[發(fā)明專利]一種面向多點互聯(lián)應(yīng)用的串行總線冗余通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410362828.1
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104135412B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張宏波;李長森;姜越;郭海雷;王苑瑾;宗曉飛;王超;吳強
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天自動控制研究所;中國運載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信領(lǐng)域，涉及一種面向多點互聯(lián)應(yīng)用的串行總線冗余通信方法。

背景技術(shù)

目前電子設(shè)備之間通信總線可分為并行總線和串行總線兩種。并行總線在計算機領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，如PCI總線和ISA總線，其特點是并行總線通常由地址總線、控制總線和數(shù)據(jù)總線組成，并行總線擴展方便，其明顯不足體現(xiàn)在連接信號數(shù)較多，不利于設(shè)備小型化，難以滿足某些對控制裝置尺寸存在嚴格限制的場合需要等方面；其次，總線通信未采取冗余機制，一條信號線連接故障會導(dǎo)致通信任務(wù)失敗。

相比并行總線，串行總線的種類相對較多。按通信站點物理連接類型可劃分為點對點通信和多點互聯(lián)通信兩種，前者后者包括PCI Express、Rapid IO、SpaceWire、USB和1394等，后者包括I2C、1553B和CAN等。點對點通信總線帶寬則較高，通常都在200Mbps以上，而多點互聯(lián)串行通信總線在實際使用中存在通信帶寬較低的不足，大部分均在1Mbps以下。從使用的數(shù)據(jù)傳輸通道數(shù)目來看，I2C和CAN總線使用一條數(shù)據(jù)傳輸通道，未采用冗余設(shè)計；1553B總線采用2條數(shù)據(jù)傳輸通道，其中，一次傳輸僅占用一條數(shù)據(jù)傳輸通道，另一條數(shù)據(jù)傳輸通道存于熱備份狀態(tài)。通過增加數(shù)據(jù)傳輸通道的條數(shù)，可以顯著提高多點互聯(lián)串行通信總線的傳輸帶寬，與此同時，借鑒1553B總線冗余通信的特點，多點互聯(lián)串行通信總線應(yīng)包括備份數(shù)據(jù)通道，來提高通信系統(tǒng)的可靠性。但目前，在多點互聯(lián)串行通信領(lǐng)域，尚未有關(guān)于實現(xiàn)多條數(shù)據(jù)傳輸通道中故障自動診斷與數(shù)據(jù)傳輸通道自動切換方法的報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種面向多點互聯(lián)應(yīng)用的串行總線冗余通信方法，滿足多點互聯(lián)領(lǐng)域高帶寬通信需求，同時，該方法實現(xiàn)傳輸通道故障的自動診斷與隔離，以及傳輸失敗自動重傳功能。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種面向多點互聯(lián)應(yīng)用的串行總線冗余通信方法，步驟如下：

1)建立串行總線通信系統(tǒng)；所述串行總線通信系統(tǒng)包括1個主站點和N個從站點，每個從站點均分配各不相同的ID號；主站點發(fā)出傳輸命令，從站點檢測命令并發(fā)出響應(yīng)；所述串行總線通信系統(tǒng)中的串行總線由5條數(shù)據(jù)傳輸通道組成，工作時其中4條數(shù)據(jù)傳輸通道處于工作狀態(tài)，另外一條處于備份狀態(tài)；N為小于等于32的正整數(shù)；

2)將串行總線的5條數(shù)據(jù)傳輸通道依次順序編號，主站點在當前處于工作狀態(tài)的4條數(shù)據(jù)傳輸通道上發(fā)出傳輸命令至從站點，并等待從站點響應(yīng)；所述的傳輸命令和響應(yīng)均由同步頭段、數(shù)據(jù)線標識段和數(shù)據(jù)傳輸段三部分組成；

3)各從站點均監(jiān)聽全部5條數(shù)據(jù)傳輸通道，通過將接收的碼流與5種傳輸命令的格式進行比對，確定當前使用的4條數(shù)據(jù)傳輸通道以及傳輸命令種類；各從站點解析傳輸命令，當解析出正確格式的傳輸命令后，與傳輸命令中指定通信目標從站點ID相同的通信目標從站點完成該條傳輸命令的指定操作，并在檢測到本次傳輸命令的4條數(shù)據(jù)傳輸通道上，將響應(yīng)發(fā)送給主站點；當解析出錯誤的傳輸命令后，各從站點繼續(xù)監(jiān)聽數(shù)據(jù)傳輸通道；

4)主站點在4條工作數(shù)據(jù)傳輸通道上檢測響應(yīng)，若在預(yù)設(shè)的最大響應(yīng)時間內(nèi)未檢測到響應(yīng)，或雖檢測到響應(yīng)，但與預(yù)設(shè)的響應(yīng)格式不一致，主站點則判定本次傳輸失敗，跳至步驟5)；若主站點在允許的響應(yīng)的時間內(nèi)檢測到格式正確的響應(yīng)，跳至步驟8)；

5)主站點準備將傳輸命令進行重新傳輸，判斷若當前傳輸對應(yīng)的重傳次數(shù)小于預(yù)設(shè)的最大重傳次數(shù)，則主站點在全部5條數(shù)據(jù)傳輸通道上發(fā)出數(shù)據(jù)傳輸通道故障診斷命令至通信目標從站點，并跳至步驟6)；否則，判定當前傳輸?shù)闹貍魇。敛襟E8)；

6)通信目標從站點對接收到的數(shù)據(jù)傳輸通道故障診斷命令進行格式判斷，若收到格式正確的數(shù)據(jù)傳輸通道故障診斷命令的數(shù)據(jù)傳輸通道個數(shù)大于或等于2，則認定數(shù)據(jù)傳輸通道故障診斷命令有效，通信目標從站點在接收到正確的數(shù)據(jù)傳輸通道故障診斷命令碼流的傳輸數(shù)據(jù)傳輸通道上發(fā)出相應(yīng)的響應(yīng)至主站點；若收到格式正確的數(shù)據(jù)傳輸通道故障診斷命令的數(shù)據(jù)傳輸通道個數(shù)小于2，則通信目標從站點不發(fā)送響應(yīng)；

7)主站點在全部5條數(shù)據(jù)傳輸通道上檢測響應(yīng)，若未檢測到響應(yīng)或者檢測到響應(yīng)格式正確的數(shù)據(jù)傳輸通道條數(shù)小于4時，跳至步驟5)執(zhí)行；否則，主站點從響應(yīng)格式正確的數(shù)據(jù)傳輸通道中任選4條，作為新的4條處于工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)傳輸通道，用于進行下一次傳輸，并跳轉(zhuǎn)至步驟2)對傳輸命令進行重傳；

8)本次傳輸結(jié)束。