單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)及讀寫(xiě)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含相互通訊連接的主控和線卡；主控包含：控制模塊和電路連接控制模塊輸出端的RS-485總線線卡包含電路連接所述RS-485總線的可編程邏輯模塊，以及電路連接可編程邏輯模塊輸出端的光模塊。本發(fā)明主控的控制模塊和線卡的可編程邏輯模塊通過(guò)RS-485通道進(jìn)行通信，省去線卡上的CPU和主控上的交換芯片，降低了設(shè)備的開(kāi)發(fā)硬件成本；節(jié)省了PCB板的空間，給線卡上其他器件的布局提供了更靈活的空間；提高了設(shè)備響應(yīng)時(shí)間，使設(shè)備的靈活性更強(qiáng)；減少了CPU意味著減少了軟件和驅(qū)動(dòng)的研發(fā)工作，縮短了研發(fā)周期，降低風(fēng)險(xiǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)及讀寫(xiě)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種交換機(jī)通信技術(shù)，具體涉及一種機(jī)架式交換機(jī)中的單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)及讀寫(xiě)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在大型交換機(jī)系統(tǒng)中，常常會(huì)用到大量不同種類(lèi)的光模塊，根據(jù)電信級(jí)寬帶接入設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，需要監(jiān)控光模塊的一些實(shí)時(shí)參數(shù)，如:發(fā)射光功率、接收光功率、溫度、工作電壓、激光器偏壓等等。
[0003]對(duì)于一些局端機(jī)架式設(shè)備來(lái)說(shuō)，其每個(gè)單板上的光模塊的信息是通過(guò)各個(gè)單板上的CPU來(lái)讀寫(xiě)的，當(dāng)本板的CPU獲得光模塊的信息后，通過(guò)快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet, FE)等其他通道，經(jīng)過(guò)背板上報(bào)給主控的CPU。但是，當(dāng)單板上的業(yè)務(wù)不多的時(shí)候，在單板上添加一個(gè)CPU和其外部設(shè)備，帶來(lái)了資源的極大的浪費(fèi)。
[0004]在產(chǎn)品設(shè)計(jì)(如機(jī)架式交換機(jī))的過(guò)程中，我們會(huì)用到大量不同種類(lèi)的光模塊，同一塊單板上也會(huì)用到多個(gè)光模塊，而光模塊的內(nèi)部寄存器的讀寫(xiě)操作是通過(guò)集成電路總線(Inter-1ntegrated Circuit, IIC)接口來(lái)完成的。IIC串行總線一般有兩根信號(hào)線,一根是雙向的數(shù)據(jù)線SDA (Skill Development Activity—靜態(tài)數(shù)據(jù)認(rèn)證),另一根是時(shí)鐘信號(hào)線(SCL)。所有接到IIC總線設(shè)備上的串行數(shù)據(jù)SDA都接到總線的SDA上，各設(shè)備的時(shí)鐘線SCL接到總線的SCL上。IIC上的不同光模塊的都有自己的IIC地址，通過(guò)這個(gè)IIC地址，我們可以區(qū)分不同的光模塊。當(dāng)IIC總線上的光模塊的IIC地址相同的時(shí)候，一般的設(shè)計(jì)者會(huì)通過(guò)FPGA或CPLD來(lái)對(duì)CPU上的IIC進(jìn)行分發(fā)，連接到不同的光模塊，從而對(duì)具有相同的IIC地址的光模塊進(jìn)行操作。
[0005]如圖1所示，主控11與若干線卡(第一線卡12、第二線卡13、第三線卡14和第四線卡14)建立連接，其中主控11包含有主控CPU模塊以及通過(guò)FE接口連接的交換芯片，每個(gè)線卡包含有通過(guò)FE連接主控11的線卡CPU模塊，通過(guò)SCL連接線卡CPU模塊的FPGA/CPLD模塊，F(xiàn)PGA/CPLD模塊通過(guò)SCL連接四個(gè)光模塊，線卡CPU模塊通過(guò)SDA分別連接各個(gè)光模塊。
[0006]以下以第一線卡12為例說(shuō)明:
當(dāng)主控11需要讀取第一線卡12中的光模塊O的信息的時(shí)候，主控11的CPU先發(fā)送指令到主控11的交換芯片，通過(guò)交換芯片選擇FEO通道訪問(wèn)第一線卡12的CPU，第一線卡12的CPU通過(guò)FPGA或CPLD切換SCL到SCL0，從而選中光模塊0，并與之進(jìn)行通信。
[0007]應(yīng)用上述處理方法具有以下缺點(diǎn):一是有足夠的研發(fā)經(jīng)費(fèi)，能夠支持在線卡上加CPU所帶來(lái)的生產(chǎn)成本上升；二是線卡的PCB板有足夠的空間來(lái)放置CPU及其外部設(shè)備；三是CPU的添加需要軟件配合，使研發(fā)工作加劇，研發(fā)周期加長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)及讀寫(xiě)方法，可以在線卡上沒(méi)有CPU的情況下，通過(guò)主控對(duì)各個(gè)線卡的光模塊進(jìn)行操作。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含相互通訊連接的主控和線卡；
其特點(diǎn)是，上述主控包含:控制模塊和電路連接控制模塊輸出端的RS-485總線；上述線卡包含電路連接所述RS-485總線的可編程邏輯模塊，以及電路連接可編程邏輯模塊輸出端的光模塊。 [0010]上述主控連接有一個(gè)或若干個(gè)線卡。
[0011]每個(gè)上述線卡中包含有一個(gè)或若干個(gè)光模塊，分別連接可編程邏輯模塊。
[0012]上述可編程邏輯模塊采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列或復(fù)雜可編程邏輯器件。
[0013]上述可編程邏輯模塊輸出端分別通過(guò)數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘信號(hào)線連接每個(gè)所述光模塊。
[0014]一種上述單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)的讀寫(xiě)方法，其特點(diǎn)是，該方法包含:
主控的控制模塊的發(fā)出指令通過(guò)RS-485總線操作線卡上的可編程邏輯模塊；
線卡上的可編程邏輯模塊操作線卡上的光模塊。
[0015]上述控制模塊操作可編程邏輯模塊進(jìn)行讀操作的方法包含:
控制模塊發(fā)送地址字段、控制字段至可編程邏輯模塊，選擇相應(yīng)線卡，讀取光模塊的寄存器；可編程邏輯模塊反饋相同信息；
控制模塊發(fā)送包含所要讀取內(nèi)容位置信息的數(shù)據(jù)字段至可編程邏輯模塊，可編程邏輯模塊反饋操作成功的數(shù)據(jù)字段即開(kāi)始讀取的光模塊寄存器中的內(nèi)容；
上述控制模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)字段包含5個(gè)字節(jié):第I個(gè)字節(jié)為后面有效字節(jié)數(shù)；第2個(gè)字節(jié)表示被讀寄存器位寬和連續(xù)讀取寄存器個(gè)數(shù)；第3個(gè)字節(jié)表示讀取寄存器的起始地址；第4個(gè)字節(jié)表示光模塊集成電路總線地址；第5個(gè)字節(jié)表示光模塊編號(hào)。
[0016]上述控制模塊操作可編程邏輯模塊進(jìn)行寫(xiě)操作的方法包含:
控制模塊發(fā)送地址字段、控制字段至可編程邏輯模塊，選擇相應(yīng)線卡，讀取光模塊的寄存器；可編程邏輯模塊反饋相同信息；
控制模塊發(fā)送數(shù)據(jù)字段至可編程邏輯模塊，可編程邏輯模塊反饋光模塊寫(xiě)入成功；數(shù)據(jù)字段中--第I個(gè)字節(jié)為后面有效字節(jié)數(shù)；第2個(gè)字節(jié)表示被讀寄存器位寬和連續(xù)讀取寄存器個(gè)數(shù)；第3個(gè)字節(jié)表示讀取寄存器的起始地址；第4個(gè)字節(jié)表示光模塊集成電路總線地址；第5個(gè)字節(jié)表示光模塊編號(hào)；第6個(gè)字節(jié)開(kāi)始為寫(xiě)入內(nèi)容。
[0017]可編程邏輯模塊操作光模塊包含:
數(shù)據(jù)字段選定光模塊，可編程邏輯模塊連通與該光模塊的數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘信號(hào)線，只有該光模塊可響應(yīng)可編程邏輯模塊。
[0018]本發(fā)明單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)及讀寫(xiě)方法和現(xiàn)有技術(shù)交換機(jī)中單板上CPU對(duì)光模塊的讀寫(xiě)技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明主控的控制模塊和線卡的可編程邏輯模塊通過(guò)RS-485通道進(jìn)行通信，通過(guò)主控的CPU對(duì)線卡的光模塊進(jìn)行管理；通過(guò)定義特定的RS-485通信協(xié)議的幀格式，來(lái)選定不同的線卡和不同的光模塊；通過(guò)這種方法可以省去線卡上的CPU和主控上的交換芯片。降低了設(shè)備的開(kāi)發(fā)硬件成本；節(jié)省了 PCB板的空間，給線卡上其他器件的布局提供了更靈活的空間；提高了設(shè)備響應(yīng)時(shí)間，使設(shè)備的靈活性更強(qiáng)；減少了CPU意味著減少了軟件和驅(qū)動(dòng)的研發(fā)工作，縮短了研發(fā)周期，降低風(fēng)險(xiǎn)?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)交換機(jī)光模塊信息讀取結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖3為本發(fā)明單板光模塊的讀寫(xiě)方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施例。
[0021]如圖2所示，本發(fā)明公開(kāi)一種基于RS-485通信協(xié)議的機(jī)架式交換機(jī)中單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含主控21以及分別通訊連接該主控21的4個(gè)線卡22。
[0022]主控21包含:控制模塊(CPU)211和電路連接控制模塊211輸出端的RS-485總線212。
[0023]線卡22包含電路連接RS-485總線212的可編程邏輯模塊221，以及電路連接可編程邏輯模塊221輸出端的光模塊222。每個(gè)線卡22中包含有4個(gè)光模塊222，分別連接可編程邏輯模塊221?？删幊踢壿嬆K221采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)或復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)。
[0024]可編程邏輯模塊221輸出端分別通過(guò)數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘信號(hào)線(SCL)連接每個(gè)光模塊222。
[0025]如圖3所示，本發(fā)明還公開(kāi)了基于RS-485通信協(xié)議的機(jī)架式交換機(jī)中單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)的讀寫(xiě)方法，該讀寫(xiě)方法分為兩個(gè)部分:一、主控21的控制模塊(CPU) 211發(fā)出指令通過(guò)RS-485總線212通道操作線卡22上的可編程邏輯模塊221 (即FPGA或CPLD)；
二、線卡22上的可編程邏輯模塊221 (即FPGA或CPLD)操作線卡22上的光模塊222。
[0026]下面通過(guò)這兩個(gè)步驟闡述本發(fā)明的具體方法:
一、主控21的控制模塊211發(fā)出指令通過(guò)RS-485總線212通道操作線卡22上的可編程邏輯模塊221，此步驟需要解決的問(wèn)題是:1、如何確定需要訪問(wèn)哪一個(gè)線卡；2、如何確定需要訪問(wèn)哪一個(gè)光模塊。本發(fā)明通過(guò)定義特定的RS-485通信協(xié)議的幀格式來(lái)解決這一問(wèn)題。
[0027]幀格式的基本結(jié)構(gòu)如表I所示，其含義如下:
(I)起始標(biāo)志字段(Fl):起始標(biāo)志字段為0111 1110的比特模式，用以標(biāo)志幀的起始。
[0028](2)地址字段(A):對(duì)同類(lèi)型設(shè)備的不同地址描述，O和255兩個(gè)地址保留。
[0029](3)控制字段(C):控制字段用于構(gòu)成各種命令和響應(yīng)，以便對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制。發(fā)送方主站利用控制字段來(lái)通知被尋址的從站執(zhí)行約定的操作；相反，從站用該字段作對(duì)命令的響應(yīng)，報(bào)告已完成的操作或狀態(tài)的變化?？刂谱侄沃凶罡呶籦it7表示傳送幀的類(lèi)型，bit7為“O”表示不需要回復(fù)，為“I”表示需要回復(fù)；控制幀包含兩種操作?？刂谱侄沃衎ite表示控制幀的操作類(lèi)別，“I”表示讀操作，“O”表示寫(xiě)操作?？刂谱侄沃衎it[5:0]表示控制幀的種類(lèi)。最多可以實(shí)現(xiàn)64個(gè)種類(lèi)的操作，本發(fā)明定義000001為光模塊IIC的讀與。
[0030](4)數(shù)據(jù)字段⑶:數(shù)據(jù)字段為讀寫(xiě)操作的具體內(nèi)容。第一個(gè)字節(jié)為信息字段的字節(jié)數(shù)，該字節(jié)不包含在字節(jié)數(shù)當(dāng)中，即數(shù)據(jù)字段至少為一個(gè)字節(jié)；當(dāng)?shù)谝粋€(gè)字節(jié)為0000_0000時(shí)，后面沒(méi)有有效字節(jié)；當(dāng)為0000_0001時(shí)，后面有一個(gè)有效字節(jié)；最大為1111_1110時(shí)，表示后面有254個(gè)有效字節(jié)；多字節(jié)寄存器傳送，先傳送高字節(jié)。
[0031](5)幀校驗(yàn)序列字段(FCS):幀校驗(yàn)序列字段16bit,采用CheckSum方法。發(fā)送方Checksum產(chǎn)生方法是把除起始標(biāo)示字段、結(jié)束標(biāo)志字段和幀校驗(yàn)序列字段之外的所有數(shù)據(jù)按照4bit分成多個(gè)單元，然后累加求和，所得結(jié)果模65536的余數(shù)即為FCS內(nèi)容。接收方校驗(yàn)方法是把除起始標(biāo)示段和結(jié)束標(biāo)示段之外的數(shù)據(jù)按照4bit分成多個(gè)單元，然后累加求和，若為O (注意實(shí)際為10000H)，認(rèn)為無(wú)誤碼，若不為0，作有誤碼處理。
[0032](6)結(jié)束標(biāo)志字段(F2):結(jié)束標(biāo)志字段為0000_1101的比特模式，用以標(biāo)志幀的結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1.一種單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含相互通訊連接的主控(21)和線卡(22);其特征在于，所述主控(21)包含:控制模塊(211)和電路連接控制模塊(211)輸出端的RS-485總線(212)； 所述線卡(22)包含電路連接所述RS-485總線(212)的可編程邏輯模塊(221)，以及電路連接可編程邏輯模塊(221)輸出端的光模塊(222 )。
2.如權(quán)利要求1所述的單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主控(21)連接有一個(gè)或若干個(gè)線卡(22)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個(gè)所述線卡(22)中包含有一個(gè)或若干個(gè)光模塊(222 )，分別連接所述可編程邏輯模塊(221)。
4.如權(quán)利要求1所述的單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述可編程邏輯模塊(221)采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列或復(fù)雜可編程邏輯器件。
5.如權(quán)利要求1或4所述的單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述可編程邏輯模塊(221)輸出端分別通過(guò)數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘信號(hào)線連接每個(gè)所述光模塊(222)。
6.一種如權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述單板光模塊的讀寫(xiě)結(jié)構(gòu)的讀寫(xiě)方法，其特征在于，該方法包含: 主控(21)的控制模塊(211)的發(fā)出指令通過(guò)RS-485總線(212 )操作線卡(22 )上的可編程邏輯模塊(221); 線卡(22)上的可編程邏輯模塊(221)操作線卡上的光模塊(222)。
7.如權(quán)利要求6所述的讀寫(xiě)方法，其特征在于，所述控制模塊(211)操作可編程邏輯模塊(221)進(jìn)行讀操作的方法包含:` 控制模塊(211)發(fā)送地址字段、控制字段至可編程邏輯模塊(221)，選擇相應(yīng)線卡(22)，讀取光模塊的寄存器；可編程邏輯模塊(221)反饋相同信息； 控制模塊(211)發(fā)送包含所要讀取內(nèi)容位置信息的數(shù)據(jù)字段至可編程邏輯模塊(221)，可編程邏輯模塊(221)反饋操作成功的數(shù)據(jù)字段即開(kāi)始讀取的光模塊寄存器中的內(nèi)容。
8.如權(quán)利要求7所述的讀寫(xiě)方法，其特征在于，所述控制模塊(211)發(fā)送的數(shù)據(jù)字段包含5個(gè)字節(jié):第I個(gè)字節(jié)為后面有效字節(jié)數(shù);第2個(gè)字節(jié)表示被讀寄存器位寬和連續(xù)讀取寄存器個(gè)數(shù)；第3個(gè)字節(jié)表示讀取寄存器的起始地址；第4個(gè)字節(jié)表示光模塊集成電路總線地址;第5個(gè)字節(jié)表示光模塊編號(hào)。
9.如權(quán)利要求6或7或8所述的讀寫(xiě)方法，其特征在于，所述控制模塊(211)操作可編程邏輯模塊(221)進(jìn)行寫(xiě)操作的方法包含: 控制模塊(211)發(fā)送地址字段、控制字段至可編程邏輯模塊(221)，選擇相應(yīng)線卡(22)，讀取光模塊的寄存器；可編程邏輯模塊(221)反饋相同信息； 控制模塊(211)發(fā)送數(shù)據(jù)字段至可編程邏輯模塊(221)，可編程邏輯模塊(221)反饋光模塊寫(xiě)入成功；數(shù)據(jù)字段中--第I個(gè)字節(jié)為后面有效字節(jié)數(shù);第2個(gè)字節(jié)表示被讀寄存器位寬和連續(xù)讀取寄存器個(gè)數(shù)；第3個(gè)字節(jié)表示寫(xiě)入寄存器的起始地址；第4個(gè)字節(jié)表示光模塊IIC地址；第5個(gè)字節(jié)表示光模塊編號(hào);從第6個(gè)字節(jié)開(kāi)始，為寫(xiě)入內(nèi)容。
10.如權(quán)利要求6所述的讀寫(xiě)方法，其特征在于，可編程邏輯模塊(221)操作光模塊(222)包含:數(shù)據(jù)字段選定光模塊，可 編程邏輯模塊(221)連通與該光模塊的數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘信號(hào)線，只有該光模塊可響應(yīng)可編程邏輯模塊(221)。
【文檔編號(hào)】H04L12/931GK103763220SQ201410041580
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】童魏明 申請(qǐng)人:上海斐訊數(shù)據(jù)通信技術(shù)有限公司