專利名稱：：主備倒換電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種主備倒換電路及方法。技術(shù)背景為了提高系統(tǒng)可靠性，通常在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用主備熱備份這種冗余技術(shù)。主備熱備份是指相同的兩個(gè)單元同時(shí)工作，一個(gè)主用，另一個(gè)備用，由主用單元輸出有效的控制信號(hào)或總線信號(hào)，備用單元輸出的控制信號(hào)或總線信號(hào)處于無效或關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)主用的單元出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)可靠地切換到無故障的備用單元，這種方式稱之為主備倒換。主備倒換設(shè)計(jì)必須具備兩個(gè)基本功能對(duì)單元故障進(jìn)行全面的實(shí)時(shí)檢測(cè)，以保證當(dāng)硬件故障時(shí)準(zhǔn)確及時(shí)的觸發(fā)倒換；提供穩(wěn)定可靠的硬件倒換，保證倒換機(jī)制完善并具有對(duì)異常情況的保護(hù)能力?？煽康挠布箵Q來源于可靠的倒換接口電路設(shè)計(jì)和倒換邏輯設(shè)計(jì)。倒換電路接口設(shè)計(jì)從硬件上保訴提供了可靠的平臺(tái)，邏輯綜合判斷接口各信號(hào)狀態(tài)判斷是否需要硬件發(fā)起倒換，提供可靠的倒換設(shè)計(jì)。主備用單元間的倒換電路信號(hào)包括主備指示信號(hào)，用于指示本單元或?qū)卧鱾溆脿顟B(tài)；工作狀態(tài)信號(hào)，用于指示本單元或?qū)卧墓ぷ鳡顟B(tài)是否正常；在位信號(hào)分本單元在位信號(hào)和對(duì)單元在位信號(hào)，分別用于識(shí)別本模塊和對(duì)單元的在位情況；倒換使能信號(hào)，表示主備倒換動(dòng)作是否有效，倒換使能打開，才允許倒換動(dòng)作執(zhí)行，如果關(guān)閉，所有倒換動(dòng)作被屏蔽。請(qǐng)參閱圖1，為現(xiàn)有的主^f到換接口電路的電路圖。主4^到換接口電路包括接口芯片、兩個(gè)與接口芯片連接的244芯片和系統(tǒng)硬件接口互連模塊。主備倒換接口電路現(xiàn)有的主備倒換接口電路的主備指示信號(hào)采用單個(gè)信號(hào)位設(shè)計(jì)，信號(hào)描述如表1所示表1信號(hào)名稱信號(hào)方向信號(hào)意義'0''rOnlineOUT本單元在位與否狀態(tài)位本單元在位本單元不在位Mate_OnlineIN對(duì)單元在位與否狀態(tài)位對(duì)單元在位對(duì)單元不在位ACTOUT本單元主用狀態(tài)標(biāo)志位本單元主用本單元備用Mate—ACTIN對(duì)單元主用狀態(tài)標(biāo)志位對(duì)單元主用對(duì)單元備用WorkOUT本單元工作狀態(tài)標(biāo)志位本單元正常本單元異常Mate—WorkIN對(duì)單元工作狀態(tài)標(biāo)志位對(duì)單元正常對(duì)單元異常ACT信號(hào)表示單元主備指示信號(hào)，電平表示"O"表示主用，'T，表示備用。本單元備用時(shí)禁止可能和對(duì)單元沖突的信號(hào)輸出。其它接口信號(hào)包括軟件強(qiáng)制倒換信號(hào)、軟件開工信號(hào)、故障指示信號(hào)等，這些信號(hào)可以用于實(shí)現(xiàn)單元的故障倒換和強(qiáng)制倒換。ACT信號(hào)也可以采用脈沖信號(hào)表示，如圖2所示，檢測(cè)到脈沖信號(hào)表示主用，常高表示備用，常低也可以表示備用或做異常處理，信號(hào)描述如表2所示表2信號(hào)名稱信號(hào)方向信號(hào)意義'脈沖''固定電平'ACTOUT本單元主用狀態(tài)標(biāo)志位本單元主用本單元備用Mate—ACTIN對(duì)單元主用狀態(tài)標(biāo)志位對(duì)單元主用對(duì)單元備用主備指示信號(hào)采用脈沖信號(hào)表示，需要邏輯器件采集判斷，那么就要邏輯提供相同或成倍時(shí)鐘頻率并計(jì)算脈沖信號(hào)是否正確，需要多個(gè)時(shí)鐘周期才能準(zhǔn)確確定，或者增加脈沖信號(hào)變?yōu)殡娖叫盘?hào)采集判斷設(shè)計(jì)模塊，可以是邏輯內(nèi)部，請(qǐng)參閱圖3的脈沖檢測(cè)電路；輸出時(shí)需要輸出脈沖信號(hào)的，如圖4所示。100Hz是用于輸出的脈沖信號(hào)(實(shí)際應(yīng)用中頻率可以情況選擇，不能低于100Hz);ACT—S是邏輯內(nèi)部的主備輸出信號(hào)'0，表示主用，T表示備用；ACT是單板輸出的主備信號(hào)脈沖表示主用，'0，表示備用。現(xiàn)有的主^^到換電路在運(yùn)行過程中，如果單元被拔出，將置為備用、異常，保證再次插入不會(huì)搶主用。單元備用的條件有以下幾種情況單元倒換功能未打開；對(duì)單元主用；本單元軟件強(qiáng)制倒換，對(duì)單元在位且正常；本單元工作狀態(tài)異常，對(duì)單元在位且正常；其他情況本單元主用。^i殳計(jì)上主備用單元正常工作的情況下，還需要對(duì)本單元和對(duì)單元的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)異常情況，應(yīng)該告警，便于問題定位，盡量避免錯(cuò)誤倒換?，F(xiàn)有的主備倒換電路設(shè)計(jì)存在的缺點(diǎn).主備指示信號(hào)采用單根針設(shè)計(jì)，通過脈沖和固定低電平方式適知對(duì)方主備情況，如果采用脈沖信號(hào)一般倒換速度比較慢，為了提高這種情況下的倒換速度，需要把脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)為電平信號(hào)再判斷，需要增加輸入輸出端轉(zhuǎn)換電路，增加了電路的復(fù)雜性，提高了產(chǎn)品成本；如果采用電平信號(hào)表示，那只有"0"、"1"兩種狀態(tài)，設(shè)計(jì)中所有的信號(hào)都是在對(duì)單元上拉處理，而且一般是"0"有效，所以通道上任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，而導(dǎo)致系統(tǒng)判斷故障，所以容4fi殳計(jì)不好處理，單個(gè)故障發(fā)生的概率比較高；倒換設(shè)計(jì)對(duì)倒換接口信號(hào)的檢測(cè)和評(píng)估比較簡(jiǎn)單，對(duì)于倒換時(shí)間要求嚴(yán)格的系統(tǒng)不適用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的實(shí)施例的目的在于提供一種主備倒換電路及方法，該主備倒換電路及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中倒換速度慢、倒換容錯(cuò)差的問題。本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種主備倒換電路，包括接口電路、驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)硬件接口互連模塊，所述接口電路通過驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)硬件接口互連模塊相連，所述接口電路具有兩個(gè)主備指示信號(hào)管腳。本發(fā)明的實(shí)施例所采取的另一技術(shù)方案包括一種主備倒換方法，包括上電后，將本單元置為不在位、工作狀態(tài)異常及備用，關(guān)閉倒換功能；判斷本單元是否插好、進(jìn)行自檢，自檢通過后向管理設(shè)備申請(qǐng)注冊(cè)；管理設(shè)備打開主備倒換功能，允許本單元升主用。本發(fā)明的的實(shí)施例技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果本發(fā)明的實(shí)施例的主備倒換電路及方法，主備倒換電路采用兩根信號(hào)表示主備指示信號(hào)，其數(shù)據(jù)采集筒單，提高電路設(shè)計(jì)可靠性及系統(tǒng)主備倒換速度，并且提高倒換容錯(cuò)設(shè)計(jì)，使整個(gè)系統(tǒng)倒換設(shè)計(jì)更加完善、可靠；本發(fā)明實(shí)施例的主備倒換方法綜合考慮了所有接口信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行判斷，給出合理的倒換處理措施，容錯(cuò)設(shè)計(jì)避免異常情況下硬件誤倒換操作，提供可靠性的硬件倒換平臺(tái)。本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是現(xiàn)有的主^f到換接口電路的電路圖；圖2是主備指示信號(hào)單根針脈沖信號(hào)簡(jiǎn)圖；圖3是脈沖4企測(cè)電路的電路圖；圖4是主備信號(hào)脈沖輸出示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例的主備倒換電路的電路圖；圖6是主備指示信號(hào)正常狀態(tài)判斷流程圖；圖7是主備指示信號(hào)異常狀態(tài)下判斷流程圖。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖5，為本發(fā)明實(shí)施例的主^f到換電路的電路圖。本發(fā)明實(shí)施例的主備倒換電路包括接口電路、兩個(gè)244驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)碩_件接口互連模塊。接口電路的信號(hào)包括ACT_P、ACT—N信號(hào)(輸出，本單元主備指示信號(hào))；Online信號(hào)(輸出，本單元在位信號(hào));Work信號(hào)(輸出，本單元工作狀態(tài)信號(hào));FULLIN信號(hào)(輸入，本單元在位信號(hào))；Mate—ACT_P、Mate—ACT—N信號(hào)(輸入，對(duì)單元主備指示信號(hào))；MateJ3nline信號(hào)(輸入，對(duì)單元在位信號(hào))；Mate—Work信號(hào)(輸入，對(duì)單元工作狀態(tài)信號(hào))。FULLIN信號(hào)表示單元是否在位，采用4個(gè)信號(hào)分布在單元的4個(gè)頂端，保證正常單元沒有插好情況下(比如插歪、沒插緊等)，不能正常啟動(dòng)主用，電路設(shè)計(jì)上也可以采用電容濾波設(shè)計(jì)，"0"表示在位，"1"表示不在位。Online是送到對(duì)單元的在位信號(hào)，和本單元的FULLIN信號(hào)保持一致，一定程度上避免了兩個(gè)單元判斷同一個(gè)單元的在位情況不一樣的情況，"0"表示在位，"1"表示不在位。Work信號(hào)表示單元工作是否正常。也可以通過Mate_Work信號(hào)判斷對(duì)單元工作狀態(tài)。該信號(hào)為"0"表示狀態(tài)正常，"1"表示狀態(tài)不正常。同樣MateJ3nline和Mate—Work信號(hào)都是本單元接收到對(duì)單元的信號(hào)，電平狀態(tài)表示類似Online和Work。接口電路的主備指示信號(hào)采用了兩個(gè)信號(hào)ACT一P和ACT一N,采用"偽差分"形式表示，偽差分是模擬差分信號(hào)的一種表示形式，本單元對(duì)兩個(gè)信號(hào)電阻拉為備用。接口電路分別與兩個(gè)244驅(qū)動(dòng)器相連，第一244驅(qū)動(dòng)器連接信號(hào)源端串行匹配電阻R3后與系統(tǒng)硬件接口互連模塊相連，第二244驅(qū)動(dòng)器連接信號(hào)始端串行匹配電阻R4后與系統(tǒng)硬件接口互連才莫塊相連。第一244驅(qū)動(dòng)器分別與接口電路的ACT—P信號(hào)管腳、ACT—N信號(hào)管腳、Online信號(hào)管腳和Work信號(hào)管腳相連，在ACT—N信號(hào)管腳、Online信號(hào)管腳、Work信號(hào)管腳和電源VC間連接有電阻Rl，在ACT一P信號(hào)管腳和地GND間連接有電阻R。第二244驅(qū)動(dòng)器分別與接口電路的Mate—ACT—P信號(hào)管腳、Mate—ACT—N信號(hào)管腳、Mate—Online信號(hào)管腳和Mate_Work信號(hào)管腳相連。在第二244驅(qū)動(dòng)器和信號(hào)始端串行匹配電阻R4的連線上設(shè)有上拉電阻R2，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行上拉處理，在第二244驅(qū)動(dòng)器和信號(hào)始端串行匹配電阻R4的連線上還設(shè)有下拉電容C1到地，可以起到濾波作用，主要用于濾除信號(hào)毛刺、防止信號(hào)抖動(dòng)。本發(fā)明實(shí)施例的主備倒換電路保證數(shù)據(jù)采集簡(jiǎn)單，也提高了電路設(shè)計(jì)可靠性(兩個(gè)信號(hào)容錯(cuò)性高于一個(gè)信號(hào))。現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案中主備指示信號(hào)采用一個(gè)信號(hào)、脈沖形式實(shí)現(xiàn)，為了保證采集速率需要把脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)，在邏輯輸入輸出都要做相應(yīng)處理，本發(fā)明的上述實(shí)施例中則不需要這些附加處理，即可實(shí)現(xiàn)電平快速切換。ACT一P/N兩個(gè)信號(hào)可以構(gòu)成4種狀態(tài)"01"、"10"、"11"、"00",正常情況下ACT—P/N="10"表示主用，"01"表示備用，這兩個(gè)狀態(tài)表示正常狀態(tài)。而"11"、"00"兩個(gè)狀態(tài)則表示異常狀態(tài)。FULLIN信號(hào)表示單元是否在位，釆用4個(gè)信號(hào)分布在單元的4個(gè)頂端，保證在正常單元沒有插好情況下(比如插歪、沒插緊等)，不能正常啟動(dòng)主用，電路設(shè)計(jì)上也采用電容濾波設(shè)計(jì)，"0"表示在位，'T，表示不在位。本發(fā)明實(shí)施例的主備倒換方法包括上電后，首先將本單元置為不在位、工作狀態(tài)異常、備用，并且關(guān)閉倒換功能；斷本單元是否插好、進(jìn)行自檢，自檢通過后向管理軟件申請(qǐng)注冊(cè)；管理軟件才艮據(jù)槽位延時(shí)不同的時(shí)間打開主備倒換功能，允許本單元升主用，倒換設(shè)計(jì)仍然采用主降備，這里通過槽位延時(shí)控制可以保證一個(gè)單元先升主，另一個(gè)就另_備用。在運(yùn)行過程中，如果本單元插拔、不在位、狀態(tài)不正常，都會(huì)影響主備關(guān)系發(fā)生變換。本發(fā)明實(shí)施例的主備倒換方法倒換邏輯設(shè)計(jì)分為主備指示信號(hào)在正常狀態(tài)和在異常狀態(tài)兩種情況。請(qǐng)一并參閱表3和圖6，主備倒換方法倒換邏輯設(shè)計(jì)在主備指示信號(hào)在正常狀態(tài)流程包括倒換使能關(guān)閉，倒換使能信號(hào)無效，本單元備用；倒換使能打開分為三種情況對(duì)單元主用，則本單元備用；本單元不在位，本單元備用；對(duì)單元備用，本單元在位、狀態(tài)正常，本單元主用。表3倒換真值表-正常狀態(tài)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>請(qǐng)一并參閱表4和圖7，主備倒換方法倒換邏輯設(shè)計(jì)在主備指示信號(hào)在正常狀態(tài)流程綜合分析主備指示信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)、在位信號(hào)各種錯(cuò)誤狀態(tài)搭配，不考慮并發(fā)故障發(fā)生情況下包括倒換使能打開，本單元在位，對(duì)單元主備指示信號(hào)為"11/00"情況下本單元狀態(tài)異常，本單元降備；"對(duì)單元在位、本單元WORK狀態(tài)、對(duì)單元WORK狀態(tài)，，三個(gè)狀態(tài)中大于1個(gè)狀態(tài)出現(xiàn)異常，或者都正常，那么本單元主備關(guān)系保持；對(duì)單元狀態(tài)異?；?qū)卧辉谖涣?，那么本單元升主。?duì)單元主備指示信號(hào)為"01"情況下本單元狀態(tài)異常，降備；本單元或?qū)卧紶顟B(tài)異常情況下，對(duì)單元在位或不在位，本單元主備狀態(tài)保持；對(duì)單元不在位，或?qū)卧獱顟B(tài)異常，本單元狀態(tài)正常，本單元升主。表4倒換邏輯一異常狀態(tài)倒換使能信本單元完對(duì)單元本單元WORK對(duì)單元WORK對(duì)單元主備本單元主備號(hào)act—en全插入在位狀態(tài)狀態(tài)指示指示0是01001/00/11降備0是11000/11保持0是00000/11保持0是01101/00/11保持0是00101/00/11主用0是10X01/00/11主用0是11丄01/00/11保持本發(fā)明實(shí)施例的主備倒換方法綜合考慮了所有接口信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行判斷，給出合理的倒換處理措施，容錯(cuò)設(shè)計(jì)避免異常情況下硬件誤倒換操作，提供可靠性的硬件倒換平臺(tái)，并對(duì)出現(xiàn)的異常狀態(tài)提供相應(yīng)寄存器，軟件定時(shí)查詢這些狀態(tài)寄存器，判斷異常會(huì)上報(bào)告警，用戶會(huì)及時(shí)得到故障提示，使新硬件倒換設(shè)計(jì)更加可靠。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種主備倒換電路，包括接口電路、驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)硬件接口互連模塊，所述接口電路通過驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)硬件接口互連模塊相連，其特征在于所述接口電路具有兩個(gè)主備指示信號(hào)管腳。2、如權(quán)利要求1所述的主備倒換電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器包括第一驅(qū)動(dòng)器和第二驅(qū)動(dòng)器，第一驅(qū)動(dòng)器和第二驅(qū)動(dòng)器分別和接口電路及系統(tǒng)硬件接口互連纟莫塊相連。3、如權(quán)利要求2所述的主備倒換電路，其特征在于，所述電路還包括上拉電阻，所述上拉電阻設(shè)置在第二驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)硬件*接口互連4莫塊之間。4、如權(quán)利要求2或3所述的主備倒換電路，其特征在于，所述電路還包括下拉電容，所述下拉電容設(shè)置在第二驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)硬件接口互連模塊之間。5、如權(quán)利要求2所述的主備倒換電路，其特征在于，所述電路還包括信號(hào)源端串行匹配電阻和信號(hào)始端串行匹配電阻，所述信號(hào)源端串行匹配電阻設(shè)置在第一驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)硬件接口互連模塊之間，所述信號(hào)始端串行匹配電阻設(shè)置在第二驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)硬件接口互連模塊之間。6、如權(quán)利要求2所述的主備倒換電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器是244驅(qū)動(dòng)器。7、一種主備倒換方法，包括上電后，將本單元置為不在位、工作狀態(tài)異常及備用，關(guān)閉倒換功能；判斷本單元是否插好、進(jìn)行自檢，自檢通過后向管理設(shè)備申請(qǐng)注冊(cè)；管理設(shè)備打開主備倒換功能，允許本單元升主用。8、如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述主備指示信號(hào)在正常狀態(tài)下，倒換使能關(guān)閉，倒換使能信號(hào)無效，本單元備用。9、如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述主備指示信號(hào)在正常狀態(tài)下，對(duì)單元主用，則本單元備用。10、如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述主備指示信號(hào)在正常狀態(tài)下，本單元不在位，本單元備用。11、如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述主備指示信號(hào)在正常狀態(tài)下，對(duì)單元備用，本單元在位、狀態(tài)正常，本單元主用。12、如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述主備指示信號(hào)在異常狀態(tài)下，倒換使能打開，本單元在位，對(duì)單元主備指示信號(hào)為"11/00":本單元狀態(tài)異常，本單元降備；"對(duì)單元在位、本單元WORK狀態(tài)、對(duì)單元WORK狀態(tài)"三個(gè)狀態(tài)中大于1個(gè)狀態(tài)出現(xiàn)異常，或者都正常，那么本單元主備關(guān)系保持；對(duì)單元狀態(tài)異?；?qū)卧辉谖?，本單元升主用?3、如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述主備指示信號(hào)在異常狀態(tài)下，對(duì)單元主備指示信號(hào)為"01":本單元狀態(tài)異常，降備；本單元或?qū)卧紶顟B(tài)異常情況下，對(duì)單元在位或不在位，本單元主備狀態(tài)保持；對(duì)單元不在位，或?qū)卧獱顟B(tài)異常，本單元狀態(tài)正常，本單元升主用。全文摘要本發(fā)明提供了一種主備倒換電路及方法。本發(fā)明的主備倒換電路包括接口電路、驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)硬件接口互連模塊，所述接口電路通過驅(qū)動(dòng)器和系統(tǒng)硬件接口互連模塊相連，所述接口電路具有兩個(gè)主備指示信號(hào)管腳。本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于倒換速度快、倒換容錯(cuò)好。文檔編號(hào)H05K10/00GK101166415SQ20071007600公開日2008年4月23日申請(qǐng)日期2007年7月9日優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日發(fā)明者孫玉芳,尹相東,陳松海,黃曉蔚申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司