、数据处理模块32124和至少一个插槽端口32125，其中，数据处理模块32124，与交换模块32123连接，用于配置交换模块32123与至少一个插槽端口32125之间的通信，以使得至少一个插槽端口32125之间的通信不成环；以及，配置交换模块32123与监听端口32121之间的扩展功能；板间通信端口32122与交换模块32123连接，用于建立第一机架32与第二机架34之间的通信连接。

进一步地，可选的，交换模块32123包括：第一类端口、第二类端口、第三类端口和第四类端口，其中，第一类端口与至少一个插槽端口32125连接，用于获取至少一个插槽端口32125的数据；第二类端口与数据处理模块32124连接，用于接收数据处理模块32124的配置指令，其中，配置指令用于设置与第一类端口连接的至少一个插槽端口32125之间通信不成环；第三类端口与监听端口32121连接，用于扩展监听功能；第四类端口与交换模块32123连接，用于桥接第一机架32与第二机架34之间通信。

可选的，第一类端口包括：至少一个端口，其中，至少一个端口的数量与至少一个插槽端口32125的数量对应。

具体的，图5a是根据本实用新型实施例的通信系统中板间通信卡件的示意图，如图5a所示，监听端口32121标记为监听口，板间通信端口32122标记为冗余口，交换模块32123标记为Switch，数据处理模块32124标记为CPU，至少一个插槽端口32125标记为Slot0-3；

其中，CUP与Switch通过Switch的端口4连接，CPU对Switch的进行配置，将Switch的端口0-3,5接收数据包发送至与CPU连接的端口4；

CPU通过监听口监听来自Slot0-3的广播数据包，确定本机架卡件的插卡状态。

根据接收到的广播包确定了来自端口0～3，5的数据包类型，确定端口0～3是否有插卡以及所插卡件的类型后再次配置Switch的vlan，使得端口0～3分别不通以防止成环，同时端口0～3分别能够与端口4～6通信。

图5b是根据本实用新型实施例的通信系统中通过板间通信卡件桥接双机架的示意图，如图5b所示，冗余口通过网络联系将第一机架32和第二机架34进行桥接，使得两个机架能够互相通信。当设置第一机架32中的Rlink卡件为主卡件时，在第二机架34中的Rlink卡件为冗余卡件。

通过上述配置，在双机架工作的各个卡件就能像在同一机架上工作，不必经过额外的软件逻辑设计，降低了系统设计的复杂度。

可选的，至少两个卡件321(341)中还包括：至少一个输入/输出卡件和系统卡件，其中，至少一个输入/输出卡件和系统卡件与通信卡件和板间通信卡件通过通信链路模块连接，用于对第一机架32或第二机架34内各卡件之间进行数据交互。

具体的，如图4所示，至少一个输入/输出卡件标记为IO卡件n至IO卡件n+1，系统卡件标记为SOC卡件，在第一机架52或第二机架54内IO卡件n至IO卡件n+1和SOC卡件与通信卡件和板间通信卡件通过通信链路模块连接。

实施例2

根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种板卡，应用于上述通信系统，包括：监听端口，板间通信端口、交换模块、数据处理模块和至少一个插槽端口，其中，数据处理模块，与交换模块连接，用于配置交换模块与板间通信端口和至少一个插槽端口之间的通信，以使得至少一个插槽端口之间的通信不成环；以及，配置交换模块与监听端口之间的扩展功能；板间通信端口与交换模块连接，用于建立第一机架与第二机架之间的通信连接。

可选的，交换模块包括：第一类端口、第二类端口、第三类端口和第四类端口，其中，第一类端口与至少一个插槽端口连接，用于获取至少一个插槽端口的数据；第二类端口与数据处理模块连接，用于接收数据处理模块的配置指令，其中，配置指令用于设置与第一类端口连接的至少一个插槽端口之间通信不成环；第三类端口与监听端口连接，用于扩展监听功能；第四类端口与交换模块连接，用于桥接第一机架与第二机架之间通信。

进一步地，可选的，第一类端口包括：至少一个端口，其中，至少一个端口的数量与至少一个插槽端口的数量对应。

具体的，如实施例1中的图5a所示，监听端口32121标记为监听口，板间通信端口32122标记为冗余口，交换模块32123标记为Switch，数据处理模块32124标记为CPU，至少一个插槽端口32125标记为Slot0-3；

其中，CUP与Switch通过Switch的端口4连接，CPU对Switch的进行配置，将Switch的端口0-3,5接收数据包发送至与CPU连接的端口4；

CPU通过监听口监听来自Slot0-3的广播数据包，确定本机架卡件的插卡状态。

CPU根据接收到的广播包确定了来自端口0～3，5的数据包类型，确定端口0～3是否有插卡以及所插卡件的类型后再次配置Switch的vlan，使得端口0～3分别不通以防止成环，同时端口0～3分别能够与端口4～6通信。

如实施例1中的图5b所示，冗余口通过网络联系将第一机架32和第二机架34进行桥接，使得两个机架能够互相通信。当设置第一机架32中的Rlink卡件为主卡件时，在第二机架34中的Rlink卡件为冗余卡件。

通过上述配置，在双机架工作的各个卡件就能像在同一机架上工作，不必经过额外的软件逻辑设计，降低了系统设计的复杂度。

其中，本申请实施例提供的通信方法包括如下步骤：

步骤S2，接收数据处理模块的配置信息；

具体的，在板间通信卡件侧，板间通信卡件中的交换模块接收数据处理模块的配置信息，如实施例1中的图3a所示，即，CUP与Switch通过Switch的端口4连接，CPU对Switch的进行配置，将Switch的端口0-3,5接收数据包发送至与CPU连接的端口4；

步骤S4，依据配置信息配置交换模块与板间通信端口和至少一个插槽端口之间的通信功能，以及配置监听端口的监听功能；

可选的，步骤S4中依据配置信息配置交换模块与板间通信端口和至少一个插槽端口之间的通信功能，以及配置监听端口的监听功能包括：在配置信息包括第一配置信息的情况下，通过数据处理模块生成的第一配置信息配置交换模块内部的局域网交换功能，其中，第一配置信息是数据处理模块上电时产生的；局域网交换功能，用于与板间通信端口和至少一个插槽端口通信；接收至少一个插槽端口的广播数据包；依据广播数据包确定机架卡件的插卡状态，至少一个插槽端口的数据包类型，至少一个插槽端口是否插卡以及插卡件的类型；在配置信息包括第二配置信息的情况下，通过数据处理模块生成的第二配置信息配置至少一个插槽端口之间通信不成环，以及配置至少一个插槽端口与监听端口、板间通信端口和数据处理模块之间的通信功能。

具体的，CPU通过监听口监听来自Slot0-3的广播数据包，确定本机架卡件的插卡状态。

如实施例1中的图5a所示，监听端口32121标记为监听口，板间通信端口32122标记为冗余口，交换模块32123标记为Switch，数据处理模块32124标记为CPU，至少一个插槽端口32125标记为Slot0-3

CPU根据接收到的广播包确定了来自端口0～3，5的数据包类型，确定端口0～3是否有插卡以及所插卡件的类型后再次配置Switch的vlan，使得端口0～3分别不通以防止成环，同时端口0～3分别能够与端口4～6通信。

如实施例1中的图3b所示，冗余口通过网络联系将第一机架32和第二机架34进行桥接，使得两个机架能够互相通信。当设置第一机架32中的Rlink卡件为主卡件时，在第二机架34中的Rlink卡件为冗余卡件。

步骤S6，通过板间通信端口建立第一机架与第二机架之间的通信连接。

在本实用新型实施例中，通过第一机架和第二机架包括至少两个卡件，其中，至少两个卡件中包括：通信卡件和板间通信卡件；通信卡件，用于发送通信数据；板间通信卡件，用于传输第一机架或第二机架内的业务数据，以及，第一机架和第二机架之间的业务数据，达到了通过规定Rlink插卡槽位，简化代码设计，不必为双机架冗余重新设计代码以支持功能的目的，从而实现了提高冗余系统之间通信的实时性与可靠性的技术效果，进而解决了由于相关技术中双机架冗余系统的内部通讯效率低的技术问题。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种通信系统，其特征在于，包括：

第一机架和第二机架，其中，

所述第一机架和所述第二机架包括至少两个卡件，其中，所述至少两个卡件中包括：通信卡件和板间通信卡件；所述通信卡件，用于发送通信数据；所述板间通信卡件，用于传输所述第一机架或所述第二机架内的业务数据，以及，所述第一机架和所述第二机架之间的业务数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述板间通信卡件包括：监听端口，板间通信端口、交换模块、数据处理模块和至少一个插槽端口，其中，

所述数据处理模块，与所述交换模块连接，用于配置所述交换模块与所述至少一个插槽端口之间的通信，以使得所述至少一个插槽端口之间的通信不成环；以及，配置所述交换模块与所述监听端口之间的扩展功能；

所述板间通信端口与所述交换模块连接，用于建立所述第一机架与所述第二机架之间的通信连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述交换模块包括：第一类端口、第二类端口、第三类端口和第四类端口，其中，

所述第一类端口与所述至少一个插槽端口连接，用于获取所述至少一个插槽端口的数据；

所述第二类端口与所述数据处理模块连接，用于接收所述数据处理模块的配置指令，其中，所述配置指令用于设置与所述第一类端口连接的至少一个插槽端口之间通信不成环；

所述第三类端口与所述监听端口连接，用于扩展监听功能；

所述第四类端口与所述交换模块连接，用于桥接所述第一机架与所述第二机架之间通信。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一类端口包括：至少一个端口，其中，所述至少一个端口的数量与所述至少一个插槽端口的数量对应。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少两个卡件中还包括：至少一个输入/输出卡件和系统卡件，其中，

所述至少一个输入/输出卡件和所述系统卡件与所述通信卡件和所述板间通信卡件通过通信链路模块连接，用于对所述第一机架或所述第二机架内各卡件之间进行数据交互。

6.一种板卡，其特征在于，应用于权利要求1至5中任意一项所述的通信系统，包括：监听端口，板间通信端口、交换模块、数据处理模块和至少一个插槽端口，其中，

所述数据处理模块，与所述交换模块连接，用于配置所述交换模块与所述板间通信端口和所述至少一个插槽端口之间的通信，以使得所述至少一个插槽端口之间的通信不成环；以及，配置所述交换模块与所述监听端口之间的扩展功能；

所述板间通信端口与所述交换模块连接，用于建立所述第一机架与所述第二机架之间的通信连接。

7.根据权利要求6所述的板卡，其特征在于，所述交换模块包括：第一类端口、第二类端口、第三类端口和第四类端口，其中，

所述第一类端口与所述至少一个插槽端口连接，用于获取所述至少一个插槽端口的数据；

所述第二类端口与所述数据处理模块连接，用于接收所述数据处理模块的配置指令，其中，所述配置指令用于设置与所述第一类端口连接的至少一个插槽端口之间通信不成环；

所述第三类端口与所述监听端口连接，用于扩展监听功能；

所述第四类端口与所述交换模块连接，用于桥接所述第一机架与所述第二机架之间通信。

8.根据权利要求7所述的板卡，其特征在于，所述第一类端口包括：至少一个端口，其中，所述至少一个端口的数量与所述至少一个插槽端口的数量对应。

Images