專利名稱：一種主備倒換控制電路及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到通信系統(tǒng)的備份技術(shù)，特別涉及到一種1+1備份系統(tǒng)中的主備倒換控制電路及其控制方法。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)整體的可靠性，通常在系統(tǒng)設(shè)計中對關(guān)鍵單板采用1+1備份的冗余機制。其中，1+1備份是指在一個系統(tǒng)中，有兩塊相同的單板同時工作，一塊主用，另一塊備用。從業(yè)務(wù)層面上來講，只有處于主用狀態(tài)的單板進行業(yè)務(wù)處理或?qū)崿F(xiàn)相關(guān)的總線控制功能，處于備用狀態(tài)的單板不參與業(yè)務(wù)處理，也不實現(xiàn)總線的控制功能。當主用狀態(tài)的單板發(fā)生故障的時候，該單板將轉(zhuǎn)移到備用狀態(tài)等待故障處理，又稱為降備；此時，原來處于備用狀態(tài)的單板將轉(zhuǎn)移到主用狀態(tài)進行業(yè)務(wù)處理或?qū)崿F(xiàn)相關(guān)的總線控制功能，又稱為升主，這樣就使得單個單板的故障對整個系統(tǒng)正常運行的負面影響最小化，大大提高系統(tǒng)整體的可靠性。
需要說明的是，參與1+1備份的兩塊單板在同一時間只能有一塊單板處于主用狀態(tài)，不能出現(xiàn)兩塊單板同時處于主用狀態(tài)的情況，這個控制是由位于各個單板內(nèi)的主備倒換控制模塊來實現(xiàn)的。
圖1顯示了1+1備份系統(tǒng)兩塊單板進行主備倒換控制的基本框架。從圖1可以看出，參與備份的兩個單板110、120的主備倒換控制電路通過背板100互通主備倒換握手信號，用于協(xié)調(diào)兩個單板的主備倒換控制。
傳統(tǒng)的主備倒換控制電路是基于R-S觸發(fā)器模型的。圖2顯示了基于R-S觸發(fā)器模型的主備倒換控制電路。如圖2所示，單板A 210上的與非門A 211和單板B 220上的與非門B 221經(jīng)過背板200構(gòu)成了一個R-S觸發(fā)器。圖2中，ACT-A和ACT-B信號分別為單板A 210和單板B 220的主備用狀態(tài)指示信號，0表示主用狀態(tài)，1表示備用狀態(tài)；CONT-A和CONT-B分別為單板A和單板B的控制信號，如果該信號為0，則強制本板進入備用狀態(tài)，如果該信號為1，則允許本板升主。
從圖2可以看出，在單板A 210和單板B 220上，本板主備控制信號和對板的主備用狀態(tài)指示信號作為兩輸入與非門211、221的輸入，而與非門的輸出為本板的主備用狀態(tài)指示信號。以單板A 210為例，與非門A 211的輸入為本板主備控制信號CONT-A和對板單板B 220的主備用狀態(tài)指示信號ACT-B，其輸出為本板的主備用狀態(tài)指示信號ACT-A。
這樣，在系統(tǒng)初始狀態(tài)，系統(tǒng)將兩個單板上的主備控制信號CONT都設(shè)置為0，因此，經(jīng)過與非門邏輯操作的兩個單板的主備用狀態(tài)指示信號ACT均為1，即兩個單板210、220的初始狀態(tài)都為備用狀態(tài)。當兩個單板210、220上電啟動、軟件加載、初始化及自檢等操作完成后，準備就緒的單板上的控制信號CONT就被置為1，即允許該單板從備用狀態(tài)轉(zhuǎn)移到主用狀態(tài)。此時，如果該單板檢測到對板的主備用狀態(tài)指示信號仍為1，則本板與非門輸出的主備用狀態(tài)指示信號ACT為0，指示本板進入主用狀態(tài)，即升主。
若處于主用狀態(tài)的單板檢測到故障，系統(tǒng)則可以將本板主備控制信號CONT設(shè)置為0，強制本板降備，等待故障處理。此時，該單板的主備用狀態(tài)指示信號變?yōu)?，所以處于備用狀態(tài)的單板就可以升主，保證系統(tǒng)的業(yè)務(wù)不中斷，提高了系統(tǒng)的可靠性。
需要說明的是，如圖2所示，在單板A 210和單板B 220上對板傳送過來的主備用狀態(tài)指示信號要經(jīng)過電阻212和電阻222的上拉，保證該信號在對板上沒有在位的情況下為高電平。
上述基于R-S觸發(fā)器的主備倒換控制電路可以實現(xiàn)兩塊單板的主備用倒換控制，但是會產(chǎn)生以下問題上述基于R-S觸發(fā)器的主備倒換控制電路是一種組合電路，控制信號的毛刺很容易導(dǎo)致主備倒換狀態(tài)發(fā)生錯誤的轉(zhuǎn)移。比如，在單板A 210主用，單板B 220備用時，若單板A 210的主備用狀態(tài)指示信號ACT-A有一個高電平的毛刺，就會觸發(fā)單板B 220進入主用狀態(tài)，進而導(dǎo)致單板A 210降備，從而出現(xiàn)誤主備倒換的現(xiàn)象，這是1+1備份系統(tǒng)所不允許的。
所以，為了避免上述誤主備倒換的情況，在主備倒換控制模塊的設(shè)計中，應(yīng)當對輸入的信號進行濾毛刺的處理，另外，還需要在主備倒換控制電路中加入自鎖功能，保證當主用單板正常工作時，無論備用單板的主備用狀態(tài)如何都不應(yīng)影響主用單板的正常工作，更不能因為備用單板的狀態(tài)導(dǎo)致主用單板降備而產(chǎn)生主備倒換，也就是說，某塊單板一旦主用，除非本單板本身異常強制降備或者收到上級的降備命令，其他情況均不得使主用單板降備。
為了解決上述的問題，在傳統(tǒng)的基于R-S觸發(fā)器的主備倒換控制電路上進行了改進。在改進的電路中，加入了信號濾毛刺電路以及自鎖功能，并且引入了時鐘信號，用時序邏輯代替組合邏輯實現(xiàn)主備用倒換的控制，增加對于來自對板的主備用指示信號的濾毛刺處理，由此濾除較大寬度的毛刺，避免了誤主備倒換現(xiàn)象的發(fā)生。
圖3顯示了改進的主備倒換控制電路。該電路為1+1備份系統(tǒng)中某一塊單板的主備倒換控制電路，從圖3可以看出，改進的主備倒換控制電路利用時鐘信號CLK和本板的復(fù)位信號對輸入信號進行濾毛刺處理，該電路主要包括兩個模塊信號濾毛刺模塊302和主備用處理模塊301。
其中，信號濾毛刺模塊302接收來自對板的主備用狀態(tài)指示信號ACT-B、本板的時鐘信號CLK以及本板的復(fù)位信號，在本板時鐘信號CLK的上升沿或者下降沿且本板的復(fù)位信號無效時，即本板沒有復(fù)位時，對對板的主備用狀態(tài)指示信號ACT-B進行濾毛刺處理，防止由于對板主備用狀態(tài)指示信號ACT-B的毛刺帶來的誤主備倒換，并輸出經(jīng)過濾毛刺處理的對板主備用狀態(tài)指示信號ACT-B’到主備用處理模塊301。
主備用處理模塊301接收信號濾毛刺模塊302輸出的經(jīng)過濾毛刺處理的對板主備用狀態(tài)指示信號ACT-B’、本板的時鐘信號CLK、本板的復(fù)位信號以及本板主備控制信號CONT，在本板時鐘信號的上升沿或者下降沿，對本板的復(fù)位信號、主備控制信號CONT以及對板的主備用狀態(tài)指示信號ACT-B’進行判斷，如果本板的復(fù)位信號、主備控制信號CONT以及對板的主備用狀態(tài)指示信號ACT-B’均無效，即本板既沒有復(fù)位、又可以升主并且對板也沒有升主，則本板升主。該模塊輸出本板的主備用狀態(tài)指示信號ACT-A，該信號一方面輸出到本板的其他模塊，另一方面輸出到對板的主備倒換控制電路。
上述的本板時鐘信號CLK實現(xiàn)主備倒換控制電路的時序控制，即所示主備倒換控制電路中的主備用處理模塊301和信號濾毛刺模塊302均由本板時鐘信號CLK的上升沿或下降沿觸發(fā)。本板的復(fù)位信號，用于指示本板是否處于復(fù)位狀態(tài)，如果本板復(fù)位，所示主備用倒換控制電路會強制本板為備用狀態(tài)。本板主備控制信號CONT，用于指示是否強制本板處于備用狀態(tài)。
圖3所示的改進的主備倒換控制電路的工作原理如下在初始狀態(tài)或者單板復(fù)位時，該單板的主備控制信號CONT或復(fù)位信號將強制本板為備用狀態(tài)。
在本板準備就緒時，本板主備控制信號CONT及復(fù)位信號將指示本板可以升主。此時，主備倒換控制電路中的主備用處理模塊301將檢測濾除毛刺后的對板主備用狀態(tài)指示信號ACT-B’，如果對板處于備用狀態(tài)，則本板升主；如果對板處于主用狀態(tài)，則本板保持備用狀態(tài)，直到對板主動降備。
需要說明的是，在上述的主備倒換控制電路中還加入了自鎖功能(圖中沒有顯示)，該自鎖功能保證一旦本板升主后，對板的主備用狀態(tài)指示信號將不會影響本板的主用狀態(tài)，即除非本板由于故障或異常等原因主動降備，對板的任何狀態(tài)將不會導(dǎo)致本板降備。
如上所述，圖3所示的主備用倒換控制電路，實現(xiàn)了1+1備份系統(tǒng)的主備 用倒換控制，并且由于增加了信號濾毛刺模塊以及應(yīng)用了時序邏輯，可以克服圖2所示的基于R-S觸發(fā)器的主備倒換控制電路中由于控制信號的毛刺帶來的誤主備倒換現(xiàn)象。
但是，該方法也會產(chǎn)生如下的問題由于在該方案中引入了時序邏輯，必然導(dǎo)致如圖2所示的兩個單板單板A和單板B對于對板的主備用狀態(tài)識別的延后。例如，單板A在t0時刻主用，而單板B只有在t0+T時刻才能識別單板A處于主用狀態(tài)，其中，T為主備用狀態(tài)指示信號經(jīng)過物理傳輸和數(shù)字處理到達對板，并被對板識別所需的時間。那么，在t0到t0+T的時間內(nèi)，雖然單板A處于主用狀態(tài)，但是單板B卻認為單板A為備用狀態(tài)，所以單板B也可能會升主，又因為單板A和單板B都具有自鎖功能，如果單板B一旦升主，就產(chǎn)生了單板A和單板B同時處于主用狀態(tài)的問題，即稱為雙主沖突。這種雙主沖突，在1+1備份系統(tǒng)的設(shè)計中是不允許的。t0到t0+T的時間是可能導(dǎo)致雙主的時間，又稱為雙主沖突域。
因此，圖3所示的改進的主備用倒換控制電路雖然克服了圖2所示的主備用倒換控制電路的誤主備倒換問題，但是同時帶來了雙主沖突的問題，這也是1+1備份系統(tǒng)所不能允許的。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的就是提供一種主備倒換控制電路，解決現(xiàn)有技術(shù)中可能出現(xiàn)的雙主沖突的問題。
本發(fā)明公開了一種主備倒換控制電路，包含進行主備用倒換控制的主備用處理模塊以及進行升主預(yù)約控制的升主預(yù)約處理模塊。
其中，所述升主預(yù)約處理模塊接收本板的復(fù)位信號、本板的時鐘信號、對板的升主預(yù)約指示信號；在本板時鐘的有效沿，對復(fù)位信號和對板的升主預(yù)約指示信號進行判斷，如果復(fù)位信號和對板的升主預(yù)約指示信號均無效，則控制本板升主預(yù)約；并輸出本板的升主預(yù)約指示信號到主備用處理模塊以及對板的主備倒換控制電路。
所述主備用處理模塊接收由升主預(yù)約處理模塊輸出的本板的升主預(yù)約指示信號、本板的時鐘信號以及本板的復(fù)位信號；在本板時鐘的有效沿，如果本板升主預(yù)約指示信號在預(yù)定時間內(nèi)保持有效且本板的復(fù)位信號無效，則控制本板升主；并輸出本板的主備用狀態(tài)指示信號。
所述電路進一步包括一個信號濾毛刺模塊，該模塊接收來自對板的升主預(yù)約指示信號、本板的復(fù)位信號以及本板的時鐘信號；在本板時鐘的有效沿且本板的復(fù)位信號無效時，對來自對板的升主預(yù)約指示信號進行濾毛刺處理；并將經(jīng)過濾毛刺處理的對板升主預(yù)約指示信號輸出到升主預(yù)約處理模塊；所述升主預(yù)約處理模塊對對板的升主預(yù)約指示信號進行判斷是對經(jīng)過濾毛刺處理的對板的升主預(yù)約指示信號進行判斷。
另外，所述電路進一步包括一個槽位號檢測模塊，該模塊接收來自背板的本板槽位號、本板復(fù)位信號以及本板時鐘信號；在本板時鐘的有效沿且本板的復(fù)位信號無效時，根據(jù)本板槽位號確定本板的優(yōu)先級，并輸出本板優(yōu)先級指示信號到主備用處理模塊；所述主備用處理模塊進一步根據(jù)優(yōu)先級指示信號調(diào)整所述預(yù)定時間。
上述升主預(yù)約處理模塊進一步接收本板主備控制信號，并在本板主備控制信號有效時，設(shè)置本板升主預(yù)約指示信號無效。
上述主備用處理模塊進一步接收本板主備控制信號，并在本板主備控制信號有效時，設(shè)置本板的主備用狀態(tài)指示信號無效。
另外，上述升主預(yù)約處理模塊進一步接收主備用處理模塊輸出的本板主備用狀態(tài)指示信號，并在本板主備用狀態(tài)指示信號有效時，設(shè)置本板升主預(yù)約指示信號有效。
本發(fā)明的另外一個目的就是提供一種主備倒換控制方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中可能出現(xiàn)的雙主沖突的問題。
由此，本發(fā)明還公開了一種主備倒換控制方法，該方法由本板時鐘信號的有效沿觸發(fā)，該方法主要包括以下步驟
a、判斷該單板是否為復(fù)位狀態(tài)，如果是，設(shè)置該單板為備用狀態(tài)，然后結(jié)束本流程；否則，執(zhí)行步驟b；b、判斷該單板是否可以主用，如果是，執(zhí)行步驟c；否則，設(shè)置該單板為備用狀態(tài)，然后結(jié)束本流程；c、判斷該單板是否可以升主預(yù)約，如果是，該單板升主預(yù)約，然后執(zhí)行步驟d；否則，設(shè)置單板為備用狀態(tài)，然后結(jié)束本流程；d、保持備用狀態(tài)預(yù)定時間，并在這段時間內(nèi)檢測對板是否進行了升主預(yù)約，如果對板升主預(yù)約，則該單板預(yù)約失敗，保持備用狀態(tài)，然后結(jié)束本流程；否則，該單板升主，然后結(jié)束本流程。
所述本板時鐘信號的有效沿為本板時鐘信號的上升沿或者下降沿。
本發(fā)明所述方法預(yù)先設(shè)定了單板的優(yōu)先級；上述步驟c在該單板升主預(yù)約后進一步包括判斷該單板的優(yōu)先級，如果該單板的優(yōu)先級為高，則直接升主，然后結(jié)束本流程；否則，執(zhí)行步驟d。
上述單板優(yōu)先級的設(shè)定方法為預(yù)先根據(jù)單板在背板上的槽位號設(shè)定單板的優(yōu)先級。
且上述判斷該單板優(yōu)先級的方法為根據(jù)該單板在背板上的槽位號確定該單板優(yōu)先級。
另外，上述步驟b所述的判斷單板是否可以主用的方法為檢測本板主備控制信號，如果本板主備控制信號無效，則本板可以主用。
本發(fā)明所述方法在單板升主預(yù)約以后，輸出升主預(yù)約指示信號發(fā)送給對板，指示該單板升主預(yù)約；上述步驟c所述的判斷該單板是否可以升主預(yù)約的方法為檢測對板發(fā)送至本板的對板升主預(yù)約指示信號，如果該信號指示對板沒有升主預(yù)約，則本板可以升主預(yù)約；如果該信號指示對板已經(jīng)升主預(yù)約，則本板不能升主預(yù)約。
步驟d所述的預(yù)定時間為3倍的本板升主預(yù)約指示信號經(jīng)過物理傳輸和數(shù)字處理到達對板并被對板識別的時間。
本發(fā)明所述方法在本板升主后將保持主用狀態(tài)，直到本板復(fù)位或者本板主動降備有效。
由此可以看出，本發(fā)明所示的主備用倒換控制電路以及方法采用了升主預(yù)約機制，即單板在升主之前必須先進行升主預(yù)約，而且只有在預(yù)約成功后才可以升主。這樣可以有效的避免現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的雙主沖突問題，增強系統(tǒng)的可靠性。
另外，本發(fā)明還增加了優(yōu)先級的機制，即如果本板的優(yōu)先級較高，則直接升主，而不進行預(yù)約等待；而如果本板的優(yōu)先級較低，則等待一定的時間，如果在這段時間里，對板沒有升主預(yù)約，則預(yù)約成功，該單板升主；如果在這段時間里對板進行了升主預(yù)約，則該單板升主預(yù)約失敗，保持備用狀態(tài)不變。這樣可以防止由于多次仲裁帶來的控制復(fù)雜度的增加以及可能出現(xiàn)的狀態(tài)振蕩現(xiàn)象，降低了控制的復(fù)雜度。


圖1顯示了1+1備份系統(tǒng)兩塊單板進行主備倒換控制的基本框架；圖2顯示了基于R-S觸發(fā)器模型的主備倒換控制電路；圖3顯示了改進的主備倒換控制電路；圖4為本發(fā)明所述的主備倒換控制電路圖；圖5為本發(fā)明所述的主備倒換控制電路中輸入輸出信號的時序圖；圖6為本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的主備倒換控制方法流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖以及具體的實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中改進的主備倒換電路可能出現(xiàn)的雙主沖突問題，本發(fā)明使用了單板升主預(yù)約機制，即單板在升主之前必須先進行升主預(yù)約，而且只有在預(yù)約成功后才可以升主。
本發(fā)明還在單板上增加了單板升主預(yù)約指示信號作為兩個單板之間通信的握手信號，而本板的主備用狀態(tài)指示信號不再用于兩個單板的握手通信，而只是用于本單板內(nèi)部的控制和狀態(tài)指示。
需要說明的是，上述升主預(yù)約機制必須保證，某個單板只有在檢測到對板的沒有升主預(yù)約的情況下，才可以進行升主預(yù)約，如果檢測到對板已經(jīng)進行了升主預(yù)約，則不會進行升主預(yù)約。
基于這種思想，本發(fā)明公開了一種主備倒換控制電路。圖4顯示了本發(fā)明所述的主備倒換控制電路。
從圖4可以看出，本發(fā)明所述的主備倒換控制電路主要包括信號濾毛刺模塊401、升主預(yù)約處理模塊402、主備用處理模塊403、和槽位號檢測模塊404。
其中，信號濾毛刺模塊401接收來自對板的升主預(yù)約指示信號TRY-B、本板的時鐘信號CLK以及本板的復(fù)位信號，在本板的時鐘信號CLK的上升沿或者下降沿且本板復(fù)位信號無效時，即本板沒有復(fù)位時，對來自對板的升主預(yù)約指示信號TRY-B進行濾毛刺處理，防止由于對板主備用狀態(tài)指示信號的毛刺帶來的誤主備倒換，該模塊輸出經(jīng)過濾毛刺處理的對板的升主預(yù)約指示信號TRY-B’到升主預(yù)約處理模塊402。
升主預(yù)約處理模塊402接收信號濾毛刺模塊401輸出的對板的升主預(yù)約指示信號TRY-B’、主備用處理模塊403輸出的主備用狀態(tài)指示信號ACT-A、本板的時鐘信號CLK、本板的復(fù)位信號以及本板主備控制信號CONT；在本板時鐘信號CLK的上升沿或者下降沿，先判斷本板復(fù)位信號和主備控制信號CONT，如果本板復(fù)位信號或者主備控制信號CONT有效，即本板復(fù)位或者強制本板備用，則本板不能升主預(yù)約；如果兩個信號均無效，再判斷本板主備用狀態(tài)指示信號ACT-A，如果本板狀態(tài)指示信號ACT-A有效，即本板已經(jīng)升主，則本板一定處于升主預(yù)約狀態(tài)；否則，對來自對板的升主預(yù)約指示信號TRY-B’進行判斷，如果對板的升主預(yù)約指示信號TRY-B’無效，即對板沒有升主預(yù)約，則控制本板升主預(yù)約。該模塊輸出本板的升主預(yù)約指示信號TRY-A到主備用處理模塊403以及到對板的主備用倒換控制電路。
槽位號檢測模塊404接收來自背板的本板的槽位號指示信號、本板的時鐘信號CLK以及本板的復(fù)位信號，檢測本板在背板上的槽位號，在本板時鐘的上升沿或者下降沿且本板的復(fù)位信號無效時，即本板沒有復(fù)位時，根據(jù)本板的槽位號確定本板的優(yōu)先級，并輸出本板的優(yōu)先級指示信號到主備用處理模塊403；主備用處理模塊403接收升主預(yù)約處理模塊402輸出的本板的升主預(yù)約指示信號TRY-A、槽位號檢測模塊404輸出的本板的優(yōu)先級指示信號、本板的時鐘信號CLK、本板的復(fù)位信號以及本板主備控制信號CONT，在本板時鐘信號CLK的上升沿或者下降沿，如果本板升主預(yù)約指示信號TRY-A在預(yù)定時間內(nèi)保持有效且本板的復(fù)位信號無效，即本板已經(jīng)升主預(yù)約且在預(yù)定時間內(nèi)對板沒有升主預(yù)約，則控制本板升主；同時，主備用處理模塊403可以根據(jù)本板的優(yōu)先級指示信號調(diào)整上述預(yù)定時間，保證在本板優(yōu)先級較高的情況下，本板可以立即升主，而不需要預(yù)約等待。該模塊輸出本板的主備用狀態(tài)指示信號到升主預(yù)約處理模塊402以及本板的其他模塊。
其中，本板的時鐘信號CLK作為輸入信號，完成四部分電路的時序控制，使所述主備用倒換控制電路的邏輯功能由本板時鐘的上升沿或者下降沿觸發(fā)。本板的復(fù)位信號，作為控制信號輸入到所示的主備倒換控制電路的四個模塊，指示本板是否處于復(fù)位狀態(tài)，如果本板復(fù)位，則主備倒換控制電路將強制本板降備或者保持備用狀態(tài)。本板主備控制信號CONT的功能與現(xiàn)有技術(shù)中本板主備控制信號的作用相同，即用于指示本板是否強制為備用狀態(tài)。
另外，所述信號濾毛刺模塊和現(xiàn)有技術(shù)中改進的主備倒換控制電路的信號濾毛刺模塊的實現(xiàn)方法相同。
在圖4所示的主備倒換控制電路中引入本板槽位號的目的是引入優(yōu)先級的機制，防止由于多次仲裁帶來的控制復(fù)雜度的增加以及可能出現(xiàn)的狀態(tài)振蕩現(xiàn)象。因此，該槽位號檢測模塊用于檢測本板槽位號，確定本板的優(yōu)先級，并將優(yōu)先級指示信號輸出到主備用處理模塊403。
本發(fā)明所述的優(yōu)先級機制為優(yōu)先級高的單板可以優(yōu)先升主，無需預(yù)約等待，即當優(yōu)先級高的單板升主預(yù)約后，可以立即升主；而優(yōu)先級低的單板，必須在升主預(yù)約后，等待一定的時間，如果在這段時間里對板沒有進行升主預(yù)約，則預(yù)約成功，該單板升主；如果在這段時間里對板進行了升主預(yù)約，則預(yù)約失敗，該單板保持備用狀態(tài)不變。
在本發(fā)明的一個較佳實施例中，所述確定本板優(yōu)先級的方法為設(shè)置槽位號為奇數(shù)的單板優(yōu)先級較高，槽位號為偶數(shù)的單板優(yōu)先級較低。也可以設(shè)置槽位號為偶數(shù)的單板優(yōu)先級較高，槽位號為奇數(shù)的單板優(yōu)先級較低。上述優(yōu)先級的設(shè)置方法的前提是要保證兩個單板的槽位號不能同時為奇數(shù)，或者同時為偶數(shù)。
本發(fā)明所述的主備倒換控制電路并不限于采用所述檢測單板槽位號來確定單板優(yōu)先級的方法，本發(fā)明也可以使用其他設(shè)置單板不同優(yōu)先級的方法，如預(yù)先設(shè)置單板優(yōu)先級的方法，而不超出本發(fā)明的精神和范圍。
需要說明的是，本發(fā)明所述的主備倒換控制電路保留了現(xiàn)有技術(shù)的自鎖功能(圖4中沒有顯示)，該自鎖功能保證一旦本板升主后，對板的主備用狀態(tài)指示信號將不會影響本板的主用狀態(tài)，即除非本板由于故障或異常等原因主動降備，對板的任何狀態(tài)將不會導(dǎo)致本板降備。
現(xiàn)具體說明本發(fā)明所述主備倒換控制電路的原理在本板上電或者復(fù)位時，該單板的主備控制信號CONT或復(fù)位信號將強制本板為備用狀態(tài)；如果本板準備就緒，即該單板的主備控制信號CONT及復(fù)位信號指示本板可以升主預(yù)約，升主預(yù)約處理模塊402將檢測由信號濾毛刺模塊401輸出的對板升主預(yù)約指示信號TRY-B’，如果對板沒有進行升主預(yù)約，則該單板進行升主預(yù)約，并輸出本板升主預(yù)約指示信號TRY-A到主備用處理模塊403以及對板的主備倒換控制電路；當主備用處理模塊403檢測到本板已經(jīng)升主預(yù)約時，將檢測槽位號檢測模塊404輸出的本板的優(yōu)先級指示信號，如果本板的優(yōu)先級較高，則直接升主，而不進行預(yù)約等待；如果本板的優(yōu)先級較低，則等待一定的時間，如果在這段時間里，對板沒有升主預(yù)約，則預(yù)約成功，該單板升主；如果在這段時間里對板進行了升主預(yù)約，則該單板升主預(yù)約失敗，保持備用狀態(tài)不變；一旦該單板升主，該單板將一直保持主用狀態(tài)，直到本板的主備控制信號CONT強制本板降備；如果處于主用狀態(tài)的單板工作異?；蛘甙l(fā)生故障，可以通過該單板的主備控制信號CONT，將該單板強制降備，等待故障處理。而此時處于備用狀態(tài)的單板就可以升主，保證系統(tǒng)業(yè)務(wù)不會中斷。
如上所述，圖4所示的主備用倒換控制電路可以實現(xiàn)1+1備份系統(tǒng)的主備用倒換控制。
需要說明的是，本發(fā)明所述的主備倒換控制電路既可以應(yīng)用分立器件實現(xiàn)，也可以應(yīng)用如復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等的可編程邏輯器件編程實現(xiàn)。
圖5顯示了本發(fā)明所述的主備倒換控制電路的輸入、輸出信號的時序。圖5所示的信號時序是在時刻0到時刻4T的時間區(qū)間內(nèi)測量得到的，并且假設(shè)包含上述主備倒換控制電路的單板A的優(yōu)先級高于單板B的優(yōu)先級，且在這段時間內(nèi)兩個單板都沒有復(fù)位。其中，時間間隔T為升主預(yù)約指示信號經(jīng)過物理傳輸和數(shù)字處理到達對板并被對板識別所需的時間。
現(xiàn)將圖中所示各信號說明如下CONT-A和CONT-B分別表示單板A和單板B上的本板主備控制信號，低電平表示強制本板為備用狀態(tài)，高電平表示本板可以升主；TRY-A和TRY-B分別表示單板A和單板B上的升主預(yù)約指示信號，低電平表示本板進行升主預(yù)約，高電平表示本板沒有升主預(yù)約；
ACT-A和ACT-B分別表示單板A和單板B上的主備用狀態(tài)指示信號，低電平表示本板為主用狀態(tài)，高電平表示本板為備用狀態(tài)；TRY-A’表示單板A的升主預(yù)約指示信號到達單板B的信號，從圖中可以看出，該信號和TRY-A波形相同，但具有T時間延時；TRY-B’表示單板B的升主預(yù)約指示信號到達單板A的信號，從圖中可以看出，該信號和TRY-B波形相同，但也具有T時間延時。
如圖5所示，在0～T時間區(qū)間內(nèi)，單板A沒有升主預(yù)約；單板B在上電后準備就緒，并且檢測到單板A的升主預(yù)約指示信號TRY-A’為高電平，則在T時刻升主預(yù)約，即置升主預(yù)約指示信號TRY-B為低電平，由于單板B的優(yōu)先級較低，所以單板B不能直接升主，要等待一段時間，所以單板B進入預(yù)約等待狀態(tài)。
在T～2T時間區(qū)間內(nèi)，單板B的升主預(yù)約指示信號TRY-B在2T時刻到達單板A，因此，單板A在2T時刻以前并不知道單板B已經(jīng)進行了升主預(yù)約，所以在0到2T時間區(qū)間內(nèi)，最晚在2T時刻，如果單板A準備就緒，單板A就可以進行升主預(yù)約，并且由于單板A具有較高的優(yōu)先級，不需要預(yù)約等待，所以單板A會在升主預(yù)約的同時直接升主。如圖5所示，單板A在這段時間區(qū)間內(nèi)升主預(yù)約并同時升主。
在2T～3T時間區(qū)間內(nèi)，單板B在2T～3T時間區(qū)間內(nèi)檢測到單板A已經(jīng)升主，B板升主預(yù)約失敗，即單板A主用，單板B備用。
在3T～4T時間區(qū)間內(nèi)，單板A主用，單板B備用。
如果單板A在0時刻以前升主(圖5沒有顯示這種情況)，則單板B在T時刻就可以檢測到單板A進行了升主預(yù)約而不會進行升主預(yù)約操作。
如果單板A在0～T時間區(qū)間內(nèi)升主(圖5沒有顯示這種情況)，則單板B在T～2T時間區(qū)間內(nèi)可以檢測到單板A進行了升主，因而將導(dǎo)致單板B升主預(yù)約失敗。
如果單板A在0～2T時間區(qū)間內(nèi)沒有升主(圖5沒有顯示這種情況)，則在2T時刻以后就可以檢測到單板B已經(jīng)進行了升主預(yù)約，因此不會在2T時刻以后進行升主操作。
因此，理論上，如果單板B在升主預(yù)約后，保持備用狀態(tài)2T時間，而不是直接升主，就可以避免由于雙方主備用狀態(tài)識別的延后所產(chǎn)生的雙主沖突問題。但是考慮到單板A和單板B的本板時鐘不可能絕對同頻同相，所以，在實際的設(shè)計中需要增加一個保護時間t，即單板B要在升主預(yù)約以后的2T+t時間內(nèi)檢測單板A是否進行升主預(yù)約，如果沒有，則升主預(yù)約成功，升主；如果有，則升主預(yù)約失敗，保持備用狀態(tài)不變。在本發(fā)明的一個較佳實施例中，將所述的等待時間設(shè)置為3T。
從圖4所示的主備倒換控制電路和圖5所示的主備倒換控制電路中輸入輸出信號的時序圖中可以看出，由于本發(fā)明所述的主備倒換控制電路引入了升主預(yù)約機制，可以有效的避免現(xiàn)有技術(shù)中由于對對板狀態(tài)識別的延后所帶來的雙主沖突問題，增強系統(tǒng)的可靠性。同時，采用優(yōu)先級策略，降低由于多次仲裁帶來的控制復(fù)雜度同時避免可能出現(xiàn)的狀態(tài)振蕩現(xiàn)象。
本發(fā)明還公開了一種主備倒換控制的方法，該方法采用預(yù)約機制以及優(yōu)先級策略解決雙主沖突問題。
圖6顯示了本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的主備倒換控制方法的流程。
在本發(fā)明所述優(yōu)選實施例中需要預(yù)先確定單板的優(yōu)先級，其中，確定單板優(yōu)先級的方法有很多種，例如可以由系統(tǒng)預(yù)先隨機指定。
圖6所示的實施例設(shè)定單板優(yōu)先級的方法為根據(jù)單板在背板上的槽位號來確定該單板的優(yōu)先級，例如，如果槽位號為奇數(shù)，則優(yōu)先級為高；如果槽位號為偶數(shù)，則優(yōu)先級為低；也可以將槽位號為偶數(shù)的單板的優(yōu)先級設(shè)置為高，而將槽位號為奇數(shù)的單板的優(yōu)先級設(shè)置為低。
另外，本發(fā)明所述方法是由本板的時鐘信號的上升沿或下降沿觸發(fā)的。
從圖6可以看出本發(fā)明所述的主備倒換控制方法主要包含以下步驟在本板上電后，進入步驟601；
步驟601判斷本板是否處于復(fù)位狀態(tài)，如果是，執(zhí)行步驟608；否則，執(zhí)行步驟602；步驟602判斷是本板是否可以主用，如果是，執(zhí)行步驟603；否則，執(zhí)行步驟608；其中，判斷本板是否可以主用的方法為檢測本板主備控制信號CONT，如果本板主備控制信號CONT指示本板可以主用，則本板可以主用；如果本板主備控制信號CONT指示強制本板備用，則本板不可以主用；步驟603判斷對板是否已經(jīng)升主預(yù)約，如果是，執(zhí)行步驟608；否則，執(zhí)行步驟604；在這一步驟中，由于單板在升主預(yù)約后，將設(shè)置其輸出的升主預(yù)約信號有效，因此，本板通過檢測對板的升主預(yù)約指示信號就可以判斷對板是否已經(jīng)進行了升主預(yù)約；步驟604判斷本板的優(yōu)先級，如果為高，則執(zhí)行步驟607；否則，執(zhí)行步驟605；步驟605本板升主預(yù)約，然后執(zhí)行步驟606；步驟606保持備用狀態(tài)3T時間，并檢測對板是否已經(jīng)升主預(yù)約，如果是，則執(zhí)行步驟608；否則，執(zhí)行步驟607；步驟607設(shè)置本板為主用狀態(tài)，然后結(jié)束本流程；在這一步驟中，單板在升主后，也將設(shè)置其輸出到對板的升主預(yù)約信號有效，即本板升主后，本板必然也進行升主預(yù)約。
步驟608設(shè)置本板為備用狀態(tài)，然后結(jié)束本流程。
上述方法保留了現(xiàn)有技術(shù)的自鎖功能，即一旦本板升主，本板將一直保持主用狀態(tài)，直到本板復(fù)位或者本板主備控制信號CONT強制本板降備。
如果主用單板工作異?；虬l(fā)生故障，可以通過該單板的主備控制信號，強制該單板降備，而此時處于備用狀態(tài)的單板就可以升主，保證系統(tǒng)業(yè)務(wù)不會中斷。
從圖6所示的方法可以看出，本發(fā)明所述的方法引入了升主預(yù)約機制和優(yōu)先權(quán)策略，可以有效的避免雙主沖突問題。
由此可以看出，本發(fā)明所述的主備倒換控制電路和方法，保留了現(xiàn)有技術(shù)的時序邏輯和自鎖功能，避免了誤主備倒換現(xiàn)象的發(fā)生，并且在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了升主預(yù)約機制和優(yōu)先級策略，有效的避免了由于兩個單板對其對板主備用狀態(tài)識別的時間延后所造成的雙主沖突問題，由此增強了1+1備份系統(tǒng)的可靠性。
以上舉優(yōu)選的實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點進行了進一步的詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用以顯示本發(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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種主備倒換控制電路，包含進行主備用倒換控制的主備用處理模塊(403)，其特征在于，該電路還包括進行升主預(yù)約控制的升主預(yù)約處理模塊(402)；其中，所述升主預(yù)約處理模塊(402)接收本板的復(fù)位信號、本板的時鐘信號、對板的升主預(yù)約指示信號；在本板時鐘的有效沿，對復(fù)位信號和對板的升主預(yù)約指示信號進行判斷，如果復(fù)位信號和對板的升主預(yù)約指示信號均無效，則控制本板升主預(yù)約；并輸出本板的升主預(yù)約指示信號到主備用處理模塊(403)以及對板的主備倒換控制電路；所述主備用處理模塊(403)接收由升主預(yù)約處理模塊(402)輸出的本板的升主預(yù)約指示信號、本板的時鐘信號以及本板的復(fù)位信號；在本板時鐘的有效沿，如果本板升主預(yù)約指示信號在預(yù)定時間內(nèi)保持有效，且本板的復(fù)位信號無效，則控制本板升主；并輸出本板的主備用狀態(tài)指示信號。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電路進一步包括一個信號濾毛刺模塊(401)，該模塊接收來自對板的升主預(yù)約指示信號、本板的復(fù)位信號以及本板的時鐘信號；在本板時鐘的有效沿且本板的復(fù)位信號無效時，對來自對板的升主預(yù)約指示信號進行濾毛刺處理；并將經(jīng)過濾毛刺處理的對板升主預(yù)約指示信號輸出到升主預(yù)約處理模塊(402)；所述升主預(yù)約處理模塊(402)對對板的升主預(yù)約指示信號進行判斷是對經(jīng)過濾毛刺處理的對板的升主預(yù)約指示信號進行判斷。
3.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電路進一步包括一個槽位號檢測模塊(404)，該模塊接收來自背板的本板槽位號、本板復(fù)位信號以及本板時鐘信號；在本板時鐘的有效沿且本板的復(fù)位信號無效時，根據(jù)本板槽位號確定本板的優(yōu)先級，并輸出本板優(yōu)先級指示信號到主備用處理模塊(403)；所述主備用處理模塊(403)進一步根據(jù)優(yōu)先級指示信號調(diào)整所述預(yù)定時間。
4.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于所述升主預(yù)約處理模塊(402)進一步接收本板主備控制信號，并在本板主備控制信號有效時，設(shè)置本板升主預(yù)約指示信號無效。
5.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于所述主備用處理模塊(403)進一步接收本板主備控制信號，并在本板主備控制信號有效時，設(shè)置本板的主備用狀態(tài)指示信號無效。
6.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于所述升主預(yù)約處理模塊(402)進一步接收主備用處理模塊(403)輸出的本板主備用狀態(tài)指示信號，并在本板主備用狀態(tài)指示信號有效時，設(shè)置本板升主預(yù)約指示信號有效。
7.一種主備倒換控制方法，其特征在于，該方法由本板時鐘信號的有效沿觸發(fā)，該方法主要包括以下步驟a、判斷該單板是否為復(fù)位狀態(tài)，如果是，設(shè)置該單板為備用狀態(tài)，然后結(jié)束本流程；否則，執(zhí)行步驟b；b、判斷該單板是否可以主用，如果是，執(zhí)行步驟c；否則，設(shè)置該單板為備用狀態(tài)，然后結(jié)束本流程；c、判斷該單板是否可以升主預(yù)約，如果是，該單板升主預(yù)約，然后執(zhí)行步驟d；否則，設(shè)置單板為備用狀態(tài)，然后結(jié)束本流程；d、保持備用狀態(tài)預(yù)定時間，并在這段時間內(nèi)檢測對板是否進行了升主預(yù)約，如果對板升主預(yù)約，則該單板預(yù)約失敗，保持備用狀態(tài)，然后結(jié)束本流程；否則，該單板升主，然后結(jié)束本流程。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述本板時鐘信號的有效沿為本板時鐘信號的上升沿或者下降沿。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法預(yù)先設(shè)定了單板的優(yōu)先級；所述步驟c在該單板升主預(yù)約后進一步包括判斷該單板的優(yōu)先級，如果該單板的優(yōu)先級為高，則直接升主，然后結(jié)束本流程；否則，執(zhí)行步驟d。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述單板優(yōu)先級的設(shè)定方法為預(yù)先根據(jù)單板在背板上的槽位號設(shè)定單板的優(yōu)先級；所述判斷該單板優(yōu)先級的方法為根據(jù)該單板在背板上的槽位號確定該單板優(yōu)先級。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟b所述的判斷單板是否可以主用的方法為檢測該單板的主備控制信號，如果主備控制信號無效，則本板可以主用。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法在單板升主預(yù)約或者升主以后，輸出升主預(yù)約指示信號發(fā)送給對板，指示該單板升主預(yù)約；步驟c所述的判斷該單板是否可以升主預(yù)約的方法為檢測對板發(fā)送至本板的對板升主預(yù)約指示信號，如果該信號指示對板沒有升主預(yù)約，則本板可以升主預(yù)約；如果該信號指示對板已經(jīng)升主預(yù)約，則本板不能升主預(yù)約。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟d所述的預(yù)定時間為3倍的本板升主預(yù)約指示信號經(jīng)過物理傳輸和數(shù)字處理到達對板并被對板識別的時間。
14.如權(quán)利要求7或9所述的方法，其特征在于，所述方法在本板升主后將保持主用狀態(tài)，直到本板復(fù)位或本板主動降備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種主備倒換控制電路，包括升主預(yù)約處理模塊和主備用處理模塊。升主預(yù)約處理模塊接收本板的復(fù)位信號、本板的時鐘信號、對板的升主預(yù)約指示信號，完成單板的升主預(yù)約控制，并輸出本板的升主預(yù)約指示信號；主備用處理模塊接收本板的升主預(yù)約指示信號、本板的時鐘信號以及本板的復(fù)位信號，完成單板的主備倒換控制，并輸出本板的主備用狀態(tài)指示信號。本發(fā)明同時公開了一種主備倒換控制的方法，該方法引入了預(yù)約機制，使得單板在升主之前要首先預(yù)約，如果升主預(yù)約成功才能升主。應(yīng)用本發(fā)明所述的電路和方法，實現(xiàn)了1+1備份系統(tǒng)的主備倒換控制，并且可以避免現(xiàn)有技術(shù)中的雙主沖突問題，提高系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號H04B1/74GK1725660SQ20041007088
公開日2006年1月25日 申請日期2004年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月23日
發(fā)明者馬全紅 申請人:華為技術(shù)有限公司