[發(fā)明專利]基于SWITCH芯片的板間數(shù)據(jù)交互裝置及數(shù)據(jù)交互方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410426357.6
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104168172A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 叢春濤;劉鑫;張中方;楊松;寧辰;王彬
• 申請（專利權）人: 積成電子股份有限公司
• 主分類號: H04L12/46
• 分類號: H04L12/46;H04L12/28;G06F13/38;G06F15/163
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 劉玉玲

技術領域

本發(fā)明涉及多板卡裝置內各單板之間的數(shù)據(jù)交互方式，具體涉及一種基于SWITCH芯片的板間數(shù)據(jù)交互裝置及數(shù)據(jù)交互方法。

背景技術

隨著計算機技術的不斷發(fā)展，電力用戶對電力自動化的需求不斷提高，從而導致電力自動化裝置設計越來越復雜；尤其是智能變電站內部所采用的自動化裝置，已經(jīng)很難在一塊板卡上實現(xiàn)全部功能。現(xiàn)在，智能變電站自動化產(chǎn)品的設計，基本都是采用多個分板卡加背板的方式來實現(xiàn)；多個分板卡各自實現(xiàn)不同的功能，各分板之間的數(shù)據(jù)交互通過背板來實現(xiàn)。由于各分板的設計越來越復雜，各個分板間的交互數(shù)據(jù)量越來越大。

?現(xiàn)在，各分板之間的數(shù)據(jù)交互，基本都是采用自定義總線的方式來實現(xiàn)。初期，自定義總線方式完全可以滿足設計需要；但是后續(xù)板卡越來越多，交互的數(shù)據(jù)量也越來越大，總線的方式顯得越來不靈活，同時導致背板的設計越來越復雜，背板的復用性很差，而且各分板的接口設計也不具有通用性。當各個板卡功能劃分有變化時，自定義總線方式的接口設計也不利于二次開發(fā)，會增加背板設計的工作量，另外也會導致板卡配置指令格式的修改，不利于上層軟件的通用。

發(fā)明內容

????為解決上述問題，本發(fā)明采用SWITCH芯片代替自定義的總線，完成各功能板之間的數(shù)據(jù)交互。

????本發(fā)明采用的具體方案為：一種基于SWITCH芯片的板間數(shù)據(jù)交互裝置，包括至少兩個功能板，還包括一信息交換板，信息交換板上裝有SWITCH芯片，各功能板設有接口芯片并通過以太網(wǎng)媒體接口與信息交換板連接，信息交換板設有用于連接上位機的配置接口。上位機通過配置接口定義配置幀的類型，實現(xiàn)對各功能板MAC地址的設定，同時設定功能板的功能和參數(shù)，還可方便的實現(xiàn)對功能板的遠程升級；而各功能板的數(shù)據(jù)可通過SWITCH芯片的配置接口轉發(fā)給上位機。本發(fā)明通過配置幀來劃分VLAN，實現(xiàn)特定功能板之間的通訊，此方法可以有效減少不必要的數(shù)據(jù)交互，提高各個功能板的數(shù)據(jù)交互能力。

????為實現(xiàn)與SWITCH芯片的接口通信，功能板上應設置接口芯片，優(yōu)選的，所述的接口芯片采用FPGA芯片或PHY芯片，通過它完成配置幀的解析和正常數(shù)據(jù)幀的轉發(fā)。

優(yōu)選的，所述的以太網(wǎng)媒體接口采用MII?接口或RMII接口或GMII?接口或RGMII接口。板間通訊數(shù)據(jù)量不大時，一般采用百兆MAC的MII?接口，若后續(xù)板間通訊數(shù)據(jù)量增大時，可升級為千兆MAC的GMII接口，也可以是簡化后的RMII接口或RGMII接口。

優(yōu)選的，所述的配置接口采用千兆以太網(wǎng)口，這樣一般功能板采用百兆口連接，數(shù)據(jù)轉發(fā)時不會出現(xiàn)堵塞。

????進一步，所述的信息交換板設有預留接口，便于連接其他功能板，增加后續(xù)功能。

????功能板可通過接口直接與信息交換板連接通訊，但通常為了插接方便，會配合一背板來插接各功能板和信息交換板，因此，優(yōu)選的，本發(fā)明還包括一背板，各功能板和信息交換板通過背板上的連線連接。通過背板上成熟的MII總線，實現(xiàn)功能板與信息交換板的連接，克服自定義總線時操作的復雜性以及背板通用性差、可靠性低的缺陷。

采用上述裝置進行板間數(shù)據(jù)交互的方法，上位機通過配置接口設置各功能板的MAC地址和功能板的功能，各功能板通過SWITCH芯片進行單板間的數(shù)據(jù)交互，并通過SWITCH芯片與上位機進行通訊。配置MAC地址后，可通過SWITCH芯片實現(xiàn)任意兩功能板之間的數(shù)據(jù)交互，帶寬可到100M，并且各板卡之間相互不影響。配置完成后，各功能板的數(shù)據(jù)信息，可以通過SWITCH芯片直接轉發(fā)到上位機。

具體的，設置功能板MAC地址的過程如下：上位機中的軟件以廣播形式向SWITCH芯片下發(fā)配置MAC地址的配置幀，由SWITCH芯片將配置幀轉發(fā)到所有功能板，各功能板依據(jù)自己所在的槽位標號，選擇與之對應的配置幀，接收配置幀信息后，解析出MAC地址，作為本功能板的MAC地址。不同槽位有不同的標號，配置幀中含有各功能板的槽位標號，若配置幀中的標號與其所在槽位標號相同，則該功能板接收該配置信息，不同則不接收，以此選擇對應的配置幀信息。

具體的，設置功能板功能的過程如下：上位機中的軟件向各功能板下發(fā)包含某些功能的配置幀，明確各功能板的功能。如：定義功能板發(fā)送數(shù)據(jù)格式的配置幀，修改功能板時間的配置幀等。配置完成后，該裝置正常工作，各功能板通過SWITCH芯片進行數(shù)據(jù)通訊。

本發(fā)明的有益效果如下：

1、降低了背板設計的復雜度，同時增強了背板的兼容性；

2、背板采用很成熟的MII總線實現(xiàn)，可靠性要高于自定義總線；