本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種網(wǎng)絡(luò)旁路裝置及其處理方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)器大多用到網(wǎng)絡(luò)旁路功能，主要用于防火墻、網(wǎng)閘等設(shè)備在軟件維護(hù)期及故障時(shí)能保證外網(wǎng)與內(nèi)網(wǎng)之間的暢通，每?jī)蓚€(gè)網(wǎng)口之間可以架設(shè)一組網(wǎng)絡(luò)旁路通道，網(wǎng)絡(luò)旁路由獨(dú)立的控制器管理，不依賴于主系統(tǒng)工作。

隨著服務(wù)器處理性能的日益增強(qiáng)，網(wǎng)口數(shù)量隨之增多，對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)旁路通道數(shù)量也大幅度增加。

由于網(wǎng)絡(luò)旁路由獨(dú)立的控制器管理，通道數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致需求的控制器管腳數(shù)量的增加。受常規(guī)控制芯片的管腳限制，單一的控制芯片能管理的網(wǎng)絡(luò)旁路通道數(shù)量受一定限制，比如：現(xiàn)在使用的網(wǎng)絡(luò)旁路方案中，網(wǎng)絡(luò)旁路通道數(shù)量最多為8個(gè)。

同時(shí)，在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)旁路方案中，為了實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備功能，采用了全自鎖繼電器的方案實(shí)現(xiàn)(每組網(wǎng)絡(luò)旁路通道需8個(gè)自鎖繼電器)，但在異常掉電時(shí)需要有額外的電能推動(dòng)繼電器的動(dòng)作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)旁路通道數(shù)量增加時(shí)，自鎖繼電器數(shù)量成倍增加，自鎖繼電器數(shù)量達(dá)到一定的程度，異常掉電時(shí)電容器的儲(chǔ)能將不足以推動(dòng)自鎖繼電器的動(dòng)作，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備的異常。

目前網(wǎng)絡(luò)旁路處理方法主要存在以下兩種：

1、通過(guò)控制器數(shù)量的堆疊，增加網(wǎng)絡(luò)旁路通道數(shù)量；采用一部分通道采用自鎖繼電器，支持雙機(jī)熱備功能；另一部分采用普通繼電器，不支持雙機(jī)熱備功能，通過(guò)這樣的方式來(lái)減少斷電時(shí)需要推動(dòng)工作的繼電器數(shù)量，從而降低 斷電時(shí)需求的電能總量(只有自鎖繼電器需要在斷電時(shí)消耗電能推動(dòng)其切換狀態(tài))。

該方法主要存在以下缺點(diǎn)：要求每個(gè)控制器的處理能力都較高，都能獨(dú)立實(shí)現(xiàn)所屬網(wǎng)絡(luò)旁路通道的全部控制功能，從而導(dǎo)致在旁路通道數(shù)量較多時(shí)控制器及外圍電路數(shù)量較多，成本的增加?？刂七壿嬢^為松散，應(yīng)用層軟件需要訪問(wèn)多個(gè)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)具體操作，軟件訪問(wèn)效率低，且出現(xiàn)故障較難定位，需要同步控制時(shí)一致性差(因?yàn)閭鬏斂偩€同一時(shí)間只能訪問(wèn)其中的一個(gè)控制器)。需要進(jìn)行參數(shù)配置時(shí)必須每個(gè)控制器單獨(dú)配置一遍，操作較為繁瑣。對(duì)于雙機(jī)熱備的應(yīng)用受到一定的限制，雙機(jī)熱備的應(yīng)用時(shí)只有部分網(wǎng)口能接入工作。

2、將多個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道合用一組控制線，使幾路網(wǎng)絡(luò)旁路通道聯(lián)動(dòng)，以減少網(wǎng)絡(luò)旁路控制器管腳的占用；由于執(zhí)行單元——繼電器的數(shù)量無(wú)法縮減，通過(guò)增加電源電流驅(qū)動(dòng)能力和增加儲(chǔ)能電容器的容量來(lái)實(shí)現(xiàn)斷電時(shí)提供更多的電能推動(dòng)自鎖繼電器的動(dòng)作。

該方法主要存在以下缺點(diǎn)：用戶的可獨(dú)立操作性差，幾路網(wǎng)絡(luò)旁路通道只能聯(lián)動(dòng)，不能獨(dú)立操作；需要定制電源，增加了電源方面的成本，通用性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中每個(gè)控制器的運(yùn)算量過(guò)大而導(dǎo)致成本過(guò)高、而且操作控制和故障定位困難，同時(shí)自鎖繼電器需求量過(guò)多的缺陷，提供一種網(wǎng)絡(luò)旁路裝置及其處理方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

構(gòu)造一種網(wǎng)絡(luò)旁路裝置，包括：

控制器單元，包括連接于處理端且與所述處理端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的主芯片及與所述主芯片交換數(shù)據(jù)的多個(gè)從芯片；其中，每一所述從芯片用于管理與之相連的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道，并與所述主芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；

驅(qū)動(dòng)器單元，連接于所述控制器單元與執(zhí)行器單元之間，所述驅(qū)動(dòng)器單元用于通過(guò)所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道連接于所述從芯片，依據(jù)所述控制器單元下發(fā)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行器單元工作；

所述執(zhí)行器單元，通過(guò)差分線連接于網(wǎng)絡(luò)端，所述執(zhí)行器單元用于處理與所述網(wǎng)絡(luò)端交互的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)。

在本發(fā)明所述的網(wǎng)絡(luò)旁路裝置中，所述主芯片包括：

主芯片初始化模塊，用于初始化主芯片的IO及RAM，讀取Flash數(shù)據(jù)及配置IO狀態(tài)，從而依據(jù)所述配置IO狀態(tài)更新自身狀態(tài)；

標(biāo)記模塊，用于依次判斷所述多個(gè)從芯片是否存在，若存在，則初始化存在的從芯片，若不存在，則標(biāo)記不存在的從芯片；

主芯片控制模塊，用于判斷主系統(tǒng)是否啟動(dòng)、所述主系統(tǒng)是否接收用戶指令、所述從芯片是否中斷、所述主系統(tǒng)是否關(guān)閉，并控制所述主芯片按照預(yù)設(shè)值向所述從芯片下達(dá)命令、按照所述指令下達(dá)命令、按照中斷狀態(tài)處理數(shù)據(jù)變更、按照預(yù)設(shè)值更新所述主芯片的數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明所述的網(wǎng)絡(luò)旁路裝置中，每一所述從芯片包括：

從芯片初始化模塊，用于初始化從芯片的IO及RAM，并置于中斷狀態(tài)以向所述主芯片請(qǐng)求數(shù)據(jù)，置于網(wǎng)絡(luò)工作初始狀態(tài)；

從芯片控制模塊，用于判斷是否接收到所述主芯片指令、WDT是否開(kāi)啟、所述WDT是否溢出、主系統(tǒng)是否關(guān)閉，并控制所述從芯片按照所述主芯片指令向所述網(wǎng)絡(luò)旁路通道下達(dá)命令、所述WDT計(jì)數(shù)、置于旁路狀態(tài)、向主芯片發(fā)送中斷信號(hào)、按照預(yù)設(shè)值向所述網(wǎng)絡(luò)旁路通道下達(dá)命令。

在本發(fā)明所述的網(wǎng)絡(luò)旁路裝置中，所述執(zhí)行器單元包括第一繼電器及多個(gè)第二繼電器；

所述第一繼電器用于將所述網(wǎng)絡(luò)端的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)置于可控狀態(tài)，從而于斷電時(shí)將所述網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)置于旁路狀態(tài)或直通狀態(tài)；

每一所述第二繼電器用于將所述網(wǎng)絡(luò)端的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)切換至旁路狀態(tài)。

在本發(fā)明所述的網(wǎng)絡(luò)旁路裝置中，所述驅(qū)動(dòng)器單元包括：

電流放大電路，用于驅(qū)動(dòng)所述第二繼電器工作；

H-Bridge電路，用于獲得正負(fù)可逆電流脈沖信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述第一繼電器工作。

另一方面，提供一種網(wǎng)絡(luò)旁路裝置的處理方法，提供上述網(wǎng)絡(luò)旁路裝置， 包括：

主芯片與所述處理端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并與多個(gè)從芯片交換數(shù)據(jù)；

每一所述從芯片管理與之相連的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道；

驅(qū)動(dòng)器單元通過(guò)所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道連接于所述從芯片，并依據(jù)所述控制器單元下發(fā)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器單元工作；

所述執(zhí)行器單元處理與網(wǎng)絡(luò)端交互的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)。

在本發(fā)明所述的處理方法中，所述主芯片與所述處理端進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并與多個(gè)從芯片交換數(shù)據(jù)的步驟包括以下子步驟：

S11、初始化主芯片的IO及RAM，讀取Flash數(shù)據(jù)及配置IO狀態(tài)，從而依據(jù)所述配置IO狀態(tài)更新自身狀態(tài)；所述步驟S11包括以下子步驟：

S110、所述主芯片上電啟動(dòng)；

S111、初始化所述主芯片的IO；

S112、讀取Flash數(shù)據(jù)；

S113、初始化所述主芯片的RAM；

S114、讀取配置IO狀態(tài)；

S115、依據(jù)所述配置IO狀態(tài)更新所述主芯片的狀態(tài)；

S12、依次判斷所述多個(gè)從芯片是否存在，若存在，則初始化存在的從芯片，若不存在，則標(biāo)記不存在的從芯片；所述步驟S12包括以下子步驟：

S121、判斷序號(hào)為p的從芯片是否存在，若否，轉(zhuǎn)至步驟S122，若是，轉(zhuǎn)至步驟S123；

S122、標(biāo)記序號(hào)為p的從芯片不存在，令p＝p+1，轉(zhuǎn)至步驟S121；

S123、初始化序號(hào)為p的從芯片，令p＝p+1，轉(zhuǎn)至步驟S121；

S13、判斷主系統(tǒng)是否啟動(dòng)、所述主系統(tǒng)是否接收用戶指令、所述從芯片是否中斷、所述主系統(tǒng)是否關(guān)閉，并控制所述主芯片按照預(yù)設(shè)值向所述從芯片下達(dá)命令、按照所述指令下達(dá)命令、按照中斷狀態(tài)處理數(shù)據(jù)變更、按照預(yù)設(shè)值更新所述主芯片的數(shù)據(jù)；所述步驟S13包括以下子步驟：

S131、判斷主系統(tǒng)是否啟動(dòng)，若是，轉(zhuǎn)至步驟S132，若否，轉(zhuǎn)至步驟133；

S132、所述主芯片按照預(yù)設(shè)值向所述從芯片下達(dá)命令；

S133、判斷所述主系統(tǒng)是否接收用戶指令，若是，轉(zhuǎn)至步驟S134，若否，轉(zhuǎn)至步驟S135；

S134、所述主芯片按照所述指令向所述從芯片下達(dá)命令；

S135、判斷所述從芯片是否中斷，若是，轉(zhuǎn)至步驟S136，若否，轉(zhuǎn)至步驟S137；

S136、按照中斷狀態(tài)處理數(shù)據(jù)變更；

S137、判斷所述主系統(tǒng)是否關(guān)閉，若是，轉(zhuǎn)至步驟S138，若否，轉(zhuǎn)至步驟S131；

S138、按照預(yù)設(shè)值更新所述主芯片的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)至步驟S131。

在本發(fā)明所述的處理方法中，所述每一所述從芯片管理與之相連的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道的步驟包括以下子步驟：

S21、初始化從芯片的IO及RAM，并置于中斷狀態(tài)以向所述主芯片請(qǐng)求數(shù)據(jù)，置于網(wǎng)絡(luò)工作初始狀態(tài)；所述步驟S21包括以下子步驟：

S210、所述從芯片上電啟動(dòng)；

S211、初始化所述從芯片的IO；

S212、所述從芯片置于中斷狀態(tài)以向所述主芯片請(qǐng)求數(shù)據(jù)；

S213、初始化所述從芯片的RAM；

S214、將所述從芯片置于網(wǎng)絡(luò)工作初始狀態(tài)；

S22、判斷是否接收到所述主芯片指令、WDT是否開(kāi)啟、所述WDT是否溢出、主系統(tǒng)是否關(guān)閉，并控制所述從芯片按照所述主芯片指令向所述網(wǎng)絡(luò)旁路通道下達(dá)命令、所述WDT計(jì)數(shù)、置于旁路狀態(tài)、向主芯片發(fā)送中斷信號(hào)、按照預(yù)設(shè)值向所述網(wǎng)絡(luò)旁路通道下達(dá)命令；所述步驟S22包括以下子步驟：

S221、判斷所述從芯片是否接收到所述主芯片指令，若是，轉(zhuǎn)至步驟S222，若否，轉(zhuǎn)至步驟S223；

S222、控制所述從芯片按照所述主芯片指令向所述網(wǎng)絡(luò)旁路通道下達(dá)命令；

S223、判斷所述WDT是否開(kāi)啟，若是，轉(zhuǎn)至步驟S224，若否，轉(zhuǎn)至步驟S228；

S224、控制所述WDT計(jì)數(shù)；

S225、判斷所述WDT是否溢出，若是，轉(zhuǎn)至步驟S226，若否，轉(zhuǎn)至步驟S228；

S226、將所述從芯片置于旁路狀態(tài)；

S227、所述從芯片向所述主芯片發(fā)送中斷信號(hào)，并等待所述主芯片響應(yīng)所述中斷信號(hào)并清理終端標(biāo)志；

S228、判斷主系統(tǒng)是否關(guān)閉，若是，轉(zhuǎn)至步驟S229，若否，轉(zhuǎn)至步驟S221；

S229、控制所述從芯片按照預(yù)設(shè)值向所述網(wǎng)絡(luò)旁路通道下達(dá)命令，轉(zhuǎn)至步驟S221。

在本發(fā)明所述的處理方法中，所述執(zhí)行器單元包括第一繼電器及多個(gè)第二繼電器；所述執(zhí)行器單元處理與網(wǎng)絡(luò)端交互的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)的步驟包括以下子步驟：

S41、所述第一繼電器將所述網(wǎng)絡(luò)端的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)置于可控狀態(tài)，從而于斷電時(shí)將所述網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)置于旁路狀態(tài)或直通狀態(tài)；

S42、每一所述第二繼電器將所述網(wǎng)絡(luò)端的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)切換至旁路狀態(tài)。

在本發(fā)明所述的處理方法中，所述驅(qū)動(dòng)器單元通過(guò)所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道連接于所述從芯片，并依據(jù)所述控制器單元下發(fā)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器單元工作的步驟包括以下步驟：

S31、通過(guò)電流放大電路驅(qū)動(dòng)所述第二繼電器工作；

S32、通過(guò)H-Bridge電路獲得正負(fù)可逆電流脈沖信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述第一繼電器工作。

上述公開(kāi)的一種網(wǎng)絡(luò)旁路裝置及其處理方法具有以下有益效果：級(jí)聯(lián)式旁路控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既增加網(wǎng)絡(luò)旁路通道數(shù)量，上層軟件、參數(shù)配置，又能進(jìn)行統(tǒng)一控制，級(jí)聯(lián)式旁路控制器分工運(yùn)作，每個(gè)控制器需求的運(yùn)算性能大幅度降低，可采用低成本的控制器實(shí)現(xiàn)。所有數(shù)據(jù)資料的管理由同一個(gè)控制器負(fù)責(zé)，數(shù)據(jù)可以集中獲取和下發(fā)，操作控制和故障定位都非常簡(jiǎn)單。同時(shí)，創(chuàng)新的普通繼電器加自鎖繼電器組合的網(wǎng)絡(luò)旁路執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在不增加繼電器數(shù)量的基礎(chǔ)上，既實(shí)現(xiàn)了針對(duì)雙機(jī)熱備的應(yīng)用功能要求，又大幅度減少了自鎖繼電器的數(shù) 量，從降低了在斷電瞬間需要推動(dòng)自鎖繼電器工作的電能，使得常規(guī)ATX(Advanced Technology Extended)電源即能滿足要求。

附圖說(shuō)明

圖1a為本發(fā)明提供的主系統(tǒng)工作在網(wǎng)絡(luò)旁路關(guān)閉模式的示意圖；

圖1b為本發(fā)明提供的主系統(tǒng)工作在網(wǎng)絡(luò)旁路模式的示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的網(wǎng)絡(luò)旁路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的控制器單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的執(zhí)行器單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的網(wǎng)絡(luò)旁路裝置的處理方法的流程圖；

圖6為本發(fā)明提供的主芯片的工作流程圖；

圖7為本發(fā)明提供的從芯片的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種網(wǎng)絡(luò)旁路裝置1及其處理方法，其目的在于，解決多通道網(wǎng)絡(luò)旁路(如40路通道)成本高的問(wèn)題，避免多個(gè)獨(dú)立控制器堆疊導(dǎo)致的高成本、結(jié)構(gòu)松散、軟件執(zhí)行效率低、故障定位困難等缺陷，同時(shí)解決自鎖繼電器數(shù)量過(guò)多導(dǎo)致斷電情況下電源儲(chǔ)能不夠用的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)可靠一體化通用方案。

網(wǎng)絡(luò)旁路裝置1在網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)器整機(jī)架構(gòu)中所處位置如圖1a及圖1b所示，圖1a為本發(fā)明提供的主系統(tǒng)100工作在網(wǎng)絡(luò)旁路關(guān)閉模式的示意圖，圖1b為本發(fā)明提供的主系統(tǒng)100工作在網(wǎng)絡(luò)旁路模式的示意圖。其中，圖1a工作在網(wǎng)絡(luò)旁路關(guān)閉模式(即處理端2正常工作模式)，圖1b工作在網(wǎng)絡(luò)旁路模式(即處理端2不介入工作模式)。

參見(jiàn)圖2，圖2為本發(fā)明提供的網(wǎng)絡(luò)旁路裝置1的結(jié)構(gòu)示意圖。網(wǎng)絡(luò)旁路裝置1為了實(shí)現(xiàn)其功能，又可以分解為控制器單元11、驅(qū)動(dòng)器單元12、執(zhí)行 器單元13三個(gè)部分。

控制器單元11，包括連接于處理端2且與所述處理端2進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的主芯片及與所述主芯片交換數(shù)據(jù)的多個(gè)從芯片；其中，每一所述從芯片用于管理與之相連的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道113，并與所述主芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；

驅(qū)動(dòng)器單元12，連接于所述控制器單元11與執(zhí)行器單元13之間，所述驅(qū)動(dòng)器單元12用于通過(guò)所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道113連接于所述從芯片，依據(jù)所述控制器單元11下發(fā)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)所述執(zhí)行器單元13工作；

所述執(zhí)行器單元13，通過(guò)差分線連接于網(wǎng)絡(luò)端3，所述執(zhí)行器單元13用于處理與所述網(wǎng)絡(luò)端3交互的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)。

綜上，控制器單元11負(fù)責(zé)與處理端2的數(shù)據(jù)交互，網(wǎng)絡(luò)旁路相關(guān)數(shù)據(jù)的管理，以及控制命令的下達(dá)。驅(qū)動(dòng)器單元12負(fù)責(zé)將控制器單元11下達(dá)的命令轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器單元13的信號(hào)。執(zhí)行單元負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的通路連接方向。

參見(jiàn)圖3，圖3為本發(fā)明提供的控制器單元11的結(jié)構(gòu)示意圖，該方案針對(duì)網(wǎng)絡(luò)旁路通道113數(shù)量增加過(guò)多時(shí)，單一的控制器芯片管腳數(shù)量是無(wú)法滿足要求的，比如，現(xiàn)有技術(shù)中，采用FPGA(Field-Programmable Gate Array)控制8通道網(wǎng)絡(luò)旁路的方案，每個(gè)通道至少需要2根自鎖繼電器的控制線、2根指示燈線，外加與處理端2通信的總線、擴(kuò)展存儲(chǔ)芯片的總線、組合邏輯控制線等，一共需要超過(guò)40個(gè)IO(In/Out)管腳來(lái)排布所需求的功能。如果將通道數(shù)量擴(kuò)展到40組，則需要的控制芯片IO管腳數(shù)量將超過(guò)170個(gè)，給控制器芯片的選型造成了相當(dāng)?shù)碾y度，同時(shí)也會(huì)給PCB(Printed Circuit Board)布線增加一定的復(fù)雜度，成本會(huì)大幅度增加。

因此，本實(shí)施例將控制器單元11分解為兩級(jí)進(jìn)行處理。具體的，第一級(jí)控制器111為網(wǎng)絡(luò)旁路控制器的主芯片，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路系統(tǒng)100中只有一個(gè)主芯片，負(fù)責(zé)與處理端2的數(shù)據(jù)交換，網(wǎng)絡(luò)旁路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存取以及第二級(jí)控制器112的管理。第二級(jí)控制器112為網(wǎng)絡(luò)旁路控制器的從芯片，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路系統(tǒng)100中可以有一個(gè)或多個(gè)從芯片(本實(shí)施案例中為1-10個(gè)從芯片，最多為10個(gè))，從芯片不直接與處理端2交換數(shù)據(jù)，而是負(fù)責(zé)與主芯片交換數(shù)據(jù)，同時(shí)管理自己所負(fù)責(zé)的部分網(wǎng)絡(luò)旁路通道113(本實(shí)施案例中每個(gè)從芯片管理 4個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道113，因此最多可以支持到40個(gè)通道)，下達(dá)相關(guān)命令給自己所負(fù)責(zé)的網(wǎng)絡(luò)旁路通道113的驅(qū)動(dòng)器單元12，其中包含了自己所負(fù)責(zé)的部分網(wǎng)絡(luò)旁路通道113的Watchdog計(jì)數(shù)等工作。

由于第一級(jí)控制器111只做數(shù)據(jù)管理，第二級(jí)控制器112只管理少部分網(wǎng)絡(luò)旁路通道113，因而對(duì)需求的控制器芯片的運(yùn)算能力要求大為降低，IO管腳數(shù)量也相對(duì)較少，單個(gè)控制芯片的成本大幅度下降，選型較為容易。本實(shí)施案例中采用入門級(jí)的Cortex-M0級(jí)的ARM芯片，替代的還可以是單片機(jī)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA等類型芯片。本實(shí)施案例中主芯片與從芯片之間采用12C協(xié)議配合中斷線進(jìn)行通信，數(shù)據(jù)訪問(wèn)的發(fā)起由主芯片控制發(fā)出，而當(dāng)從芯片狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)(比如，Watchdog“看門狗”超時(shí)溢出)，從芯片通過(guò)中斷線通知主芯片。

控制器分為兩級(jí)之后，軟件工作流程相對(duì)比較復(fù)雜，第一級(jí)控制器111(主芯片)和第二級(jí)控制器112(從芯片)均有獨(dú)立的軟件工作流程(即功能模塊)。

具體的，所述主芯片包括以下功能模塊：

主芯片初始化模塊，用于初始化主芯片的IO及RAM(random access memory)，讀取Flash數(shù)據(jù)及配置IO狀態(tài)，從而依據(jù)所述配置IO狀態(tài)更新自身狀態(tài)；

標(biāo)記模塊，用于依次判斷所述多個(gè)從芯片是否存在，若存在，則初始化存在的從芯片，若不存在，則標(biāo)記不存在的從芯片；

主芯片控制模塊，用于判斷主系統(tǒng)100是否啟動(dòng)、所述主系統(tǒng)100是否接收用戶指令、所述從芯片是否中斷、所述主系統(tǒng)100是否關(guān)閉，并控制所述主芯片按照預(yù)設(shè)值向所述從芯片下達(dá)命令、按照所述指令下達(dá)命令、按照中斷狀態(tài)處理數(shù)據(jù)變更、按照預(yù)設(shè)值更新所述主芯片的數(shù)據(jù)。

每一所述從芯片包括以下功能模塊：

從芯片初始化模塊，用于初始化從芯片的IO及RAM，并置于中斷狀態(tài)以向所述主芯片請(qǐng)求數(shù)據(jù)，置于網(wǎng)絡(luò)工作初始狀態(tài)；

從芯片控制模塊，用于判斷是否接收到所述主芯片指令、WDT(WatchDog Timer，看門狗)是否開(kāi)啟、所述WDT是否溢出、主系統(tǒng)100是否關(guān)閉，并 控制所述從芯片按照所述主芯片指令向所述網(wǎng)絡(luò)旁路通道113下達(dá)命令、所述WDT計(jì)數(shù)、置于旁路狀態(tài)、向主芯片發(fā)送中斷信號(hào)、按照預(yù)設(shè)值向所述網(wǎng)絡(luò)旁路通道113下達(dá)命令。

在兩級(jí)控制器中，都單獨(dú)處理了主系統(tǒng)100關(guān)閉的控制信號(hào)，其中第一級(jí)控制器111進(jìn)行了更新數(shù)據(jù)的動(dòng)作，第二級(jí)控制器112進(jìn)行了按預(yù)設(shè)值下命令的動(dòng)作，而沒(méi)有采用由第一級(jí)控制器111向第二級(jí)控制器112發(fā)命令的方式，目的是為了提高主系統(tǒng)100關(guān)閉的控制信號(hào)發(fā)出后，網(wǎng)絡(luò)旁路控制器整體的處理速度，以便于在最短的時(shí)間內(nèi)推動(dòng)自鎖繼電器的動(dòng)作。主系統(tǒng)100關(guān)閉可能是正常關(guān)機(jī)或者異常斷電，如果是異常斷電則電源的儲(chǔ)能有限，需要網(wǎng)絡(luò)旁路控制器的快速響應(yīng)。

參見(jiàn)圖4，圖4為本發(fā)明提供的執(zhí)行器單元13的結(jié)構(gòu)示意圖，所述執(zhí)行器單元13包括第一繼電器131(即自鎖繼電器)及多個(gè)第二繼電器132(即普通繼電器)；如此設(shè)置的原因?yàn)椋弘娍谇д拙W(wǎng)絡(luò)信號(hào)分為4對(duì)差分線，網(wǎng)絡(luò)旁路執(zhí)行單元用8個(gè)繼電器來(lái)控制這4對(duì)差分線的通路。最初的網(wǎng)絡(luò)旁路執(zhí)行單元由8個(gè)普通繼電器組成，對(duì)應(yīng)的控制端(觸點(diǎn))分為常閉觸點(diǎn)和常開(kāi)觸點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)旁路狀態(tài)采用常閉觸點(diǎn)接通，因此最初的網(wǎng)絡(luò)旁路機(jī)構(gòu)在斷電后只能處于網(wǎng)絡(luò)旁路狀態(tài)，不可控制，不能適用于雙機(jī)熱備的環(huán)境，好處是在異常斷電時(shí)不需要額外的電能推動(dòng)繼電器動(dòng)作，繼電器自動(dòng)將常閉觸點(diǎn)閉合。

針對(duì)上述雙機(jī)熱備的應(yīng)用的缺陷，本實(shí)施例改用8個(gè)自鎖繼電器控制網(wǎng)絡(luò)旁路，用脈沖信號(hào)觸發(fā)繼電器狀態(tài)的改變，不再存在常閉觸點(diǎn)和常開(kāi)觸點(diǎn)。但這種情況下，在異常斷電時(shí)需要額外的電能推動(dòng)繼電器動(dòng)作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)旁路通道113數(shù)量增加時(shí)，自鎖繼電器的數(shù)量成倍增加，對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流相應(yīng)成倍增加。以單顆繼電器23mA電流為例，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)旁路通道113達(dá)到40個(gè)時(shí)，繼電器數(shù)量達(dá)到320個(gè)，電流高達(dá)7.36A。斷電后要以這樣大的電流推動(dòng)繼電器動(dòng)作是相當(dāng)困難的。

因此，結(jié)合兩種網(wǎng)絡(luò)旁路執(zhí)行單元的優(yōu)缺點(diǎn)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道113采用7個(gè)普通繼電器加1個(gè)自鎖繼電器組合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。在斷電時(shí)，7個(gè)普通繼電器將3對(duì)網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)切換到旁路狀態(tài)，而剩余的1個(gè)自鎖繼電器控制的關(guān) 鍵1對(duì)網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)將處于可控狀態(tài)，在斷電瞬間系統(tǒng)100利用剩余電能將其置于網(wǎng)絡(luò)旁路模式或者直通模式。通過(guò)這種方式，大大減少了自鎖繼電器的數(shù)量，減小了斷電時(shí)需要推動(dòng)自鎖繼電器動(dòng)作的電流

綜上，所述第一繼電器131用于將所述網(wǎng)絡(luò)端3的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)置于可控狀態(tài)，從而于斷電時(shí)將所述網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)置于旁路狀態(tài)或直通狀態(tài)；

每一所述第二繼電器132用于將所述網(wǎng)絡(luò)端3的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)切換至旁路狀態(tài)。

驅(qū)動(dòng)器單元12分為兩部分，一部分通過(guò)電流放大驅(qū)動(dòng)普通繼電器工作，另一部分通過(guò)H-Bridge電路獲得正負(fù)可逆的大電流脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)自鎖繼電器工作。具體的，所述驅(qū)動(dòng)器單元12包括：

電流放大電路，用于驅(qū)動(dòng)所述第二繼電器132工作；

H-Bridge電路，用于獲得正負(fù)可逆電流脈沖信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述第一繼電器131工作。

參見(jiàn)圖5，圖5為本發(fā)明提供的網(wǎng)絡(luò)旁路裝置1的處理方法的流程圖；該處理方法采用上述網(wǎng)絡(luò)旁路裝置1實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：

S1、主芯片與所述處理端2進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并與多個(gè)從芯片交換數(shù)據(jù)；參見(jiàn)圖6，圖6為本發(fā)明提供的主芯片的工作流程圖，S1包括以下子步驟S11-S13：

S11、初始化主芯片的IO及RAM，讀取Flash數(shù)據(jù)及配置IO狀態(tài)，從而依據(jù)所述配置IO狀態(tài)更新自身狀態(tài)；所述步驟S11包括以下子步驟S110-S115：

S110、所述主芯片上電啟動(dòng)；

S111、初始化所述主芯片的IO；

S112、讀取Flash數(shù)據(jù)；

S113、初始化所述主芯片的RAM；

S114、讀取配置IO狀態(tài)；

S115、依據(jù)所述配置IO狀態(tài)更新所述主芯片的狀態(tài)；

S12、依次判斷所述多個(gè)從芯片是否存在，若存在，則初始化存在的從芯片，若不存在，則標(biāo)記不存在的從芯片；所述步驟S12包括以下子步驟 S121-1S123：

S121、判斷序號(hào)為p的從芯片是否存在，若否，轉(zhuǎn)至步驟S122，若是，轉(zhuǎn)至步驟S123；

S122、標(biāo)記序號(hào)為p的從芯片不存在，令p＝p+1，轉(zhuǎn)至步驟S121；

S123、初始化序號(hào)為p的從芯片，令p＝p+1，轉(zhuǎn)至步驟S121；該處以圖3所示的控制器單元11的結(jié)構(gòu)示意圖為例，首先對(duì)從芯片加上序號(hào)1-10，并令p＝1，每判斷完一個(gè)從芯片則p+1，直至判斷完所有的從芯片為止。

S13、判斷主系統(tǒng)100是否啟動(dòng)、所述主系統(tǒng)100是否接收用戶指令、所述從芯片是否中斷、所述主系統(tǒng)100是否關(guān)閉，并控制所述主芯片按照預(yù)設(shè)值向所述從芯片下達(dá)命令、按照所述指令下達(dá)命令、按照中斷狀態(tài)處理數(shù)據(jù)變更、按照預(yù)設(shè)值更新所述主芯片的數(shù)據(jù)；所述步驟S13包括以下子步驟S131-S138：

S131、判斷主系統(tǒng)100是否啟動(dòng)，若是，轉(zhuǎn)至步驟S132，若否，轉(zhuǎn)至步驟133；

S132、所述主芯片按照預(yù)設(shè)值向所述從芯片下達(dá)命令；

S133、判斷所述主系統(tǒng)100是否接收用戶指令，若是，轉(zhuǎn)至步驟S134，若否，轉(zhuǎn)至步驟S135；

S134、所述主芯片按照所述指令向所述從芯片下達(dá)命令；

S135、判斷所述從芯片是否中斷，若是，轉(zhuǎn)至步驟S136，若否，轉(zhuǎn)至步驟S137；

S136、按照中斷狀態(tài)處理數(shù)據(jù)變更；

S137、判斷所述主系統(tǒng)100是否關(guān)閉，若是，轉(zhuǎn)至步驟S138，若否，轉(zhuǎn)至步驟S131；

S138、按照預(yù)設(shè)值更新所述主芯片的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)至步驟S131。

S2、每一所述從芯片管理與之相連的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道113；參見(jiàn)圖7，圖7為本發(fā)明提供的從芯片的工作流程圖。所述S2包括以下子步驟S21-S22：

S21、初始化從芯片的IO及RAM，并置于中斷狀態(tài)以向所述主芯片請(qǐng)求數(shù)據(jù)，置于網(wǎng)絡(luò)工作初始狀態(tài)；所述步驟S21包括以下子步驟：

S210、所述從芯片上電啟動(dòng)；

S211、初始化所述從芯片的IO；

S212、所述從芯片置于中斷狀態(tài)以向所述主芯片請(qǐng)求數(shù)據(jù)；

S213、初始化所述從芯片的RAM；

S214、將所述從芯片置于網(wǎng)絡(luò)工作初始狀態(tài)；

S22、判斷是否接收到所述主芯片指令、WDT是否開(kāi)啟、所述WDT是否溢出、主系統(tǒng)100是否關(guān)閉，并控制所述從芯片按照所述主芯片指令向所述網(wǎng)絡(luò)旁路通道113下達(dá)命令、所述WDT計(jì)數(shù)、置于旁路狀態(tài)、向主芯片發(fā)送中斷信號(hào)、按照預(yù)設(shè)值向所述網(wǎng)絡(luò)旁路通道113下達(dá)命令；所述步驟S22包括以下子步驟：

S221、判斷所述從芯片是否接收到所述主芯片指令，若是，轉(zhuǎn)至步驟S222，若否，轉(zhuǎn)至步驟S223；

S222、控制所述從芯片按照所述主芯片指令向所述網(wǎng)絡(luò)旁路通道113下達(dá)命令；

S223、判斷所述WDT是否開(kāi)啟，若是，轉(zhuǎn)至步驟S224，若否，轉(zhuǎn)至步驟S228；

S224、控制所述WDT計(jì)數(shù)；

S225、判斷所述WDT是否溢出，若是，轉(zhuǎn)至步驟S226，若否，轉(zhuǎn)至步驟S228；

S226、將所述從芯片置于旁路狀態(tài)；

S227、所述從芯片向所述主芯片發(fā)送中斷信號(hào)，并等待所述主芯片響應(yīng)所述中斷信號(hào)并清理終端標(biāo)志；

S228、判斷主系統(tǒng)100是否關(guān)閉，若是，轉(zhuǎn)至步驟S229，若否，轉(zhuǎn)至步驟S221；

S229、控制所述從芯片按照預(yù)設(shè)值向所述網(wǎng)絡(luò)旁路通道113下達(dá)命令，轉(zhuǎn)至步驟S221。

S3、驅(qū)動(dòng)器單元12通過(guò)所述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)旁路通道113連接于所述從芯片，并依據(jù)所述控制器單元11下發(fā)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器單元13工作；所述步驟S3包括以下步驟S31-S32：

S31、通過(guò)電流放大電路驅(qū)動(dòng)所述第二繼電器132工作；

S32、通過(guò)H-Bridge電路獲得正負(fù)可逆電流脈沖信號(hào)以驅(qū)動(dòng)所述第一繼電器131工作。

S4、所述執(zhí)行器單元13處理與網(wǎng)絡(luò)端3交互的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)。所述步驟S4包括以下子步驟S41-S42：

S41、所述第一繼電器131將所述網(wǎng)絡(luò)端3的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)置于可控狀態(tài)，從而于斷電時(shí)將所述網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)置于旁路狀態(tài)或直通狀態(tài)；

S42、每一所述第二繼電器132將所述網(wǎng)絡(luò)端3的網(wǎng)絡(luò)差分信號(hào)切換至旁路狀態(tài)。

綜上，本申請(qǐng)的有益效果至少有以下兩點(diǎn)：

1、級(jí)聯(lián)式旁路控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既增加網(wǎng)絡(luò)旁路通道113數(shù)量，上層軟件、參數(shù)配置又能進(jìn)行統(tǒng)一控制，級(jí)聯(lián)式旁路控制器分工運(yùn)作，每個(gè)控制器需求的運(yùn)算性能大幅度降低，可采用低成本的控制器實(shí)現(xiàn)。所有數(shù)據(jù)資料的管理由同一個(gè)控制器負(fù)責(zé)，數(shù)據(jù)可以集中獲取和下發(fā)，操作控制和故障定位都非常簡(jiǎn)單。

2、創(chuàng)新的普通繼電器+自鎖繼電器組合的網(wǎng)絡(luò)旁路執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在不增加繼電器數(shù)量的基礎(chǔ)上，每組旁路采用7個(gè)普通繼電器+1個(gè)自鎖繼電器的方式，既實(shí)現(xiàn)了針對(duì)雙機(jī)熱備的應(yīng)用功能要求，又大幅度減少了自鎖繼電器的數(shù)量，從降低了在斷電瞬間需要推動(dòng)自鎖繼電器工作的電能，使得常規(guī)ATX電源即能滿足要求。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。