專(zhuān)利名稱(chēng)：主備板切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子通信領(lǐng)域，涉及電子通訊系統(tǒng)主備切換裝置。
背景技術(shù)：
由于現(xiàn)代電子通訊對(duì)可靠性的要求很高，在電子通訊設(shè)備中為提高系統(tǒng)的可靠性普遍對(duì)其核心功能板采用了主備用的工作方式。在現(xiàn)有的技術(shù)中，一種是建立在主備板的純硬件互鎖的基礎(chǔ)上的，它存在以下的問(wèn)題在帶電熱拔備用板時(shí)，由于主備板之間互控信號(hào)受到影響，引發(fā)主用板產(chǎn)生誤動(dòng)作，導(dǎo)致切換動(dòng)作不能完成，影響設(shè)備的正常工作。因?yàn)闊岚蝹溆冒宀⒎且粋€(gè)理想動(dòng)作，完成這一動(dòng)作需要一定時(shí)間，并且拔出備用板時(shí)所有插針不可能同時(shí)離線，有可能使主用板誤變?yōu)閭溆冒?，再變?yōu)橹饔冒濉Ｔ诖似陂g，主用板輸出被關(guān)閉，產(chǎn)生誤碼，導(dǎo)致控制錯(cuò)誤。為解決這一問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中要求先將備用板“打死”，然后才能進(jìn)行熱拔操作。
在帶電熱插備用板時(shí)，由于上述同樣原因，則可能引起備用板爭(zhēng)搶主用權(quán)，引發(fā)誤動(dòng)作。
為了克服以上缺點(diǎn)，專(zhuān)利號(hào)為99229246.8的“一種電子通訊系統(tǒng)主備板切換裝置”的專(zhuān)利中，公開(kāi)了采用主用板信號(hào)鎖定方法，避免了備用板帶電熱插拔時(shí)給系統(tǒng)帶來(lái)的不穩(wěn)定性。但由于電路會(huì)對(duì)主用信號(hào)進(jìn)行鎖定，因此在上電時(shí)，兩塊板均需初始化為備用，并通過(guò)軟件來(lái)進(jìn)行主備競(jìng)爭(zhēng)。這就可能引起軟件振蕩，即當(dāng)兩塊板軟件運(yùn)行速度相同，同時(shí)把自已設(shè)為主用，而當(dāng)它們發(fā)現(xiàn)另一單板也是主用時(shí)，又同時(shí)將自己設(shè)為備用，如此循環(huán)振蕩，從而引起系統(tǒng)無(wú)法正常工作。在有強(qiáng)干擾時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)兩塊板均處于主用的情況。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中備用板帶電熱插拔時(shí)給系統(tǒng)帶來(lái)的不穩(wěn)定性，同時(shí)避免軟件上電競(jìng)爭(zhēng)可能出現(xiàn)的主備振蕩現(xiàn)象。
為解決所述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種主備板切換裝置，所述裝置包括兩塊電路板——A板和B板，這兩塊電路板的結(jié)構(gòu)、元器件、后背板和邏輯電路完全相同。
A板和B板的主備邏輯輸入信號(hào)包括復(fù)位信號(hào)RST_A、RST_B，由本板復(fù)位電路給出，低電平有效；板在位檢測(cè)信號(hào)BDON_A、BDON_B，檢測(cè)另一單板是否在位的信號(hào)，通過(guò)后背板接至另一單板的地線；主備狀態(tài)信號(hào)STAIN_A、STAIN_B，是來(lái)自另一單板的輸出信號(hào)，作為本板的輸入信號(hào)，該信號(hào)為低電平時(shí)表示本板為備用狀態(tài)；硬件切換信號(hào)HDMS_A、HDMS_B，由本板切換鍵給出，低電平有效；軟件切換信號(hào)SWMS_A、SWMS_B，由本板的軟件程序給出，低電平表示切換；其他故障信號(hào)OTHER_A、OTHER_B，是影響單板正常運(yùn)行的其它信號(hào)，如有無(wú)時(shí)鐘信號(hào)等，低電平有效。
在A板上，RST_A和HDMS_A信號(hào)接在與門(mén)AND11的輸入，SWMS_A和OTHER_A信號(hào)接在與門(mén)AND12的輸入，AND11和AND12的輸出均接至與門(mén)AND13的輸入；AND13的輸出信號(hào)和板在位信號(hào)BDON_A一起接至或門(mén)OR11，OR11的輸出接至鎖存器D11的清零端；D11的輸入端接高電平，輸出信號(hào)與來(lái)自B板的狀態(tài)信號(hào)STAIN_A一起接至與非門(mén)NAND11；NAND11的輸出(STAOUT_A)經(jīng)后背板送至B板的輸入端，作為B板的主備狀態(tài)信號(hào)的STAIN_B。
B板的結(jié)構(gòu)、元器件和邏輯電路與A板完全相同。
后背板為A板邏輯電路和B板邏輯電路之間的互控信號(hào)提供連接。這些信號(hào)的連接關(guān)系為A板NAND11的輸出信號(hào)(STAOUT_A)接至B板的與非門(mén)NAND21的輸入端，A板的輸入信號(hào)線BDON_A在B板接地；B板NAND21的輸出信號(hào)(STAOUT_B)接至A板的與非門(mén)NAND11的輸入端，B板的輸入信號(hào)線BDON_B在A板接地。
后背板與兩單板的連接器中與輸出信號(hào)(STAOUT_A、STAOUT_B)相連接的針長(zhǎng)比與輸入信號(hào)(STAIN_A、STAIN_B)相連接的針長(zhǎng)要短。
本實(shí)用新型所述的主備板切換裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，因?yàn)椴捎糜布?jìng)爭(zhēng)互鎖電路，可避免上電振蕩，并且只要有正常單板，就不會(huì)出現(xiàn)兩主兩備的情況。當(dāng)主用板出現(xiàn)故障時(shí)，將自動(dòng)切換到備用板工作；在主備用板工作正常時(shí)，可通過(guò)軟、硬件信號(hào)進(jìn)行主備切換；對(duì)主備單板均可以進(jìn)行帶電熱插拔操作而不影響整機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性，也不會(huì)出現(xiàn)互鎖振蕩問(wèn)題。


圖1是本實(shí)用新型主備板切換裝置的原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1所示的一種電子通訊系統(tǒng)主備板切換裝置，包括結(jié)構(gòu)、元器件和邏輯電路完全相同，并且互為主備用的兩塊電路板——A板和B板，以及為兩塊單板提供互連的后背板。其中復(fù)位信號(hào)RST_A、RST_B，由本板復(fù)位電路給出，低電平有效；板在位檢測(cè)信號(hào)BDON_A、BDON_B，檢測(cè)另一單板是否在位的信號(hào)，通過(guò)后背板接至另一單板的地線，因此另一單板在位時(shí)此信號(hào)為低電平。
主備狀態(tài)信號(hào)STAIN_A、STAIN_B，是來(lái)自另一單板的輸出信號(hào)，作為本板的輸入信號(hào)，該信號(hào)為低電平時(shí)表示本板為備用狀態(tài)；硬件切換信號(hào)HDMS_A、HDMS_B，由本板切換鍵給出，低電平表示切換；軟件切換信號(hào)SWMS_A、SWMS_B，由本板的軟件程序給出，低電平表示切換；其他故障信號(hào)OTHER_A、OTHER_B，是影響單板正常運(yùn)行的其它信號(hào)，如有無(wú)時(shí)鐘信號(hào)等，低電平有效。
在A板上，RST_A和HDMS_A信號(hào)接在與門(mén)AND11的輸入，SWMS_A和OTHER_A信號(hào)接在與門(mén)AND12的輸入，AND11和AND12的輸出均接至與門(mén)AND13的輸入；AND13的輸出信號(hào)和板在位信號(hào)BDON_A一起接至或門(mén)OR11，OR11的輸出接至鎖存器D11的清零端；D11的輸入端接高電平，輸出信號(hào)與來(lái)自B板的狀態(tài)信號(hào)STAIN_A一起接至與非門(mén)NAND11；NAND11的輸出(STAOUT_A)經(jīng)后背板送至B板的輸入端，作為B板的主備狀態(tài)信號(hào)的STAIN_B。
B板的結(jié)構(gòu)、無(wú)器件和邏輯電路與A板完全相同。
后背板為A板邏輯電路和B板邏輯電路之間的互控信號(hào)提供連接。這些信號(hào)的連接關(guān)系為A板NAND11的輸出信號(hào)(STAOUT_A)接至B板的與非門(mén)NAND21的輸入端，A板的輸入信號(hào)線BDON_A在B板接地；B板NAND21的輸出信號(hào)(STAOUT_B)接至A板的與非門(mén)NAND11的輸入端，B板的輸入信號(hào)線BDON_B在A板接地。
后背板與兩單板的連接器中與輸出信號(hào)(STAOUT_A、STAOUT_B)相連接的針長(zhǎng)比與輸入信號(hào)(STAIN_A、STAIN_B)相連接的針長(zhǎng)要短，保證插單板時(shí)輸入信號(hào)先接通，而拔單板時(shí)輸出信號(hào)先斷開(kāi)。
主備板工作及切換過(guò)程如下當(dāng)給該裝置上電時(shí)，兩塊單板的啟動(dòng)過(guò)程完全相同。以A板為例，上電時(shí)軟件切換信號(hào)(SWMS_A)初始化為高電平；硬件切換信號(hào)(HDMS_A、HDMS_B)也為高電平；單板正常無(wú)故障，因此OTHER_A也處高電平。當(dāng)RST_A由低變高后，與門(mén)AND13的輸出信號(hào)就為高電平，因此其后的或門(mén)OR11和鎖存器也將輸出高電平。這時(shí)其與非門(mén)NAND11就和B板的與非門(mén)NAND21形成了一個(gè)硬件互鎖電路，二者會(huì)產(chǎn)生上電競(jìng)爭(zhēng)，結(jié)果是其中一個(gè)輸出為低電平，而另一單板的輸出為高電平。由于上述過(guò)程為純硬件流程，因此其競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生確定的主備狀態(tài)的速度會(huì)遠(yuǎn)快于軟件啟動(dòng)的過(guò)程。當(dāng)A板的軟件啟動(dòng)后，會(huì)查詢主備狀態(tài)信號(hào)STAIN_A，并據(jù)此決定本板的是進(jìn)入主用還是備用工作狀態(tài)。同桿，B板的軟件啟動(dòng)后也會(huì)查詢其主備狀態(tài)信號(hào)STAIN_B來(lái)決定自己的工作狀態(tài)。這樣正常上電啟動(dòng)后，A、B兩塊單板就會(huì)處于一主一備的工作狀態(tài)。
如果主備用板只插了一塊，則這一塊單板將恒為主用狀態(tài)。假設(shè)只插A板，上電時(shí)，由于B板不存在，而A板上是將STAIN_A信號(hào)通過(guò)上拉電阻R12進(jìn)行了上拉，因此軟件啟動(dòng)后檢測(cè)到的STAIN_A信號(hào)為高電平，就會(huì)進(jìn)入主用狀態(tài)。當(dāng)A板處于工作狀態(tài)時(shí)，由于B板不存在，BDON_A信號(hào)無(wú)法在B板接地，在A板上是將此信號(hào)通過(guò)上拉電阻R11上拉為高電平，從而或門(mén)OR11的輸出一直為高電平，這樣就封閉了A板內(nèi)的所有切換信號(hào)，這就保證了A板一直處于主用狀態(tài)。
當(dāng)二塊單板的主備狀態(tài)確定后，在備用板工作正常的情況下，如果出現(xiàn)手動(dòng)硬件切換、軟件切換、主用板復(fù)位、主用板工作不正常等情況時(shí)，備用板均可切換至主用狀態(tài)。
假設(shè)A板為主用板，B板為備用板。由于存在備用B板，因此A板的BDON_A為低電平。當(dāng)發(fā)生上述情況時(shí)，則A板相應(yīng)邏輯電路輸入信號(hào)(HDMS_A、SWMS_A、RST_A或OTHER_A)會(huì)變?yōu)榈碗娖健＿@時(shí)或門(mén)OR11就會(huì)輸出低電平信號(hào)，引起鎖存器D11輸出低電平信號(hào)，從而使得A板的與非門(mén)輸出信號(hào)變?yōu)楦唠娖?備用狀態(tài))。而作為備用的B板，其工作正常時(shí)鎖存器D21的輸出為高電平。當(dāng)從A板來(lái)的主備狀態(tài)信號(hào)STAIN_B由低變高時(shí)，B板上的與非門(mén)NAND21的輸出STAOUT_B就會(huì)從高電平變?yōu)榈碗娖?由備用狀態(tài)變?yōu)橹饔脿顟B(tài))，并把A板與非門(mén)NAND11的輸出鎖定為高電平。這樣A板和B板就完成了主備用的切換。如果備用的B板處于非正常狀態(tài)，則其鎖存器D21的輸出就會(huì)處于低電平狀態(tài)，此時(shí)即使從A板來(lái)的主備狀態(tài)信號(hào)STAIN_B由低變高，B板的與非門(mén)NANDB*的輸出STAOUT_B仍然會(huì)保持為高電平，主備切換不能成功。若A板工作狀態(tài)正常，則其仍會(huì)處于主用狀態(tài)。
當(dāng)兩塊單板處于主備工作狀態(tài)時(shí)，假設(shè)A板是主用板，A板的輸出信號(hào)STAOUT_A(此時(shí)為低電平)接至B板與非門(mén)NAND21的輸入端，強(qiáng)制其輸出為高電平，這樣B板的切換信號(hào)就無(wú)法影響A板的工作狀態(tài)。
在工常工作時(shí)，如果主用的A板被拔掉，備用的B板就進(jìn)入單塊板工作的情況，B板上的主備狀態(tài)信號(hào)STAIN_B不再接收到A板來(lái)的信號(hào)，因此在本板內(nèi)從低電平被拉為高電平。而B(niǎo)板工作正常時(shí)，鎖存器D21的輸出為高電平，這樣與非門(mén)NAND21的輸出就由高電平轉(zhuǎn)換為低電平(主用狀態(tài))，B板進(jìn)入主用狀態(tài)。
當(dāng)兩塊單板處于主備工作狀態(tài)，假設(shè)A是主用板。如果帶電拔出備用的B板，由于背板上的連接器中與STAIN_B相接的針比與STAOUT_B相接的針要長(zhǎng)，因此在B板拔出過(guò)程中，STAOUT_B信號(hào)會(huì)先斷開(kāi)。此時(shí)STAIN_B仍然與背板相連，為低電平，這樣就保證了STAOUT_B在完全斷開(kāi)前一直保持為高電平，從而不會(huì)對(duì)主用A板的狀態(tài)產(chǎn)生影響。
當(dāng)一塊單板處于主用工作狀態(tài)，假設(shè)為A板。如果此時(shí)插入B板，由于背板上的連接器中與STAIN_B相接的針比與STAOUT_B相接的針要長(zhǎng)，因此B板上的STAIN_B信號(hào)會(huì)比STAOUT_B信號(hào)先接通。因A板為主用狀態(tài)，因此STAOUT_A為低電平，STAIN_B信號(hào)接通后也就為低電平，從而使得B板與非門(mén)NAND21的輸出信號(hào)STAOUT_B在與被板接通前就處于高電平。所以B板插入的過(guò)程不會(huì)影響到原有的A板的工作狀態(tài)。B板上的軟件啟動(dòng)后，檢測(cè)到STAIN_B信號(hào)為高電平，就會(huì)進(jìn)入備用狀態(tài)。
權(quán)利要求1一種主備板切換裝置，包括結(jié)構(gòu)、元器件、后背板和邏輯電路完全相同的兩塊電路板(A板、B板)，其特征是兩塊電路板(A板、B板)的主備邏輯輸入信號(hào)包括復(fù)位信號(hào)(RST_A、RST_B)，由本板復(fù)位電路給出，低電平有效；板在位檢測(cè)信號(hào)(BDON_A、BDON_B)，檢測(cè)另一單板是否在位的信號(hào)，通過(guò)后背板接至另一單板的地線；主備狀態(tài)信號(hào)(STAIN_A、STAIN_B)，是來(lái)自另一單板的輸出信號(hào)，作為本板的輸入信號(hào)，該信號(hào)為低電平時(shí)表示本板為備用狀態(tài)；硬件切換信號(hào)(HDMS_A、HDMS_B)，由本板切換鍵給出，低電平有效；軟件切換信號(hào)(SWMS_A、SWMS_B)，由本板的軟件程序給出，低電平表示切換；其他故障信號(hào)(OTHER_A、OTHER_B)，是影響單板正常運(yùn)行的其它信號(hào)在A板上，復(fù)位信號(hào)(RST_A)和硬件切換信號(hào)(HDMS_A)接在與門(mén)(AND11)的輸入，軟件切換信號(hào)(SWMS_A)和其他故障信號(hào)(OTHER_A)接在與門(mén)(AND12)的輸入，所述兩個(gè)與門(mén)(AND11、AND12)的輸出均接至另一個(gè)與門(mén)(AND13)的輸入；與門(mén)(AND13)的輸出信號(hào)和板在位檢測(cè)信號(hào)(BDON_A)一起接至或門(mén)(OR11)，所述或門(mén)(OR11)的輸出接至鎖存器(D11)的清零端；鎖存器(D11)的輸入端接高電平，輸出信號(hào)與來(lái)自B板的主備狀態(tài)信號(hào)(STAIN_A)一起接至與非門(mén)(NAND11)；與非門(mén)(NAND11)的輸出信號(hào)(STAOUT_A)經(jīng)后背板送至B板的輸入端，作為B板的主備狀態(tài)信號(hào)(STAIN_B)；B板的結(jié)構(gòu)、元器件和邏輯電路與A板完全相同；后背板為兩塊電路板(A板、B板)的邏輯電路之間的互控信號(hào)提供連接，其中一塊電路板(A板、B板)的輸出信號(hào)(STAOUT_A、STAOUT_B)，作為另一塊電路板(B板、A板)的主備狀態(tài)信號(hào)(STAIN_B、STAIN_A)輸入，接至與非門(mén)(NAND21、NAND11)的輸入端；一塊電路板(A板、B板)的輸入信號(hào)線(BDON_A、BDON_B)通過(guò)另一塊電路塊(B板、A板)接地；后背板與兩塊電路板(A板、B板)的連接器中，與輸出信號(hào)(sTAOUT_A、STAOUT_B)相連接的針長(zhǎng)度比與輸入信號(hào)(STAIN_A、STAIN_B)相連接的針長(zhǎng)度要短。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種主備板切換裝置，屬于電子通訊領(lǐng)域，所述裝置包括結(jié)構(gòu)、元器件、后背板和邏輯電路完全相同的兩塊電路板(A板、B板)，后背板為這兩塊電路板(A板、B板)的邏輯電路之間的互控信號(hào)提供連接，其中一塊電路板(A板、B板)的輸出信號(hào)(STAOUT_A、STAOUT_B)，作為另一塊電路板(B板、A板)的主備狀態(tài)信號(hào)(STAIN_B、STAIN_A)輸入，接至與非門(mén)(NAND21、NAND11)的輸入端；一塊電路板(A板、B板)的輸入信號(hào)線(BDON_A、BDON_B)通過(guò)另一塊電路塊(B板、A板)接地；因?yàn)椴捎糜布?jìng)爭(zhēng)互鎖電路，避免了上電振蕩，可用于電子通訊設(shè)備之中。
文檔編號(hào)H04B1/74GK2624529SQ02261600
公開(kāi)日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2002年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月9日
發(fā)明者李源, 肖立成, 馬德煦 申請(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司