动态可重构总线监听系统中的通道健康状态记录装置制造方法及图纸

技术编号:12562407 阅读:65 留言:0更新日期:2015-12-22 17:47
一种动态可重构总线监听系统中的通道健康状态记录装置,其特征在于:包括通道检测识别模块、行列映射模块、三维通道表存储器、通道数据组织模块和通信数据缓冲存储器,采用行节点、列节点及通道三个维度的通道健康状态存储表格实现对动态可重构总线上所有节点两两之间的通道健康状态的存储与管理。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种嵌入式系统总线监听系统中通道健康状态记录装置,尤其涉 及一种动态可重构总线中的通道健康状态记录装置。
技术介绍
动态可重构总线(UM-BUS)是针对高可靠嵌入式应用场合所定义的一种基于 M-LVDS的总线型拓扑结构的高速串行总线,如图1所示,采用总线型拓扑结构,支持多节点 直接互连,最多可使用32条通道并发传输数据。如果某些通道出现故障,总线控制器可实 时地检测出来,将数据动态分配到剩余有效的通道上进行传输,实现动态重构,对通信故障 进行动态容错。 UM-BUS总线的通信协议模型如图2所示,从上到下依次为处理层、数据链路层、物 理层。其中处理层负责对整个总线的管理、协议封装和对上层应用接口的转换。数据链路层 又分为传输子层和MAC子层两部分,传输子层根据现存的有效线路对数据进行分组和动态 重构。有效线路的信息由MAC子层通过链路检测提供。物理层是协议的最底层,它为数据 通信提供传输媒体及互连设备,实现了网络的物理连接,完成了串并转换、8b/10b编解码、 时钟同步等功能,为总线提供可靠的通信基础。 UM-BUS总线采用主从命令应答的通信模式,通过数据包的形式进行信息交互。总 线上的节点按功能不同可划分为主节点、从节点及监视节点,一次通信过程只能由主节点 发起并且由从节点响应,监视节点用于监视总线上的通信过程。如图3所示,数据通信时, 在发送端,处理层从上层接口获得数据并存储到数据缓冲区,在传输子层根据MC子层提 供的有效线路信息将数据包动态均衡地分配到有效通道上,在物理层将分组数据包装后, 经8b/10b编码成比特流发送到链路上。在接收端,物理层将收到的数据进行时钟同步、 8b/10b解码、串并转换后,将通道数据解包,然后在传输子层根据MC子层提供的有效线路 信息将数据进行动态组织并存储在数据缓冲区,最后由处理层交给应用层处理。 UM-BUS总线采用"命令-应答-确认"三段式通道故障检测算法,在复位后或出 现故障时,由主节点启动对从节点进行总线通道健康状态检测过程。如图4所示,通道检测 过程从时间上分为三个阶段:①检测命令发送阶段,主节点从所有总线通道上向被检测的 从节点发送检测命令包,启动通道检测过程;②检测状态应答阶段,被检测的从节点从所有 收到检测命令的总线通道上,向发起检测的主节点回送检测应答包;③检测结果确认阶段, 主节点再从所有收到检测应答包的通道上,向被检测的从节点发送检测确认包。对于主节 点,能够收到检测应答包的通道是健康通道;对于从节点,能够收到检测确认包的通道是健 康通道。在规定时间内主节点没有收到从节点的检测应答包,或从节点没有收到主节点的 检测确认包,均认为检测过程超时,通道不可用。通道检测完成后,参与检测过程的主、从两 个节点依据检测信息包接收情况分别更新各自的通道健康状态表。 UM-BUS总线主、从节点中的健康状态管理基于节点到节点的通信要求,采用如表 1的二维表格方式,可以向传输子层提供本节点与任何一个节点之间的通道可用情况。表 1中,每行对应一个总线节点,表示它与本节点之间的通道可用情况,每列对应一个通信通 道,存储通道的健康状态X,X为O表示通道不可用,为1表示通道可用。 表1节点的通道健康状态表 UM-BUS总线监视节点按图1所示的拓扑结构挂接总线上,对总线上的通信、检测 等活动进行监听记录,并将记录的总线活动信息传送给后台处理器进行分类、分析,使得总 线使用者能够全面地掌握总线各节点设备的工作情况,方便总线应用系统的调试与问题分 析。总线监视节点只对总线上的活动进行监听记录,不能向总线发送信息。总线监视节点 的核心由一个总线监听系统构成,其功能是对总线上所有通道进行监听,采集记录总线上 各种通信过程、检测过程及其它活动过程的命令、状态、数据及时间等通信信息及工作状态 数据。 总线监听系统在工作过程中,需要依据对总线通道的监听结果,按照总线通信过 程涉及的主、从节点之间的通道健康状态表,对总线通道上的通信数据进行组织,提取原始 的通信数据包,对通信命令、状态及数据等进行记录。要完成总线通道数据组织,总线监听 系统就必须能够获得通信双方节点间的通道健康状态表,但总线监听系统无法在监听过程 中从通信过程涉及的主、从节点上取得它们各自的通道健康状态信息。这就要求总线监听 系统能够对总线通道检测过程进行监听,根据监听结果,自行建立总线上各节点之间的通 道健康状态存储表格,对总线通道健康状态进行记录,供监听过程中恢复总线通信信息包 时使用。同时,由于UM-BUS总线的通道健康状态是基于节点到节点的,这使得总线监听系 统中无法使用主、从通信节点中的二维通道健康状态表格形式,否则,无法满足监听系统对 任意两个通信节点间通信信息包进行监听组织的需求。
技术实现思路
本技术的目的在于设计一种动态可重构总线监听系统中总线节点间通道健 康状态记录装置,能够对动态可重构总线上所有节点之间的通道健康状态进行记录,并能 够在总线通信过程监听时用于通信信息包的数据组织与恢复。 为实现上述目的,本技术所采用的技术方案为: 一种动态可重构总线监听系统的通道健康状态记录装置,其特征在于:所述通道 健康状态记录装置包括通道检测识别模块、行列映射模块、三维通道表存储器、通道数据组 织模块和通信数据缓冲存储器。 进一步地,所述通道检测识别模块用于对动态可重构总线的通道检测过程进行监 视,当监视到一次通道检测过程时,根据监视到的检测信息包生成通道检测的源节点号、目 标节点号、通道健康状态字以及通道检测完成信号并送给行列映射模块。 进一步地,所述行列映射模块用于生成三维通道表存储器的访问地址与控制信 号,当收到通道检测识别模块送来的通道检测完成信号时,将通道检测识别模块送来的源 节点号作为左口的行节点地址,目标节点号作为左口的列节点地址,把通道健康状态字从 左口写入三维通道表存储器;将通道检测识别模块送来的目标节点号作为右口的行节点地 址,源节点号作为右口的列节点地址,把通道健康状态字同时从右口写入三维通道表存储 器。 进一步地,所述三维通道表存储器是一个双端口存储器,用来存储动态可重构总 线上所有节点两两之间的通道健康状态,其左、右两个端口的有效数据宽度与动态可重构 总线的通道数量相同,左、右端口的有效地址位等分为行节点地址与列节点地址两部分,每 个数据字代表了对应的行节点与列节点之间的通道健康状态,每一位对应动态可重构总线 的一个通道,构成行节点、列节点及通道三个维度的通道健康状态存储表格。 进一步地,所述通信数据缓冲存储器用于在动态可重构总线监听系统中存储监听 到的总线通信信息和总线检测信息。 进一步地,所述通道数据组织模块用于对动态可重构总线进行监听,每当监听到 一次总线通信过程时,将监听到的通信信息包的源节点号、目标节点号送给行列映射模块, 行列映射模块将该源节点号与目标节点号作为行节点地址与列节点地址,从三维通道表存 储器的任一个端口读取通道健康状态字,送给通道数据组织模块;通道数据组织模块依据 该通道健康状态字从可用的总线通道上读取通信数据,组成通信信息包,附加包括时间码 在内的信息后,存储到通信数据缓冲存储器中。 进一步地,所述通道检测识别本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种动态可重构总线监听系统中的通道健康状态记录装置,其特征在于:所述通道健康状态记录装置包括通道检测识别模块、行列映射模块、三维通道表存储器、通道数据组织模块和通信数据缓冲存储器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:周继芹张伟功陕天龙李超王晶邱柯妮朱晓燕徐远超
申请(专利权)人:首都师范大学
类型:新型
国别省市:北京;11

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