一種具有串口信息采集和存儲功能的atca交換板的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，包括CPU扣板子系統(tǒng)、串口信息采集和存儲子系統(tǒng)、ATCA插板標準單元、Fabric交換子系統(tǒng)和Base交換子系統(tǒng)，串口信息采集和存儲子系統(tǒng)包括微控制器、串口信息采集邏輯電路和SD存儲卡，所述串口信息采集邏輯電路和SD存儲卡分別連接微控制器，所述的微控制器的UART接口通過串口信息采集邏輯電路并聯(lián)到ATCA插板標準單元中ATCA面板組件的控制臺串行口上。提供了一種可在不影響系統(tǒng)工作的前提下進行故障定位并分析原因的技術(shù)手段，保證了ATCA交換板在運營商網(wǎng)絡(luò)中的可靠應用。
【專利說明】—種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，尤其是用于電信運營商網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的基礎(chǔ)平臺，具體地說是一種帶有故障信息實時采集和存儲系統(tǒng)的ATCA交換板。
【背景技術(shù)】
[0002]ATCA (Advanced Telecom Computing Architecture)是當前最流行的電信設(shè)備開放平臺技術(shù)，它采用刀片式插板結(jié)構(gòu)，具有大容量、高吞吐、擴容方便、可互操作的特點，非常適合作為運營商通信設(shè)備的基礎(chǔ)平臺。一套完整的ATCA系統(tǒng)包括機箱、交換板和業(yè)務板。交換板作為ATCA系統(tǒng)中的接口板，它是整個系統(tǒng)中唯一具有對外接口的單元，外部數(shù)據(jù)源通過交換板接入ATCA系統(tǒng)，并由其分配給其他業(yè)務板進行處理。交換板不做任何業(yè)務層面的工作，它只負責數(shù)據(jù)的接入和分配。網(wǎng)絡(luò)業(yè)務層面的工作由ATCA系統(tǒng)中的業(yè)務板負責，解決諸如三層交換、NAT和路由、流控和網(wǎng)關(guān)、接入控制、防火墻、網(wǎng)絡(luò)通信加解密等業(yè)務。一塊標準ATCA交換板通常由以下幾個部分組成:
[0003]智能平臺管理控制器(IPMC):負責整個平臺的硬件管理和監(jiān)控
[0004]ATCA背板連接器:包括I區(qū)連接器(電源和平臺管理接口)、2區(qū)連接器(數(shù)據(jù)和通信接口)、3區(qū)連接器(用戶自定義)
[0005]中央處理單元(CPU):負責核心任務處理
[0006]控制面交換單元(Base Switch):用于網(wǎng)絡(luò)管理的分組交換
[0007]數(shù)據(jù)面交換單元(Fabric Switch):用于海量數(shù)據(jù)通信交換
[0008]ATCA面板:包括調(diào)試接口(RS232)、網(wǎng)絡(luò)管理口(RJ45)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接入端口(SFP/SFP+, RJ45可選)、其它特殊接口
[0009]ATCA電源模塊:包括電源輸入模塊PM、隔離電源模塊、非隔離電源模塊
[0010]作為電信運營商設(shè)備，盡管其對可靠性和穩(wěn)定性具有極高的要求，也不可能做到零故障。而一旦故障發(fā)生，運營商往往要求設(shè)備供應商在不中斷系統(tǒng)工作的前提下進行故障診斷和分析，這就帶來一個問題:如何獲得故障發(fā)生時的現(xiàn)場信息。
實用新型內(nèi)容
[0011]本實用新型就是為了解決上述問題，克服現(xiàn)有技術(shù)中ATCA交換板所存在的問題，本實用新型提供一種能夠自主采集并保存故障信息的高可靠ATCA交換板，幫助運營商在不影響系統(tǒng)工作的前提下，可隨時獲取故障信息，并快速分析故障原因以滿足需求。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0013]一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，包括CPU扣板子系統(tǒng)、串口信息采集和存儲子系統(tǒng)、ATCA插板標準單元、Fabric交換子系統(tǒng)和Base交換子系統(tǒng)，所述CPU扣板子系統(tǒng)與ATCA插板標準單元的對應信號端相連，F(xiàn)abric交換子系統(tǒng)通過PCIe總線與CPU扣板子系統(tǒng)連接，F(xiàn)abric交換子系統(tǒng)的24個XG數(shù)據(jù)端口與ATCA插板標準單元的對應信號端相連，Base交換子系統(tǒng)的100Base-T網(wǎng)絡(luò)端口分別與CPU扣板子系統(tǒng)和ATCA插板標準單元的對應端口連接，串口信息采集和存儲子系統(tǒng)的UART串口與CPU扣板子系統(tǒng)對應UART串口相連，所述串口信息采集和存儲子系統(tǒng)包括微控制器、串口信息采集邏輯電路和SD存儲卡，所述串口信息采集邏輯電路和SD存儲卡分別連接微控制器，所述的微控制器的UART接口通過串口信息采集邏輯電路并聯(lián)到ATCA插板標準單元中ATCA面板組件的控制臺串行口上。
[0014]上述一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，所述CPU扣板子系統(tǒng)包括CPU以及與CPU相連的隨機存取存儲器DDR3RAM、Nor Flash、時鐘發(fā)生器、電源模塊、上電順序管理芯片、以太網(wǎng)PHY芯片、SD卡和扣板連接器，所述的CPU、以太網(wǎng)PHY芯片以及控制信號通過扣板連接器分別與Base交換子系統(tǒng)、Fabric交換子系統(tǒng)和ATCA插板標準單元對應的信號相連。
[0015]上述一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，所述ATCA插板標準單元包括IPMC智能平臺管理控制器模塊、電源輸入模塊PEM、隔離電源模塊、背板連接器組件和ATCA面板組件，所述隔離電源模塊、背板連接器組件和ATCA面板組件分別與IPMC智能平臺管理控制器模塊連接，所述背板連接器組件連接電源輸入模塊PEM，電源輸入模塊PEM連接隔離電源模塊。
[0016]上述一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，所述SD存儲卡的SD卡槽設(shè)置于ATCA面板上。
[0017]上述一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，所述Base交換子系統(tǒng)包括16端口百兆交換芯片和網(wǎng)絡(luò)變壓器，所述16端口百兆交換芯片的端口分別連接CPU扣板子系統(tǒng)和ATCA插板標準單元的ATCA面板組件的面板管理口、背板連接器組件。
[0018]上述一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，所述Fabric交換子系統(tǒng)包括24端口萬兆交換芯片及相應PHY構(gòu)成，這24端口萬兆交換芯片的端口分別連接ATCA面板組件的XG數(shù)據(jù)端口、背板連接器組件的XAUI數(shù)據(jù)端口，F(xiàn)abric交換子系統(tǒng)的PCIe接口與CPU扣板子系統(tǒng)連接。
[0019]本實用新型的有益效果是:1、設(shè)計了串口信息采集和存儲子系統(tǒng)，通過實時捕獲系統(tǒng)串口輸出的調(diào)試和故障信息，并以文件形式存儲在SD卡上，提供了一種可在不影響系統(tǒng)工作的前提下進行故障定位并分析原因的技術(shù)手段，保證了 ATCA交換板在運營商網(wǎng)絡(luò)中的可靠應用；2、為運營商提供了 240G的背板吞吐能力和網(wǎng)絡(luò)交換能力；3、作為可互操作設(shè)備，能夠與所有符合ATCA規(guī)范的機箱、交換板以及業(yè)務板兼容。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2是串口信息采集和存儲子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖3是CPU扣板子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖4是ATCA插板標準單元的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0024]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0025]參看圖1，一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，包括CPU扣板子系統(tǒng)100、串口信息采集和存儲子系統(tǒng)200、ATCA插板標準單元300、Fabric交換子系統(tǒng)400和Base交換子系統(tǒng)500，CPU扣板子系統(tǒng)100與ATCA插板標準單元300的對應信號端相連，F(xiàn)abric交換子系統(tǒng)400通過PCIe總線與CPU扣板子系統(tǒng)100連接，F(xiàn)abric交換子系統(tǒng)400的24個XG數(shù)據(jù)端口與ATCA插板標準單元300的對應信號端相連，Base交換子系統(tǒng)500的100Base-T網(wǎng)絡(luò)端口分別與CPU扣板子系統(tǒng)100和ATCA插板標準單元300的對應端口連接，串口信息采集和存儲子系統(tǒng)200的UART串口與CPU扣板子系統(tǒng)100對應UART串口相連。
[0026]參看圖2，串口信息采集和存儲子系統(tǒng)200包括微控制器210、串口信息采集邏輯電路220和SD存儲卡230，串口信息采集邏輯電路220和SD存儲卡230分別連接微控制器210，微控制器210的UART接口通過串口信息采集邏輯電路220并聯(lián)到ATCA插板標準單元300中ATCA面板組件的控制臺串行口上。
[0027]參看圖3，CPU扣板子系統(tǒng)100包括CPUllO以及與CPUllO相連的隨機存取存儲器DDR3RAM120、Nor Flashl30、時鐘發(fā)生器140、電源模塊150、上電順序管理芯片160、以太網(wǎng)PHY芯片170、SD卡180和扣板連接器190，CPU110、以太網(wǎng)PHY芯片170以及控制信號通過扣板連接器190分別與Base交換子系統(tǒng)500、Fabric交換子系統(tǒng)400和ATCA插板標準單元300對應的信號相連。
[0028]參看圖4，ATCA插板標準單元300包括IPMC智能平臺管理控制器模塊310、電源輸入模塊PEM320、隔離電源模塊330、背板連接器組件340和ATCA面板組件350，隔離電源模塊330、背板連接器組件340和ATCA面板組件350分別與IPMC智能平臺管理控制器模塊310連接，背板連接器組件340連接電源輸入模塊PEM320，電源輸入模塊PEM320連接隔離電源模塊330。
[0029]SD存儲卡230的SD卡槽設(shè)置于ATCA面板組件350上。
[0030]Base交換子系統(tǒng)500包括16端口百兆交換芯片和網(wǎng)絡(luò)變壓器，所述16端口百兆交換芯片的端口分別連接CPU扣板子系統(tǒng)100和ATCA插板標準單元300的ATCA面板組件350的面板管理口、背板連接器組件。
[0031]Fabric交換子系統(tǒng)400包括24端口萬兆交換芯片及相應PHY構(gòu)成，這24端口萬兆交換芯片的端口分別連接ATCA面板組件350的XG數(shù)據(jù)端口、背板連接器組件的XAUI數(shù)據(jù)端口，F(xiàn)abric交換子系統(tǒng)400的PCIe接口與CPU扣板子系統(tǒng)100連接。
[0032]CPU扣板子系統(tǒng)100負責網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)和網(wǎng)絡(luò)交換處理，ATCA插板標準單元300負責實現(xiàn)ATCA規(guī)范PICMG3.0和PICMG3.1指定的功能和邏輯，Base交換子系統(tǒng)500負責建立全系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理通道，F(xiàn)abric交換子系統(tǒng)400為全系統(tǒng)提供高速數(shù)據(jù)通道，串口信息采集和存儲子系統(tǒng)200負責為系統(tǒng)提供一套獨立的故障信息捕獲和留證的診斷機制。
[0033]具體實施時:
[0034]CPU扣板子系統(tǒng)100的CPUllO采用Freescale的P1014通信處理器，外部電路包括DDR3RAM、Nor Flash、系統(tǒng)時鐘、電源和上電順序控制電路、SD卡、100Base_T/TX以太網(wǎng)PHY和溫度傳感器。它運行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動、系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)交換處理程序。PCIe接口連接Fabric交換子系統(tǒng)，配置和管理Fabric交換子系統(tǒng)；百兆PHY連接Base交換子系統(tǒng)，作全系統(tǒng)的管理通道。
[0035]Base交換子系統(tǒng)500由fcoadcom公司的BCM5328316端口 FE交換芯片及相應網(wǎng)絡(luò)變壓器構(gòu)成，CPU通過MD10/MDC接口管理和配置Base交換芯片，交換芯片的網(wǎng)絡(luò)端口分別連接面板管理口、CPU、背板連接器。
[0036]Fabric交換子系統(tǒng)400由fcoadcom公司的BCM5682024 口萬兆交換芯片以及Broadcom公司的BCM8726和BCM8706S萬兆PHY芯片構(gòu)成，CPU通過PCIe接口管理和配置Fabric交換芯片，交換芯片的XAUI 口分別通過萬兆PHY連接面板XG數(shù)據(jù)口和背板Fabric通道。
[0037]ATCA標準插板單元300中的IPMC單元采用了大規(guī)模FPGA芯片A2F200M3作為核心，其內(nèi)部Cortex-M3ARM核運行ATCA標準狀態(tài)機控制程序，實現(xiàn)電源熱插拔控制、隔離電源控制、溫度和電壓監(jiān)控、電子鑰匙控制、看門狗控制、風扇控制和系統(tǒng)工作狀態(tài)管理等ATCA規(guī)范指定功能。
[0038]串口信息采集和存儲子系統(tǒng)200采用單片機STM32F103ZE作為智能控制單元，它的UART接口通過采集邏輯電路并聯(lián)在系統(tǒng)的串行控制臺接口上，實時捕獲從系統(tǒng)控制臺串口輸出的調(diào)試信息和故障信息，并將這些信息存儲在SD卡上，供工程師事后定位和分析故障。SD卡槽必須設(shè)計在ATCA面板上，方便工程師在現(xiàn)場取出SD卡時，能夠不影響系統(tǒng)工作。
[0039]本實用新型的有益效果是:1、設(shè)計了串口信息采集和存儲子系統(tǒng)，通過實時捕獲系統(tǒng)串口輸出的調(diào)試和故障信息，并以文件形式存儲在SD卡上，提供了一種可在不影響系統(tǒng)工作的前提下進行故障定位并分析原因的技術(shù)手段，保證了 ATCA交換板在運營商網(wǎng)絡(luò)中的可靠應用；2、為運營商提供了 240G的背板吞吐能力和網(wǎng)絡(luò)交換能力；3、作為可互操作設(shè)備，能夠與所有符合ATCA規(guī)范的機箱、交換板以及業(yè)務板兼容。
[0040]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，包括CPU扣板子系統(tǒng)、串口信息采集和存儲子系統(tǒng)、ATCA插板標準單元、Fabric交換子系統(tǒng)和Base交換子系統(tǒng)，所述CPU扣板子系統(tǒng)與ATCA插板標準單元的對應信號端相連，F(xiàn)abric交換子系統(tǒng)通過PCIe總線與CPU扣板子系統(tǒng)連接，F(xiàn)abric交換子系統(tǒng)的24個XG數(shù)據(jù)端口與ATCA插板標準單元的對應信號端相連，Base交換子系統(tǒng)的100Base-T網(wǎng)絡(luò)端口分別與CPU扣板子系統(tǒng)和ATCA插板標準單元的對應端口連接，串口信息采集和存儲子系統(tǒng)的UART串口與CPU扣板子系統(tǒng)對應UART串口相連，所述串口信息采集和存儲子系統(tǒng)包括微控制器、串口信息采集邏輯電路和SD存儲卡，所述串口信息采集邏輯電路和SD存儲卡分別連接微控制器，所述的微控制器的UART接口通過串口信息采集邏輯電路并聯(lián)到ATCA插板標準單元中ATCA面板組件的控制臺串行口上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，所述CPU扣板子系統(tǒng)包括CPU以及與CPU相連的隨機存取存儲器DDR3RAM、Nor Flash、時鐘發(fā)生器、電源模塊、上電順序管理芯片、以太網(wǎng)PHY芯片、SD卡和扣板連接器，所述的CPU、以太網(wǎng)PHY芯片以及控制信號通過扣板連接器分別與Base交換子系統(tǒng)、Fabric交換子系統(tǒng)和ATCA插板標準單元對應的信號相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，所述ATCA插板標準單元包括IPMC智能平臺管理控制器模塊、電源輸入模塊PEM、隔離電源模塊、背板連接器組件和ATCA面板組件，所述隔離電源模塊、背板連接器組件和ATCA面板組件分別與IPMC智能平臺管理控制器模塊連接，所述背板連接器組件連接電源輸入模塊PEM，電源輸入模塊PEM連接隔離電源模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，所述SD存儲卡的SD卡槽設(shè)置于ATCA面板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，所述Base交換子系統(tǒng)包括16端口百兆交換芯片和網(wǎng)絡(luò)變壓器，所述16端口百兆交換芯片的端口分別連接CPU扣板子系統(tǒng)和ATCA插板標準單元的ATCA面板組件的面板管理口、背板連接器組件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種具有串口信息采集和存儲功能的ATCA交換板，其特征在于，所述Fabric交換子系統(tǒng)包括24端口萬兆交換芯片及相應PHY構(gòu)成，這24端口萬兆交換芯片的端口分別連接ATCA面板組件的XG數(shù)據(jù)端口、背板連接器組件的XAUI數(shù)據(jù)端口，F(xiàn)abric交換子系統(tǒng)的PCIe接口與CPU扣板子系統(tǒng)連接。
【文檔編號】H04L12/24GK203416275SQ201320549311
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】謝伯言, 朱冠階, 李鵬光, 劉洋 申請人:南京智達康無線通信科技股份有限公司