[發明專利]多路時隙共享的背板總線結構及其實現方法

有效

• 申請號: 201410024982.8
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN103729333A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 呂建新
• 申請（專利權）人: 烽火通信科技股份有限公司
• 主分類號: G06F15/173
• 分類號: G06F15/173;G06F13/38
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

技術領域

本發明涉及通信及其它電子設備中多個單板間采用背板進行信號互連的技術，具體涉及多根時隙共享的背板總線結構及其實現方法。

背景技術

通信設備及一些大型電子設備通常由多塊電路板（簡稱單板）共同實現復雜的功能，各單板之間通常采用無源背板進行信號連接，單板之間信號互連的要求是簡單、可靠，滿足單板之間信息傳遞。這些電子設備，特別是光傳輸設備，隨著設備的容量越來越大，單板的數量越來越多，單板之間需要進行信號互連的連線數急劇增多，造成了背板連接器針數和PCB（印刷電路板）上的連線數急劇增多，背板PCB疊層數越來越高，因此，采用總線互連技術，減少背板連線數量，是提高設備可靠性、降低背板成本的重要技術。

現有總線技術很多，如I2C總線技術等，這些技術在工業電子、通信設備等領域都已有廣泛應用，但存在或實現協議復雜，或可靠性和實時性較低的等方面的缺點，對一些高可靠性和實時性要求高等的應用場合，不是很適合。如在通信設備中，很多板卡之間需要互通板在位信息、實時告警信息等，這些信息數據量不大，但要求高的實時性和可靠性。另一方面，在光通信設備中，一些大容量通信設備由數十塊甚至上百塊單板組成，要實現這么大數量單板互連，任意單板之間信息互通，現有背板總線技術存在一定的困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是解決電子設備中采用的背板總線技術實現協議復雜，可靠性和實時性較低的問題。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供一種多路時隙共享的背板總線實現方法，背板總線由統一的時鐘進行同步控制，所述方法包括以下步驟：

將背板上的N塊單板劃分為M組單板組，每組單板組由一路背板總線連接，N≥M；

根據單板的數量N，將一個同步時鐘周期T平均劃分為N個時隙段，每塊單板i占用對應一個時隙段Ti；

每塊單板采用時分復用的方式通過相應的背板總線相互進行通信，且每塊單板i由幀定位時鐘觸發，在自己的時隙段Ti內將數據發送到相應的總線上，并在相應的總線上接收其它時隙段其它單板的數據；

M路總線都通過背板連接到橋接單元上，通過橋接單元實現各條總線上的相應時隙段內的數據交換和復制。

在上述方法中，每路總線設置一條備份總線，形成主用、備用總線冗余，各單板將數據同時發送到主用和備用總線上，并選擇工作正常的總線接收數據，橋接單元匯聚和橋接工作正常的總線上的數據。

在上述方法中，每路總線通過設置同步字節實現故障檢測功能。

在上述方法中，為橋接單元配置冗余，配置主、備二個橋接單元，主、備橋接單元的每路總線的輸出通過背板主、備并接，主、備橋接單元同時接收各路總線的輸入；正常時由主用橋接單元完成數據橋接，備用橋接單元高阻輸出，當主用橋接單元故障時，自動切換成主用橋接單元，完成數據的橋接轉發，出故障的主用橋接單元則自動切換成備用橋接單元。

本發明還提供了一種多路時隙共享的背板總線結構，包括：

同步時鐘，通過背板時鐘總線提供給所有單板使用，其一個同步時鐘周期T根據背板上的單板數量N平均劃分為N個時隙段；

M路總線，背板上的N塊單板劃分為M組單板組，每組單板組連接一路總線；每塊單板i上均設有總線時隙處理單元，且每塊單板由幀定位時鐘觸發，在自己的時隙段Ti內將數據發送到相應的總線上，并從相應的總線上接收其它時隙段其它單板的數據；

橋接單元，連接M路總線，實現各條總線上的相應時隙段內的數據交換和復制；

背板，作為M路總線和時鐘總線的承載體，M路總線分別通過背板與對應的組內單板連接；橋接單元通過背板連接M路總線；時鐘總線通過背板提供給各單盤作為同步時鐘。

本發明，背板總線為星型總線結構，由多路總線通過橋接單元互連構成，應用于復雜的、單板數量多的設備上，可以實現所有單板之間采用一條總線進行互連，具有結構簡單、實現容易、成本低、實時性強、連接單板數量多、擴展容易的特點，可以大大簡化背板互連的線數量，降低背板和連接器成本，提高設備可靠性。

附圖說明

圖1為本發明中總線時隙劃分示意圖；

圖2為圖1中總線時隙劃分的細化放大圖；

圖3本發明中單板上總線硬件實現結構示意圖；

圖4為本發明中無冗余的總線構成示意圖；

圖5為本發明中有冗余的總線構成示意圖；

圖6為本發明中的橋接單元的構成示意圖。

具體實施方式

下面結合說明書附圖和具體實施方式對本發明做出詳細的說明。