熱備份系統(tǒng)的gpio控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種熱備份系統(tǒng)的GPIO控制裝置，包括配置在主控制板上的主可控開關(guān)；主可控開關(guān)置于所述主GPIO接口和所述機箱GPIO接口之間，用于接通或斷開主GPIO接口和機箱GPIO接口之間的連接；配置在主控制板上，與主可控開關(guān)相連接的主邏輯電路；配置在備控制板上的備可控開關(guān)；所述備可控開關(guān)置于所述備GPIO接口和所述機箱GPIO接口之間，用于接通或斷開所述備GPIO接口和所述機箱GPIO接口之間的連接；配置在備控制板上，與備可控開關(guān)相連接的備邏輯電路；本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部物理接口與系統(tǒng)外部GPIO接口之間的主備控制自動切換，采用硬件控制方式，對于保證系統(tǒng)的可靠性和安全性更有優(yōu)勢。
【專利說明】
熱備份系統(tǒng)的GP1控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種熱備份系統(tǒng)的GP1控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在廣電應(yīng)用領(lǐng)域，機箱內(nèi)部的重要模塊必須做熱備份處理，以使得在任何模塊出現(xiàn)異常后，整個系統(tǒng)仍然能夠正常運行和工作，保證在播出期間不會出現(xiàn)中斷。機箱內(nèi)的控制板作為系統(tǒng)的調(diào)度中心，基于熱備份的要求，具備主控制板和備控制板，在正常情況下，主控制板完成對整個機箱的控制和系統(tǒng)的調(diào)度功能，備控制板不得對機箱和系統(tǒng)有任何影響，但是在主控制板出現(xiàn)異常的情況下，備控制板要能夠自動接管機箱的控制權(quán)和系統(tǒng)的調(diào)度權(quán)，繼續(xù)保持機箱和系統(tǒng)的正常工作。當主控制板或備控制板的任一控制板當前具有機箱的控制權(quán)和系統(tǒng)的調(diào)度權(quán)，相應(yīng)地，該控制板的GP1接口則需要與機箱上對外的GP1接口相連接，以實現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)度和不同設(shè)備間的信息交互。現(xiàn)有技術(shù)中，對于主控制板或備控制板的GP1接口、與機箱的GP1接口之間的連接控制通常采用軟件和程序來實現(xiàn)，而由上可知主控制板和備控制板既要彼此隔離，又要相互聯(lián)系，采用軟件和程序的連接控制方式可靠性不高、安全性差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型針對以上問題的提出，而研制一種熱備份系統(tǒng)的GP1控制裝置。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0005]—種熱備份系統(tǒng)的印10控制裝置，所述熱備份系統(tǒng)包括主控制板、備控制板和機箱;所述主控制板具有主GP1接口 ；所述備控制板具有備GP1接口 ；所述機箱具有機箱GP1接口，所述GP1控制裝置包括:
[0006]配置在主控制板上的主可控開關(guān);所述主可控開關(guān)置于所述主GP1接口和所述機箱GP1接口之間，用于接通或斷開所述主GP1接口和所述機箱GP1接口之間的連接；
[0007]配置在主控制板上，與主可控開關(guān)相連接的主邏輯電路;所述主邏輯電路控制所述主可控開關(guān)閉合或斷開，進而接通或斷開主GP1接口和所述機箱GP1接口之間的連接；
[0008]配置在備控制板上的備可控開關(guān);所述備可控開關(guān)置于所述備GP1接口和所述機箱GP1接口之間，用于接通或斷開所述備GP1接口和所述機箱GP1接口之間的連接；
[0009]配置在備控制板上，與備可控開關(guān)相連接的備邏輯電路;所述備邏輯電路控制所述備可控開關(guān)閉合或斷開，進而接通或斷開備GP1接口和所述機箱GP1接口之間的連接；
[0010]進一步地，所述主控制板具有主地址線，所述備控制板具有備地址線，所述GP1控制裝置還包括:
[0011 ] 配置在主控制板上，與主地址線和主邏輯電路相連接的主控制器;所述主控制器通過主控制線與主邏輯電路相連接;所述主邏輯電路還與所述主地址線相連接；
[0012]配置在備控制板上，與備地址線和備邏輯電路相連接的備控制器;所述備控制器通過備控制線與備邏輯電路相連接;所述備邏輯電路還與所述備地址線相連接；
[0013]進一步地，所述GP1控制裝置還包括用于給主邏輯電路和備邏輯電路供電的電源VDD、以及用于給主可控開關(guān)和備可控開關(guān)供電的電源VCC;
[0014]進一步地，所述主可控開關(guān)采用繼電器RLl，該繼電器RLl的常開觸點串接在主GP1接口和機箱GP1接口之間；所述主邏輯電路包括:異或門Ul、異或門U2、電阻Rl、開關(guān)管Q1、電阻R2、電容C2和二極管Dl;所述異或門Ul的兩輸入端分別連接主地址線和主控制線；所述異或門Ul的輸出端連接所述異或門U2的一輸入端，所述異或門U2的另一輸入端連接所述電源VDD正極;所述異或門U2的輸出端經(jīng)由電阻Rl連接開關(guān)管Ql基極;所述開關(guān)管Ql發(fā)射極接地，所述開關(guān)管Ql集電極經(jīng)由電阻R2連接繼電器RLl線圈的一端，繼電器RLl線圈的另一端連接電源VCC正極;所述電容C2與所述電阻R2并聯(lián);所述二極管Dl并聯(lián)在繼電器RLl的線圈兩端；
[0015]進一步地，所述備可控開關(guān)采用繼電器RL2，該繼電器RL2的常開觸點串接在備GP1接口和機箱GP1接口之間；所述備邏輯電路包括:異或門U3、異或門U4、電阻R3、開關(guān)管Q2、電阻R4、電容C4和二極管D2;所述異或門U3的兩輸入端分別連接備地址線和備控制線；所述異或門U3的輸出端連接所述異或門U4的一輸入端，所述異或門U4的另一輸入端連接所述電源VDD正極;所述異或門U4的輸出端經(jīng)由電阻R3連接開關(guān)管Q2基極;所述開關(guān)管Q2發(fā)射極接地，所述開關(guān)管Q2集電極經(jīng)由電阻R4連接繼電器RL2線圈的一端，繼電器RL2線圈的另一端連接電源VCC正極;所述電容C4與所述電阻R4并聯(lián);所述二極管D2并聯(lián)在繼電器RL2的線圈兩端；
[0016]進一步地，所述開關(guān)管Ql和開關(guān)管Q2采用型號為2N3904的NPN三極管;所述異或門Ul和異或門U2采用74HC86芯片。
[0017]由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型提供的熱備份系統(tǒng)的GP1控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部物理接口與系統(tǒng)外部GP1接口之間的主備控制自動切換，采用硬件控制方式，相對于現(xiàn)有技術(shù)中基于軟件和程序的控制方式，對于保證系統(tǒng)的可靠性和安全性更有優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型所述GP1控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2是本實用新型所述主邏輯電路的電路原理圖；
[0020]圖3是本實用新型所述備邏輯電路的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1、圖2和圖3所示的一種熱備份系統(tǒng)的GP1控制裝置，所述熱備份系統(tǒng)包括主控制板、備控制板和機箱;所述主控制板具有主GP1接口 ；所述備控制板具有備GP1接口 ；所述機箱具有機箱GP1接口，所述GP1控制裝置包括:配置在主控制板上的主可控開關(guān);所述主可控開關(guān)置于所述主GP1接口和所述機箱GP1接口之間，用于接通或斷開所述主GP1接口和所述機箱GP1接口之間的連接;配置在主控制板上，與主可控開關(guān)相連接的主邏輯電路;所述主邏輯電路控制所述主可控開關(guān)閉合或斷開，進而接通或斷開主GP1接口和所述機箱GP1接口之間的連接;配置在備控制板上的備可控開關(guān);所述備可控開關(guān)置于所述備GP1接口和所述機箱GP1接口之間，用于接通或斷開所述備GP1接口和所述機箱GP1接口之間的連接;配置在備控制板上，與備可控開關(guān)相連接的備邏輯電路;所述備邏輯電路控制所述備可控開關(guān)閉合或斷開，進而接通或斷開備GP1接口和所述機箱GP1接口之間的連接;進一步地，所述主控制板具有主地址線，所述備控制板具有備地址線，所述GP1控制裝置還包括:配置在主控制板上，與主地址線和主邏輯電路相連接的主控制器;所述主控制器通過主控制線與主邏輯電路相連接;所述主邏輯電路還與所述主地址線相連接;配置在備控制板上，與備地址線和備邏輯電路相連接的備控制器;所述備控制器通過備控制線與備邏輯電路相連接;所述備邏輯電路還與所述備地址線相連接;進一步地，所述GP1控制裝置還包括用于給主邏輯電路和備邏輯電路供電的電源VDD、以及用于給主可控開關(guān)和備可控開關(guān)供電的電源VCC;進一步地，所述主可控開關(guān)采用繼電器RLl，該繼電器RLl的常開觸點串接在主GP1接口和機箱GP1接口之間；所述主邏輯電路包括:異或門Ul、異或門U2、電阻R1、開關(guān)管Q1、電阻R2、電容C2和二極管Dl;所述異或門Ul的兩輸入端分別連接主地址線和主控制線;所述異或門Ul的輸出端連接所述異或門U2的一輸入端，所述異或門U2的另一輸入端連接所述電源VDD正極;所述異或門U2的輸出端經(jīng)由電阻Rl連接開關(guān)管Ql基極;所述開關(guān)管Ql發(fā)射極接地，所述開關(guān)管Ql集電極經(jīng)由電阻R2連接繼電器RLl線圈的一端，繼電器RLl線圈的另一端連接電源VCC正極;所述電容C2與所述電阻R2并聯(lián);所述二極管Dl并聯(lián)在繼電器RLl的線圈兩端;進一步地，所述備可控開關(guān)采用繼電器RL2，該繼電器RL2的常開觸點串接在備GP1接口和機箱GP1接口之間；所述備邏輯電路包括:異或門U3、異或門U4、電阻R3、開關(guān)管Q2、電阻R4、電容C4和二極管D2;所述異或門U3的兩輸入端分別連接備地址線和備控制線;所述異或門U3的輸出端連接所述異或門U4的一輸入端，所述異或門U4的另一輸入端連接所述電源VDD正極;所述異或門U4的輸出端經(jīng)由電阻R3連接開關(guān)管Q2基極;所述開關(guān)管Q2發(fā)射極接地，所述開關(guān)管Q2集電極經(jīng)由電阻R4連接繼電器RL2線圈的一端，繼電器RL2線圈的另一端連接電源VCC正極;所述電容C4與所述電阻R4并聯(lián);所述二極管D2并聯(lián)在繼電器RL2的線圈兩端;進一步地，所述開關(guān)管Ql和開關(guān)管Q2采用型號為2N3904的NPN三極管;所述異或門Ul和異或門U2采用74HC86芯片；電源VDD和地之間還并聯(lián)接有電容Cl和電容C3o
[0022]在廣電系統(tǒng)，不同設(shè)備間的信息交互，采用GP1接口是最為簡單可靠的，機箱的GP1接口可以根據(jù)用戶來定義方向和功能，應(yīng)用靈活;機箱控制板的熱備份系統(tǒng)需要主控制板和備控制板在必要時均能分別連接機箱對外的GP1接口，如圖2所示，當主地址線上的電平信號與主控制線上的電平信號相同時，異或門Ul輸出低電平，則異或門U2的一輸入端為低電平，另一輸入端連接電源VDD正極，為高電平，進一步地，異或門U2輸出高電平，開關(guān)管QI導通，繼電器RLI線圈通電，常開觸點閉合，進而主GP1接口與機箱GP1接口接通連接，一旦主控制板工作異常，主控制線上的電平信號發(fā)生偏轉(zhuǎn)和跳變，當主地址線上的電平信號與主控制線上的電平信號不一致(相反)時，異或門Ul輸出高電平，則異或門U2的兩輸入端均為高電平，進一步地，異或門U2輸出低電平，開關(guān)管Ql不能導通，繼電器RLl線圈斷電，繼電器RLl的常開觸點處于斷開狀態(tài)，進而主GP1接口與機箱GP1接口之間的連接斷開，同樣地，如圖3所示，當備地址線上的電平信號與備控制線上的電平信號相同時，異或門U3輸出低電平，則異或門U4的一輸入端為低電平，另一輸入端連接電源VDD正極，為高電平，進一步地，異或門U4輸出高電平，開關(guān)管Q2導通，繼電器RL2線圈通電，常開觸點閉合，進而備GP1接口與機箱GP1接口接通連接，一旦備控制板工作異常，備控制線上的電平信號發(fā)生偏轉(zhuǎn)和跳變，當備地址線上的電平信號與備控制線上的電平信號不一致(相反)時，異或門U3輸出高電平，則異或門U4的兩輸入端均為高電平，進一步地，異或門U4輸出低電平，開關(guān)管Q2不能導通，繼電器RL2線圈斷電，繼電器RL2的常開觸點處于斷開狀態(tài)，進而備GP1接口與機箱GP1接口之間的連接斷開。主控制器與主地址線相連接，并通過主控制線連接主邏輯電路，備控制器與備地址線相連接，并通過備控制線連接備邏輯電路，當主控制板不存在異常時，主控制器通過主控制線輸出同讀取的主地址線上的電平信號一致的電平信號給主邏輯電路，備控制器通過備控制線輸出同讀取的備地址線上的電平信號相反的電平信號給備邏輯電路，則主GP1接口與機箱GP1接口接通連接，備GP1接口與機箱GP1接口之間的連接斷開，當主控制板存在異常時，主控制器通過主控制線輸出同讀取的主地址線上的電平信號相反的電平信號給主邏輯電路，備控制器通過備控制線輸出同讀取的備地址線上的電平信號一致的電平信號給備邏輯電路，進而主GP1接口與機箱GP1接口之間的連接斷開，備GP1接口與機箱GP1接口接通連接，即當主控制板釋放控制權(quán)和調(diào)度權(quán)，則備控制板接管控制權(quán)和調(diào)度權(quán)繼續(xù)維持機箱正常工作，在備控制板接管控制權(quán)和調(diào)度權(quán)時，若備控制板異常，則主控制板繼續(xù)接管控制權(quán)和調(diào)度權(quán)繼續(xù)維持機箱正常工作;本實用新型能夠安全可靠地保證熱備份系統(tǒng)的良好運行，當用于廣電領(lǐng)域時，能夠有效保證在播出期間不會出現(xiàn)中斷。
[0023]本實用新型所述主地址線為主控制板的多根主地址線中的其中一個，通過多根主地址線上的電平信號能夠獲取主控制板的地址標識信息;所述備地址線為備控制板的多根備地址線中的其中一個，通過多根備地址線上的電平信號能夠獲取備控制板的地址標識信息;主控制器能夠讀取主地址線上的電平信號，以及檢測所述主控制板是否異常，并當主控制板不存在異常時，主控制器通過主控制線輸出同讀取的主地址線上的電平信號一致的電平信號給主邏輯電路，當主控制板存在異常時，主控制器通過主控制線輸出同讀取的主地址線上的電平信號相反的電平信號給主邏輯電路，主控制器還可以檢測是否存在備控制板，并當主控制板存在異常且檢測到存在備控制板時，輸出主備切換信號給備控制器。備控制器能夠讀取備地址線上的電平信號，以及檢測所述備控制板是否異常，當未接收到主控制器傳輸過來的主備切換信號或備控制板存在異常時，備控制器通過備控制線輸出同讀取的備地址線上的電平信號相反的電平信號給備邏輯電路，當接收到主控制器傳輸過來的主備切換信號且備控制板未存在異常時，備控制器通過備控制線輸出同讀取的備地址線上的電平信號一致的電平信號給備邏輯電路，備控制器還可以檢測是否存在主控制板，并在通過備控制線輸出同讀取的備地址線上的電平信號一致的電平信號給備邏輯電路之后，當備控制板存在異常且檢測到存在主控制板時，輸出備主切換信號給主控制器，若當前由備控制板接管控制權(quán)和調(diào)度權(quán)(即備GP1接口與機箱GP1接口接通連接)，那么當備控制板存在異常且檢測到存在主控制板時，備控制器輸出備主切換信號給主控制器，此時若主控制板處于正常狀態(tài)，則主控制器根據(jù)接收到的備主切換信號重新通過主控制線輸出同讀取的主地址線上的電平信號一致的電平信號給主邏輯電路，主GP1接口與機箱GP1接口接通連接，備GP1接口與機箱GP1接口之間的連接斷開；當備控制板存在且處于正常狀態(tài)時，備控制器可以持續(xù)向主控制器發(fā)送備控制板存在信號，當備控制板不存在或出現(xiàn)異常時，主控制器則接收不到備控制器發(fā)送過來的備控制板存在信號，進而主控制器能夠得出備控制板是否存在，同樣地，當主控制板存在且處于正常狀態(tài)時，主控制器持續(xù)向備控制器發(fā)送主控制板存在信號，當主控制板不存在或出現(xiàn)異常時，備控制器則接收不到主控制器發(fā)送過來的主控制板存在信號，進而備控制器能夠得出主控制板是否存在；當主控制板存在異常且檢測到不存在備控制板時，無法完成主控制板和備控制板之間的切換，主控制器輸出報警信息提示用戶；當備控制板存在異常且檢測到不存在主控制板時，無法完成備控制板和主控制板之間的切換，備控制器輸出報警信息提示用戶。當主控制板異常時，其控制權(quán)和調(diào)度權(quán)釋放，備控制板接管控制權(quán)和調(diào)度權(quán)繼續(xù)維持機箱正常工作，在備控制板接管控制權(quán)和調(diào)度權(quán)時，若備控制板異常，則主控制板繼續(xù)接管控制權(quán)和調(diào)度權(quán)繼續(xù)維持機箱正常工作，本實用新型能夠安全可靠地保證熱備份系統(tǒng)的良好運行，當用于廣電領(lǐng)域時，能夠有效保證在播出期間不會出現(xiàn)中斷。
[0024]本實用新型主控制板和備控制板的控制在物理連接上自動隔離，不會彼此影響；本實用新型主要適用于熱備份系統(tǒng)中GP1對外接口的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部物理接口與系統(tǒng)外部GP1接口之間的主備控制自動切換，采用硬件控制方式，相對于現(xiàn)有技術(shù)中基于軟件和程序的控制方式，對于保證系統(tǒng)的可靠性和安全性更有優(yōu)勢。
[0025]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種熱備份系統(tǒng)的GP1控制裝置，所述熱備份系統(tǒng)包括主控制板、備控制板和機箱；所述主控制板具有主GP1接口；所述備控制板具有備GP1接口；所述機箱具有機箱GP1接口，其特征在于所述GP1控制裝置包括: 配置在主控制板上的主可控開關(guān)；所述主可控開關(guān)置于所述主GP1接口和所述機箱GP1接口之間，用于接通或斷開所述主GP1接口和所述機箱GP1接口之間的連接； 配置在主控制板上，與主可控開關(guān)相連接的主邏輯電路;所述主邏輯電路控制所述主可控開關(guān)閉合或斷開，進而接通或斷開主GP1接口和所述機箱GP1接口之間的連接； 配置在備控制板上的備可控開關(guān)；所述備可控開關(guān)置于所述備GP1接口和所述機箱GP1接口之間，用于接通或斷開所述備GP1接口和所述機箱GP1接口之間的連接； 配置在備控制板上，與備可控開關(guān)相連接的備邏輯電路;所述備邏輯電路控制所述備可控開關(guān)閉合或斷開，進而接通或斷開備GP1接口和所述機箱GP1接口之間的連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱備份系統(tǒng)的GP1控制裝置，所述主控制板具有主地址線，所述備控制板具有備地址線，其特征在于所述GP1控制裝置還包括: 配置在主控制板上，與主地址線和主邏輯電路相連接的主控制器;所述主控制器通過主控制線與主邏輯電路相連接;所述主邏輯電路還與所述主地址線相連接； 配置在備控制板上，與備地址線和備邏輯電路相連接的備控制器;所述備控制器通過備控制線與備邏輯電路相連接;所述備邏輯電路還與所述備地址線相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱備份系統(tǒng)的GP1控制裝置，其特征在于所述GP1控制裝置還包括用于給主邏輯電路和備邏輯電路供電的電源VDD、以及用于給主可控開關(guān)和備可控開關(guān)供電的電源VCC。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱備份系統(tǒng)的GP1控制裝置，其特征在于所述主可控開關(guān)采用繼電器RLI，該繼電器RLI的常開觸點串接在主GP1接口和機箱GP1接口之間；所述主邏輯電路包括:異或門U1、異或門U2、電阻R1、開關(guān)管Q1、電阻R2、電容C2和二極管Dl;所述異或門Ul的兩輸入端分別連接主地址線和主控制線;所述異或門Ul的輸出端連接所述異或門U2的一輸入端，所述異或門U2的另一輸入端連接所述電源VDD正極;所述異或門U2的輸出端經(jīng)由電阻Rl連接開關(guān)管Ql基極;所述開關(guān)管Ql發(fā)射極接地，所述開關(guān)管Ql集電極經(jīng)由電阻R2連接繼電器RLl線圈的一端，繼電器RLl線圈的另一端連接電源VCC正極;所述電容C2與所述電阻R2并聯(lián);所述二極管Dl并聯(lián)在繼電器RLl的線圈兩端。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱備份系統(tǒng)的GP1控制裝置，其特征在于所述備可控開關(guān)采用繼電器RL2，該繼電器RL2的常開觸點串接在備GP1接口和機箱GP1接口之間；所述備邏輯電路包括:異或門U3、異或門U4、電阻R3、開關(guān)管Q2、電阻R4、電容C4和二極管D2;所述異或門U3的兩輸入端分別連接備地址線和備控制線;所述異或門U3的輸出端連接所述異或門U4的一輸入端，所述異或門U4的另一輸入端連接所述電源VDD正極;所述異或門U4的輸出端經(jīng)由電阻R3連接開關(guān)管Q2基極;所述開關(guān)管Q2發(fā)射極接地，所述開關(guān)管Q2集電極經(jīng)由電阻R4連接繼電器RL2線圈的一端，繼電器RL2線圈的另一端連接電源VCC正極;所述電容C4與所述電阻R4并聯(lián);所述二極管D2并聯(lián)在繼電器RL2的線圈兩端。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱備份系統(tǒng)的GP1控制裝置，其特征在于所述開關(guān)管Ql和開關(guān)管Q2采用型號為2N3904的NPN三極管;所述異或門Ul和異或門U2采用74HC86芯片。
【文檔編號】G05B9/03GK205485355SQ201521137044
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月31日
【發(fā)明人】程鵬, 韓云東, 高建威
【申請人】大連捷成科技有限公司