本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域,具體涉及一種單板上多個(gè)處理器調(diào)試口復(fù)用切換方法和裝置。

技術(shù)背景

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)路由器提出了更高的要求，路由器系統(tǒng)的復(fù)雜度越來越高，在單個(gè)單板（處理器模塊）上采用兩個(gè)或者多個(gè)處理器的設(shè)計(jì)層出不窮。為了節(jié)約單板的成本和PCB空間，提升用戶體驗(yàn)，多個(gè)處理器之間調(diào)試口（串口和網(wǎng)口）的復(fù)用成為設(shè)計(jì)中必須精心處理的問題?，F(xiàn)有技術(shù)對(duì)于單板上多個(gè)處理器串口、網(wǎng)口復(fù)用的切換方法已比較成熟。中國專利申請(qǐng)CN201310220104.9，設(shè)計(jì)了多個(gè)處理器的串口切換電路，能將多個(gè)處理器的串口共用一個(gè)面板串口插座，通過拔插跳線帽來實(shí)現(xiàn)面板串口插座連接到不同的處理器串口。另一件中國專利申請(qǐng)CN200910172971.3，發(fā)明了一種以太網(wǎng)口切換方法和裝置，能夠通過撥碼開關(guān)控制模擬開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)內(nèi)部網(wǎng)口復(fù)用一個(gè)外部以太網(wǎng)插座。與出多個(gè)串口、網(wǎng)口相比，這兩個(gè)設(shè)計(jì)雖然通過復(fù)用插座的方法降低了單板設(shè)計(jì)成本，減小了PCB面積，但是插拔和撥碼的操作不夠方便，難免影響客戶的用戶體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決以下兩個(gè)問題，一是使單板上多個(gè)處理器的調(diào)試串口能復(fù)用一個(gè)串口插座，通過命令的方式實(shí)現(xiàn)不同處理器串口間切換；二是使單板上多個(gè)處理器的調(diào)試網(wǎng)口能復(fù)用一個(gè)網(wǎng)口插座，通過命令的方式實(shí)現(xiàn)不同處理器網(wǎng)口間的切換。

本發(fā)明提供了一種一種單板上多個(gè)處理器調(diào)試口復(fù)用切換裝置，包含調(diào)試串口、 電平轉(zhuǎn)換模塊、處理器模塊、指示燈、調(diào)試網(wǎng)口、變壓器、模擬開關(guān)、PHY模塊；還包括可編程邏輯器件 ，可編程邏輯器件由采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊、串口切換控制模塊、切換結(jié)果指示模塊以及網(wǎng)口切換控制模塊組成，串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊分別和時(shí)鐘產(chǎn)生模塊、串口切換控制模塊、切換結(jié)果指示模塊以及網(wǎng)口切換控制模塊相連接；調(diào)試串口與電平轉(zhuǎn)換模塊相連，可編程邏輯器件分別與電平轉(zhuǎn)換模塊、指示燈、模擬開關(guān)、以及處理器模塊上所有CPU的串口信號(hào)相連；調(diào)試網(wǎng)口與變壓器相連；模擬開關(guān)與變壓器、可編程邏輯器件相連，模擬開關(guān)還與PHY模塊上的以太網(wǎng)口信號(hào)口相連。

本發(fā)明所提供的裝置，通過可編程邏輯器件接收和識(shí)別調(diào)試機(jī)發(fā)送到調(diào)試串口的串口/網(wǎng)口切換命令，并根據(jù)不同的切換命令，對(duì)串口/網(wǎng)口進(jìn)行切換，從而把選定CPU的串口/網(wǎng)口信號(hào)選通到調(diào)試串口或調(diào)試網(wǎng)口上。

本發(fā)明還提供了一種單板上多個(gè)處理器調(diào)試口復(fù)用的切換方法，包括以下步驟：

（1）處理器模塊上電，可編程邏輯器件中的串口切換控制模塊默認(rèn)選擇處理器模塊上某一處理器的串口與面板串口連通，并通過指示燈指示；

（2）調(diào)試機(jī)通過調(diào)試串口、電平轉(zhuǎn)換模塊給可編程邏輯器件發(fā)送串口數(shù)據(jù)幀，串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊不斷的偵聽、判斷是否收到數(shù)據(jù)幀；

（3）若串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊偵聽到串口數(shù)據(jù)幀，發(fā)送FRAME_START信號(hào)給采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，啟動(dòng)串口信號(hào)采樣時(shí)鐘。若沒有接收到該串口數(shù)據(jù)幀，則保持偵聽狀態(tài)；

（4）串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊通過采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的時(shí)鐘對(duì)串口數(shù)據(jù)幀信號(hào)進(jìn)行采樣，并保存數(shù)據(jù)幀中的有效數(shù)據(jù)；

（5）串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊判斷串口數(shù)據(jù)幀是否傳輸完畢，傳輸完畢則發(fā)送FRAME_END信號(hào)給采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊，并關(guān)閉串口信號(hào)采樣時(shí)鐘，未傳輸完畢則繼續(xù)采樣和保存數(shù)據(jù)幀中有效數(shù)據(jù)；

（6）串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊判斷保存的有效數(shù)據(jù)是否為串口/網(wǎng)口切換命令，若不是串口/網(wǎng)口切換命令，則切換標(biāo)志UART_SEL/ OAM_SEL保持不變，流程返回到步驟（2）；若是串口切換命令，則把新的切換標(biāo)志UART_SEL送給串口切換控制模塊；串口切換控制模塊根據(jù)UART_SEL信號(hào)把目標(biāo)CPU的串口信號(hào)選通到調(diào)試串口，若是網(wǎng)口切換命令，則把新的切換標(biāo)志OAM_SEL送給網(wǎng)口切換控制模塊，網(wǎng)口切換控制模塊對(duì)模擬開關(guān)發(fā)送選通控制信號(hào)，模擬開關(guān)把目標(biāo)CPU對(duì)應(yīng)PHY 模塊上的網(wǎng)口信號(hào)選通到調(diào)試網(wǎng)口；

（7）切換結(jié)果指示模塊根據(jù)選通結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)燈，對(duì)外指示CPU串口/網(wǎng)口切換結(jié)果。

本發(fā)明所提供的方法和裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠采用輸入串口命令的方式實(shí)現(xiàn)單板（處理器模塊）上多個(gè)處理器串口/網(wǎng)口的復(fù)用，且整個(gè)過程均通過單板上的可編程邏輯器件（CPLD）來處理，無須任何一個(gè)CPU參與控制。與現(xiàn)有通過插拔或撥碼的串口/網(wǎng)口復(fù)用方式相比，切換方式更加方便，提高了用戶體驗(yàn)。與現(xiàn)有的通過CPU識(shí)別串口切換命令的串口復(fù)用方式相比，本發(fā)明無需單板上任何一個(gè)CPU參與控制，減輕了CPU的負(fù)擔(dān)，使CPU專注于完成其自身的功能，使單板上各個(gè)電路模塊的功能更加清晰獨(dú)立。

附圖說明：

圖1 是 本發(fā)明主要功能模塊的框圖；

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

實(shí)施例1：

參照附圖1，一種單板上多個(gè)處理器調(diào)試口復(fù)用切換裝置，包含調(diào)試串口10、 電平轉(zhuǎn)換模塊20、處理器模塊80、指示燈90、調(diào)試網(wǎng)口100、變壓器110、模擬開關(guān)120、PHY模塊140；還包括可編程邏輯器件 70，所述的可編程邏輯器件 70由采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊30、串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊40、串口切換控制模塊50、切換結(jié)果指示模塊60以及網(wǎng)口切換控制模塊130組成，串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊40分別和時(shí)鐘產(chǎn)生模塊30、串口切換控制模塊50、切換結(jié)果指示模塊60以及網(wǎng)口切換控制模塊130相連接；調(diào)試串口10與電平轉(zhuǎn)換模塊20相連，可編程邏輯器件70分別與電平轉(zhuǎn)換模塊20、指示燈90、模擬開關(guān)120、以及處理器模塊80上所有CPU的串口信號(hào)相連；調(diào)試網(wǎng)口100與變壓器110相連；模擬開關(guān)120與變壓器110、可編程邏輯器件70相連，模擬開關(guān)120還與PHY模塊140上的以太網(wǎng)口信號(hào)口相連。

調(diào)試機(jī)發(fā)送的串口信號(hào)可經(jīng)依次調(diào)試串口10、電平轉(zhuǎn)換模塊20送到可編程邏輯器件70的UART_RX信號(hào)管腳?？删幊踢壿嬈骷?0中的串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊40檢測(cè)該管腳信號(hào)的下降沿，并輸出一個(gè)FRAME_START（高電平脈沖）信號(hào)給采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊30，表示一幀數(shù)據(jù)接收工作已經(jīng)開始，請(qǐng)求其輸出采樣時(shí)鐘。采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊30根據(jù)設(shè)置的串口波特率，對(duì)可編程邏輯器件70中的時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)分頻，產(chǎn)生與串口波特率一致的采樣時(shí)鐘。

采樣時(shí)鐘對(duì)輸入到串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊40的串口信號(hào)進(jìn)行采樣，并根據(jù)串口傳輸協(xié)議保存有效數(shù)據(jù)。

設(shè)計(jì)中采用的串口協(xié)議為：波特率115200bps，起始位1bit，數(shù)據(jù)位8bits（低位在前、高位在后），奇偶校驗(yàn)位NONE，停止位1bit。

串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊40中設(shè)計(jì)了一個(gè)8bits的串口數(shù)據(jù)寄存器R_rx_temp_data，用于保存采樣到的串口數(shù)據(jù)幀中的有效數(shù)據(jù)。串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊40從檢測(cè)到數(shù)據(jù)幀的第一個(gè)下降沿后，對(duì)采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊30產(chǎn)生的每個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，從０開始計(jì)起，并把1－8時(shí)鐘周期采樣的數(shù)據(jù)保存到R_rx_temp_data。第0、9、10采樣周期采樣的值忽略。第10個(gè)采樣周期后，把對(duì)采樣時(shí)鐘的計(jì)數(shù)清零。

把保存的R_rx_temp_data中的值與設(shè)定的串口/網(wǎng)口切換命令A(yù)SCII碼值倒序后的值對(duì)比，判斷是否為串口/網(wǎng)口切換命令，并輸出UART_SEL / OAM_SEL指示位給串口切換控制模塊50以及網(wǎng)口切換控制模塊130。若R_rx_temp_data是串口切換命令，UART_SEL值會(huì)發(fā)生變化。串口切換控制模塊50根據(jù)輸入的UART_SEL值把目標(biāo)CPU的串口信號(hào)選通到與調(diào)試串口10連通的可編程邏輯器件70的信號(hào)管腳，實(shí)現(xiàn)多個(gè)CPU之間的串口切換。同時(shí)把切換的標(biāo)志送給切換結(jié)果指示模塊60進(jìn)行點(diǎn)燈指示；

若是網(wǎng)口切換命令，OAM_SEL值會(huì)發(fā)生變化。網(wǎng)口切換控制模塊130根據(jù)OAM_SEL值向模擬開關(guān)120發(fā)出切換控制信號(hào)，模擬開關(guān)120根據(jù)切換控制信號(hào)把目標(biāo)CPU對(duì)應(yīng)PHY的網(wǎng)口信號(hào)選通到調(diào)試網(wǎng)口100，實(shí)現(xiàn)多個(gè)CPU之間的網(wǎng)口切換。同時(shí)把切換的標(biāo)志送給切換結(jié)果指示模塊60進(jìn)行點(diǎn)燈指示。

若不是串口/切換命令，則串口切換控制模塊50、網(wǎng)口切換控制模塊130和切換結(jié)果指示模塊60不動(dòng)作。串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊40繼續(xù)偵聽新的串口數(shù)據(jù)幀。

實(shí)施例2：

參照附圖1，一種單板上多個(gè)處理器調(diào)試口復(fù)用切換的方法，包含以下步驟：

步驟一：處理器模塊80上電，可編程邏輯器件70中的串口切換控制模塊50默認(rèn)選擇處理器模塊80上某一處理器的串口與面板串口連通，并通過指示燈指示；

步驟二：調(diào)試機(jī)通過調(diào)試串口10、電平轉(zhuǎn)換模塊20給可編程邏輯器件70發(fā)送串口數(shù)據(jù)幀，串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊40不斷的偵聽、判斷是否收到數(shù)據(jù)幀；

步驟三：若串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊40偵聽到串口數(shù)據(jù)幀，發(fā)送FRAME_START信號(hào)給采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊30，啟動(dòng)串口信號(hào)采樣時(shí)鐘。若沒有接收到該串口數(shù)據(jù)幀，則保持偵聽狀態(tài)；

步驟四：串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊40通過采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊30產(chǎn)生的時(shí)鐘對(duì)串口數(shù)據(jù)幀信號(hào)進(jìn)行采樣，并保存數(shù)據(jù)幀中的有效數(shù)據(jù)；

步驟五：串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊40判斷串口數(shù)據(jù)幀是否傳輸完畢，傳輸完畢則發(fā)送FRAME_END信號(hào)給采樣時(shí)鐘產(chǎn)生模塊30，并關(guān)閉串口信號(hào)采樣時(shí)鐘，未傳輸完畢則繼續(xù)采樣和保存數(shù)據(jù)幀中有效數(shù)據(jù)；

步驟六：串口數(shù)據(jù)幀接收和解析模塊40判斷保存的有效數(shù)據(jù)是否為串口/網(wǎng)口切換命令，若不是串口/網(wǎng)口切換命令，則切換標(biāo)志UART_SEL/ OAM_SEL保持不變，流程返回到步驟二；若是串口切換命令，則把新的切換標(biāo)志UART_SEL送給串口切換控制模塊50；串口切換控制模塊50根據(jù)UART_SEL信號(hào)把目標(biāo)CPU的串口信號(hào)選通到調(diào)試串口10，若是網(wǎng)口切換命令，則把新的切換標(biāo)志OAM_SEL送給網(wǎng)口切換控制模塊130，網(wǎng)口切換控制模塊130對(duì)模擬開關(guān)120發(fā)送選通控制信號(hào)，模擬開關(guān)120把目標(biāo)CPU對(duì)應(yīng)PHY 模塊140上的網(wǎng)口信號(hào)選通到調(diào)試網(wǎng)口100；

步驟七：切換結(jié)果指示模塊60根據(jù)選通結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)燈，對(duì)外指示CPU串口/網(wǎng)口切換結(jié)果。