專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的方法及裝置。
技術(shù)背景在通信系統(tǒng)中，設(shè)備的穩(wěn)定極為重要。為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，會(huì)采取將重要 的單板作主備用冗余的方法， 一般對(duì)關(guān)鍵單板作1 + 1的備份。這種備份方法是 指在同一系統(tǒng)中使用兩塊完全一樣的單板，且兩塊單板同時(shí)工作， 一塊主用而 另一塊備用。主用的單板的接口是對(duì)外開(kāi)放的，而備用的單板接口信號(hào)只入不出 ——可以通過(guò)電路的高阻狀態(tài)實(shí)現(xiàn)。通常的主備方案是如圖1所示，在兩塊單板上放置一個(gè)R-S觸發(fā)電路，通 過(guò)兩塊板之間的互聯(lián)的交叉信號(hào)作為互斥信號(hào)，同時(shí)有一根強(qiáng)制控制線來(lái)強(qiáng)制切 換主備工作狀態(tài)，主用板的CPU產(chǎn)生一個(gè)主備控制電平(強(qiáng)制控制信號(hào))，當(dāng)備 用板需要升為主用時(shí)，CPU改變這個(gè)強(qiáng)制控制信號(hào)的電平來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橛谢コ庑?號(hào)，所以同時(shí)只有一塊板主用和一塊板備用。這種方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)主備的倒換， 但是存在不少缺陷1、 在熱插拔備用板時(shí)由于互鎖信號(hào)在上電瞬間的不穩(wěn)定可能造成錯(cuò)誤的倒換；2、 因?yàn)镃PU死機(jī)等軟件故障，而造成強(qiáng)制控制線在較長(zhǎng)的時(shí)間里死鎖，導(dǎo) 致系統(tǒng)不能主備倒換。3、 由于主備控制電路和互斥電路故障造成的不能主備倒換。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種穩(wěn)定、準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)主備板卡倒 換的方法及裝置。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的方法，其特征在 于包括下列步驟1、 將兩塊單板用串行通信通道進(jìn)行連接，兩塊單板分別利用串行通信通道 判斷板卡工作狀態(tài)是對(duì)板故障還是雙機(jī)備份模式；2、 如果任意一塊單板判斷對(duì)板為故障狀態(tài)，則將本板設(shè)置為主用板；3、 如果是雙機(jī)備份模式，如需主備板卡倒換，則利用主備邏輯電路設(shè)置主 備板，完成主備板卡倒換。所述串行通信通道是HDLC通道。所述兩塊單板分別利用串行通信通道判斷板卡工作狀態(tài)為對(duì)板故障還是雙 機(jī)備份模式的方法為任意一條串行通信通道實(shí)時(shí)通信正常，就判斷工作狀態(tài)為 雙機(jī)備份模式，當(dāng)所有的串行通信通道實(shí)時(shí)通信均中斷時(shí)則判斷工作狀態(tài)為對(duì)板 故障。所述利用主備邏輯電路設(shè)置主備板具體包括下列步驟—-主用板通過(guò)串行通信通道通知對(duì)板升為主用板，同時(shí)本板停止發(fā)送允許 脈沖信號(hào)，開(kāi)始發(fā)送禁止脈沖信號(hào)，本板主備邏輯電路檢測(cè)到CPU發(fā)出的禁止脈 沖信號(hào)，將本板降為備用；對(duì)板收到通知后，CPU開(kāi)始發(fā)送允許脈沖信號(hào)，同時(shí) 停止發(fā)送禁止脈沖信號(hào)，對(duì)板主備邏輯電路檢測(cè)到允許脈沖信號(hào)，并且同時(shí)沒(méi)有 檢測(cè)到禁止脈沖信號(hào)，則將對(duì)板升為主用；---主用板CPU無(wú)故障的情況下單板發(fā)生故障，本板停止發(fā)送允許脈沖信號(hào)， 開(kāi)始發(fā)送禁止脈沖信號(hào)，本板主備邏輯電路檢測(cè)到CPU發(fā)出的禁止脈沖信號(hào)，將本板降為備用，并通過(guò)串行通信通道通知對(duì)板；對(duì)板收到通知后，開(kāi)始發(fā)送允許 脈沖信號(hào)，并停止發(fā)送禁止脈沖信號(hào)，對(duì)板主備邏輯電路檢測(cè)到允許脈沖信號(hào)， 并且同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到禁止脈沖信號(hào)，則將對(duì)板升為主用；一-當(dāng)主用板CPU發(fā)生故障時(shí)，CPU不能產(chǎn)生任何脈沖信號(hào)，主用板的主備邏 輯電路檢測(cè)不到任何脈沖信號(hào)，就將本板設(shè)為備用；同時(shí)，備用板由于所有串行 通信通道都不能和主用板進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，所以備用板認(rèn)為主用單板故障，備用單 板CPU開(kāi)始發(fā)送允許脈沖信號(hào)，并停止發(fā)送禁止脈沖信號(hào)，備用單板的主備邏輯 電路檢測(cè)到允許脈沖信號(hào)，并且同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到禁止脈沖信號(hào)，則將本板設(shè)為主 用，此時(shí)備用板升為主用；一-如果兩塊單板都發(fā)生了故障或CPU都發(fā)生故障，由于兩塊板主備邏輯電 路都檢測(cè)不到脈沖信號(hào)，因此兩塊板都都設(shè)置為備用狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生雙主的硬件 沖突。所述串行通信通道數(shù)量至少是2。所述將本板設(shè)置為主用板的具體過(guò)程為本板CPU向本板的主備邏輯電路發(fā) 送允許脈沖信號(hào)，主備邏輯電路檢測(cè)到允許脈沖信號(hào)，并且同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到禁止 脈沖信號(hào)，則將本板設(shè)為主用。本發(fā)明提供還一種用于實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的裝置，其特征在于包括兩塊單板CPU和兩個(gè)主備邏輯電路，所述單板CPU和主備邏輯電路分別相連， 兩塊單板CPU之間用串行通信通道進(jìn)行連接，其中—-串行通信通道，用于主備兩塊單板之間進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；一-單板CPU，用于輸出或禁止允許脈沖信號(hào)和禁止脈沖信號(hào)以及通過(guò)串行通 信通道與對(duì)板進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；---主備邏輯電路，用于檢測(cè)單板CPU發(fā)出的脈沖信號(hào)，并設(shè)置單板為主用或備用狀態(tài)。所述串行通信通道是HDLC通道。 所述串行通信通道數(shù)量至少是2。所述主備邏輯電路包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的邏輯電路單元，每個(gè)邏輯電路單元 均由相互連接的輸出總線模塊和輸出控制邏輯模塊組成，每個(gè)邏輯電路單元的輸 出控制邏輯模塊分別與主板的CPU相連，接收和檢測(cè)允許脈沖信號(hào)和禁止脈沖信 號(hào)，所述的輸出控制邏輯根據(jù)脈沖檢測(cè)結(jié)果向輸出總線模塊發(fā)送總線控制信號(hào)， 用來(lái)鎖定或解除本板的三態(tài)輸出。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明利用使用硬件和軟件的協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)主備的倒換，避免了只用硬件互 斥邏輯帶來(lái)的誤動(dòng)作和只用軟件倒換因?yàn)镃PU故障造成倒換無(wú)法及時(shí)完成的問(wèn) 題。


圖1是通常的硬件互斥邏輯的主備板卡倒換示意圖； 圖2是本發(fā)明的主備板卡倒換示意圖； 圖3是本發(fā)明主備邏輯電路的內(nèi)部邏輯示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明首先對(duì)交換機(jī)的單板進(jìn)行1 + 1的冗余備份，在兩塊單板之間保持實(shí)時(shí)的通 信通路，在備用板上也保持一份和主用板相同的數(shù)據(jù)，作為熱備份。為了保證通 信的可靠性和實(shí)現(xiàn)電路的簡(jiǎn)單，使用兩路或者兩路以上的串行通信，并作校驗(yàn)， 例如可使用HDLC通信協(xié)議。當(dāng)所有串行通信通路都不通時(shí)才認(rèn)為兩塊單板通信 故障，為了減小所有串行通信同時(shí)故障的可能性，應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)考慮至少兩套不同的而且獨(dú)立的串行通信電路。主用板的CPU要實(shí)時(shí)的發(fā)送一個(gè)頻率大于某個(gè)特 定值的周期性脈沖信號(hào)，并由硬件檢測(cè)這個(gè)脈沖信號(hào)，如果正常(指這個(gè)脈沖信 號(hào)大于了某個(gè)設(shè)定的頻率點(diǎn))，則打開(kāi)主用板到備板的開(kāi)關(guān)控制——即解除該板的三態(tài)輸出；備用板CPU不產(chǎn)生這個(gè)信號(hào)，備用單板為三態(tài)輸出。如圖2所示為本發(fā)明的主備板卡倒換示意圖，系統(tǒng)上電后，單板0首先通過(guò) 不少于兩個(gè)串行通信通道205與對(duì)板實(shí)時(shí)通信，如果所有的串行通信通道都不能 實(shí)時(shí)通信則判斷對(duì)板為故障狀態(tài)，此時(shí)單板0的CPU 203開(kāi)始發(fā)送允許脈沖信號(hào) 206，同時(shí)不會(huì)發(fā)送禁止脈沖信號(hào)207,主備邏輯電路201檢測(cè)到允許脈沖信號(hào) 206，并且同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到禁止脈沖信號(hào)207，則將單板O設(shè)為主用，此時(shí)單板O 升為主用，為單機(jī)模式。只要有任何一個(gè)串行通信通道可以實(shí)時(shí)通信，就判斷為雙機(jī)備份模式，雙機(jī) 工作狀態(tài)下，如需進(jìn)行主備板卡倒換，倒換的工作過(guò)程如下1、 單板0通過(guò)串行通信通道205通知單板1升為主用板，同時(shí)本板停止發(fā) 送允許脈沖信號(hào)206，開(kāi)始發(fā)送禁止脈沖信號(hào)207，本板主備邏輯電路201檢測(cè) 到CPU 203發(fā)出的禁止脈沖信號(hào)207，將本板降為備用；對(duì)板收到通知后，CPU 204 開(kāi)始發(fā)送允許脈沖信號(hào)208，同時(shí)停止發(fā)送禁止脈沖信號(hào)209，對(duì)板主備邏輯電 路202檢測(cè)到允許脈沖信號(hào)208，并且同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到禁止脈沖信號(hào)209，則將 對(duì)板升為主用；2、 主用板CPU 203無(wú)故障的情況下單板發(fā)生故障，本板停止發(fā)送允許脈沖 信號(hào)206，開(kāi)始發(fā)送禁止脈沖信號(hào)207，本板主備邏輯電路201檢測(cè)到CPU 203 發(fā)出的禁止脈沖信號(hào)207，將本板降為備用，并通過(guò)串行通信通道205通知對(duì)板; 對(duì)板收到通知后，開(kāi)始發(fā)送允許脈沖信號(hào)208，并停止發(fā)送禁止脈沖信號(hào)209， 對(duì)板主備邏輯電路202檢測(cè)到允許脈沖信號(hào)208，并且同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到禁止脈沖信號(hào)209，則將對(duì)板升為主用；3、 當(dāng)主用板CPU 203發(fā)生故障時(shí)，CPU不能產(chǎn)生任何脈沖信號(hào)，主用板的主 備邏輯電路201檢測(cè)不到任何脈沖信號(hào)，就將本板設(shè)為備用；同時(shí)，備用板由于 所有串行通信通道都不能和主用板進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，所以備用板認(rèn)為主用單板故 障，備用單板CPU 204開(kāi)始發(fā)送允許脈沖信號(hào)208，并停止發(fā)送禁止脈沖信號(hào)209， 備用單板的主備邏輯電路202檢測(cè)到允許脈沖信號(hào)208，并且同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到禁 止脈沖信號(hào)209，則將本板設(shè)為主用，此時(shí)備用板升為主用；4、 如果兩塊單板都發(fā)生了故障或CPU都發(fā)生故障了，這種情況已經(jīng)超出了 1 + 1冗余備份能夠處理的故障模型，所以設(shè)計(jì)中不能保證系統(tǒng)能夠正常工作，但 是由于兩塊板主備邏輯電路都檢測(cè)不到脈沖信號(hào)，因此兩塊板都都設(shè)置為備用狀 態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生雙主的硬件沖突。如圖3為本發(fā)明主備邏輯電路的內(nèi)部邏輯示意圖，主備邏輯電路301內(nèi)部包 括多于l個(gè)邏輯電路單元，每個(gè)邏輯電路單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，由輸出總線302和 輸出控制邏輯303組成，每個(gè)邏輯電路單元外部連接方式相同，輸出控制邏輯303 與主板的CPU相連，接收和檢測(cè)允許脈沖信號(hào)304和禁止脈沖信號(hào)305，輸出控 制邏輯303還與輸出總線302相連，根據(jù)脈沖檢測(cè)結(jié)果向輸出總線302發(fā)送總線 控制信號(hào)306，用來(lái)鎖定或解除本板的三態(tài)輸出。以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的方法，其特征在于包括下列步驟---將兩塊單板用串行通信通道進(jìn)行連接，兩塊單板分別利用串行通信通道判斷板卡工作狀態(tài)是對(duì)板故障還是雙機(jī)備份模式；---如果任意一塊單板判斷對(duì)板為故障狀態(tài)，則將本板設(shè)置為主用板；---如果是雙機(jī)備份模式，如需主備板卡倒換，則利用主備邏輯電路設(shè)置主備板，完成主備板卡倒換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的方法，其特征在于所述串行 通信通道是HDLC通道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的方法，其特征在于所述兩塊 單板分別利用串行通信通道判斷板卡工作狀態(tài)為對(duì)板故障還是雙機(jī)備份模式的 方法為任意一條串行通信通道實(shí)時(shí)通信正常，就判斷工作狀態(tài)為雙機(jī)備份模式， 當(dāng)所有的串行通信通道實(shí)時(shí)通信均中斷時(shí)則判斷工作狀態(tài)為對(duì)板故障。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的方法，其特征在于所述利用 主備邏輯電路設(shè)置主備板具體包括下列步驟---主用板通過(guò)串行通信通道通知對(duì)板升為主用板，同時(shí)本板停止發(fā)送允許脈沖信號(hào)，開(kāi)始發(fā)送禁止脈沖信號(hào)，本板主備邏輯電路檢測(cè)到CPU發(fā)出的禁止脈 沖信號(hào)，將本板降為備用；對(duì)板收到通知后，CPU開(kāi)始發(fā)送允許脈沖信號(hào)，同時(shí) 停止發(fā)送禁止脈沖信號(hào)，對(duì)板主備邏輯電路檢測(cè)到允許脈沖信號(hào)，并且同時(shí)沒(méi)有 檢測(cè)到禁止脈沖信號(hào)，則將對(duì)板升為主用；一-主用板CPU無(wú)故障的情況下單板發(fā)生故障，本板停止發(fā)送允許脈沖信號(hào)， 開(kāi)始發(fā)送禁止脈沖信號(hào)，本板主備邏輯電路檢測(cè)到CPU發(fā)出的禁止脈沖信號(hào)，將 本板降為備用，并通過(guò)串行通信通道通知對(duì)板；對(duì)板收到通知后，開(kāi)始發(fā)送允許脈沖信號(hào)，并停止發(fā)送禁止脈沖信號(hào)，對(duì)板主備邏輯電路檢測(cè)到允許脈沖信號(hào)， 并且同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到禁止脈沖信號(hào)，則將對(duì)板升為主用；---當(dāng)主用板CPU發(fā)生故障時(shí)，CPU不能產(chǎn)生任何脈沖信號(hào)，主用板的主備邏 輯電路檢測(cè)不到任何脈沖信號(hào)，就將本板設(shè)為備用；同時(shí)，備用板由于所有串行 通信通道都不能和主用板進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，所以備用板認(rèn)為主用單板故障，備用單 板CPU開(kāi)始發(fā)送允許脈沖信號(hào)，并停止發(fā)送禁止脈沖信兮，備用單板的主備邏輯 電路檢測(cè)到允許脈沖信號(hào)，并且同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到禁止脈沖信號(hào)，則將本板設(shè)為主 用，此時(shí)備用板升為主用；---如果兩塊單板都發(fā)生了故障或CPU都發(fā)生故障，由于兩塊板主備邏輯電 路都檢測(cè)不到脈沖信號(hào)，因此兩塊板都都設(shè)置為備用狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生雙主的硬件 沖突。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的方法，其特征 在于所述串行通信通道數(shù)量至少是2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的方法，其特征在于所述將本 板設(shè)置為主用板的具體過(guò)程為本板CPU向本板的主備邏輯電路發(fā)送允許脈沖信 號(hào)，主備邏輯電路檢測(cè)到允許脈沖信號(hào)，并且同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到禁止脈沖信號(hào)，則 將本板設(shè)為主用。
7. —種用于實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的裝置，其特征在于包括兩塊單板CPU和兩 個(gè)主備邏輯電路，所述單板CPU和主備邏輯電路分別相連，兩塊單板CPU之間用 串行通信通道進(jìn)行連接，其中一-串行通信通道，用于主備兩塊單板之間進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；---單板CPU,用于輸出或禁止允許脈沖信號(hào)和禁止脈沖信號(hào)以及通過(guò)串行通 信通道與對(duì)板進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；-一主備邏輯電路，用于檢測(cè)單板CPU發(fā)出的脈沖信號(hào)，并設(shè)置單板為主用 或備用狀態(tài)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述用于實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的裝置，其特征在于所述串 行通信通道是HDLC通道。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7至8中任一項(xiàng)所述用于實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的裝置，其特 征在于所述串行通信通道數(shù)量至少是2。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述用于實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的裝置，其特征在于所述主 備邏輯電路包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的邏輯電路單元，每個(gè)邏輯電路單元均由相互連 接的輸出總線模塊和輸出控制邏輯模塊組成，每個(gè)邏輯電路單元的輸出控制邏輯 模塊分別與主板的CPU相連，接收和檢測(cè)允許脈沖信號(hào)和禁止脈沖信號(hào)，所述的 輸出控制邏輯根據(jù)脈沖檢測(cè)結(jié)果向輸出總線模塊發(fā)送總線控制信號(hào)，用來(lái)鎖定或 解除本板的三態(tài)輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的裝置。技術(shù)方案是主備兩塊板卡分別包括串行通信通道，用于主備兩塊單板之間進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；單板CPU，用于輸出或禁止允許脈沖信號(hào)和禁止脈沖信號(hào)以及通過(guò)串行通信通道與對(duì)板進(jìn)行實(shí)時(shí)通信；主備邏輯電路，用于檢測(cè)單板CPU發(fā)出的脈沖信號(hào)，并設(shè)置單板為主用或備用狀態(tài)。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域，穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確地完成通信設(shè)備主備用板卡的倒換。同時(shí)，本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)主備板卡倒換的方法。
文檔編號(hào)H04L12/02GK101232357SQ200810100960
公開(kāi)日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者旭 陳 申請(qǐng)人:北京佳訊飛鴻電氣股份有限公司