基于板卡式设备的板间无缝数据交换方法技术

基于板卡式设备的板间无缝数据交换方法，具备驻留配置信息及管理程序的主板和从板，数据交换主要包括：管理程序解析本板卡的配置信息；从板将本板卡应用模块需要从其他板卡获取的输入信息列表以及向其他板卡提供的输出信息列表发送给主板管理程序；主板管理程序建立板卡间数据传输路径图，并向各从板发送与之相关的输入、输出信息、以及与该输入、输出信息一一对应的从板地址；各从板建立各自的输入输出数据表；软件正常运行过程中，各板卡输入输出数据表为依据，将需要对外提供的数据向对应板卡发出，将需要获得的数据从相应板卡读入，完成板间无缝数据交换。本发明专利技术能够使得软件功能模块通过极小的配置工作即可使其运行在不同板卡上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种板卡式设备的板间数据交换方法。
技术介绍
随着计算机技术的快速发展，CPU的处理能力日益增加，在很多设备上，都是单 CPU完成所有功能。但在一些特殊应用场合上，要么是其任务的确过于复杂，要么是从安全 等角度出发，都需要多CPU共同完成某个相对复杂的功能，或者说是同一功能的不同部分 也需要分布到不同的CPU上完成。在许多的工业应用领域中，板卡式机箱组成的设备是其 较典型的应用方法。其组成的各个板卡分布式协同处理，即一台设备内的不同硬件板卡上 的CPU各自完成不同的功能。在当前的许多板卡式机箱组成的设备中，其功能模块划分在 各个板卡上相对固定。当出现不同的功能划分需求时，许多设备都需要进行二次开发，其不 仅仅增加了开发的工作量，在实际设备面向最终用户较多时，还会带来软件版本多，维护工 作量大的问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，克服现有技术上述缺点，提出一种基于板卡式设备的板间 无缝数据交换方法，使得某个固定的软件功能模块能够较少限制于外部的约束条件，实现 在机箱中不同板卡之间的平滑移动。为了解决以上技术问题，本专利技术提供的基于板卡式设备的板间无缝数据交换方 法，所涉及的板卡式设备具有数据总线、挂接在该数据总线上的一块主板及多块从板，所述 主板与从板间、从板与从板间通过数据总线实现数据传输，所述主板和从板驻留有各自的 配置信息及管理程序，所述配置信息包含本板卡的应用模块以及对外接口信息、输入信息 列表、输出信息列表，本数据交换方法包括如下步骤第一步硬件初始化；第二步运行驻留在各个板卡上的管理程序，管理程序解析本板卡的配置信息；第三步主板的管理程序通过总线向从板的管理程序发送请求命令，各从板依次 应答该请求命令，并将本板卡应用模块需要从其他板卡获取的输入信息列表以及向其他板 卡提供的输出信息列表发送给主板管理程序；第四步主板的管理程序收集各从板管理程序发来的信息后，建立板卡间数据传 输路径图，并根据该板卡间数据传输路径图，向各从板发送与之相关的输入、输出信息、以 及与该输入、输出信息一一对应的从板地址；第五步各从板根据所述第四步中从主板得到的信息建立各自的输入输出数据 表；第六步软件正常运行过程中，各板卡以第五步所得的输入输出数据表为依据，将 需要对外提供的数据向对应板卡发出，将需要获得的数据从相应板卡读入，完成板间无缝 数据交换。本专利技术方法根据各板卡的输入输出信息生成板卡间数据传输路径图，再将数据传 输走向信息发送给从板，从板据此自动进行数据读取和发送，完成各板卡之间数据的自行 交换，软件功能模块能够比较灵活的由应用决定在不同板卡上分配，从而实现软件功能模 块板间平滑迁移。因此在具体应用时，软件功能可由数块板卡自行组合完成，二次开发过程 不再涉及板卡间数据传输，大大减少了工作量，提高了设备的研发效率，降低成本。下面给出软件功能模块板间的平滑移动的两种方法A.在该软件模块可能运行的板卡上模块本身被编译到该板卡的程序中，通过主板 管理程序的下发的配置命令，从板卡决定该模块是否被运行；该方法的优点是产品即便是 在生产时也只需修改配置文件即可决定各个功能块在哪个板卡上运行，缺点是需要占用相 对多一些的FLASH(或硬盘)空间。B.软件模块编写完毕后以源文件或库文件存在，但不最终编译，只是在出产品时 根据需要每个板卡各自编译，由此决定软件模块的具体运行板卡位置。该方法优点占用 FLASH(或硬盘)空间小，缺点是一般编译的工作由开发人员完成，则增大的研发人员维护 的工作量，但比起传统的不支持数据交换的板卡软件模块开发，维护工作量依然减少很多。由于在设备运行后，主板卡的管理程序需要处理的任务很少，因而其本身也可以 作为从板卡来运行，即不会因为主板卡的引入导致应用软件模块的移动缺少一块板卡。进一步的，本专利技术中，各板卡上的软件程序分为底层驱动程序、中间层系统程序、 顶层应用程序，底层驱动程序用于完成对于硬件的驱动，并为中间层的系统程序提供接口 ； 中间层的系统程序在底层驱动程序的支持下，完成本板卡的任务调度、与其他板卡的数据 交换；顶层应用程序完成具体应用，可以为图像处理、语音加工等。更进一步的，本专利技术中，各板卡的中间层系统程序对应用软件模块具有相同的功 能接口，所述功能接口包含数据接口和任务调度接口，数据接口是基于可继承的、面向对象 的方法，使得应用软件模块可以在管理程序抽象基础类别之上再增加其具体的应用功能; 任务调度接口是管理程序提供几个任务调度接口函数，由应用程序根据需求自行调用。此 种数据和任务接口方法有效屏蔽了具体功能对于不同板卡的需求，以使得其能够支持不同 的应用软件模块。本专利技术的有益效果如下本专利技术能够使得软件功能模块通过极小的配置工作即可 以使其运行在不同板卡上，这对于易于扩展的分布式处理系统中很大程度提高了其支持复 杂多应用功能的能力；同时，由于据此可以灵活配置实际设备中的板卡数量，因而其对于具 体应用中成本控制，也会有很大的获益。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术实施例从板间数据传输(交换)路径示意图。具体实施例方式下面参照附图并结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。但是本专利技术不限于所给 出的例子。本实施例，所涉及的板卡式设备具有数据总线、挂接在该数据总线上的一块主板及多块从板，主板与从板间、从板与从板间通过数 据总线实现数据传输，主板和从板驻留有各自的配置信息及管理程序，所述配置信息包含 本板卡的应用模块以及对外接口信息、输入信息列表、输出信息列表，本数据交换方法包括 如下步骤第一步硬件初始化；第二步运行驻留在各个板卡上的管理程序，管理程序解析本板卡的配置信息；第三步主板的管理程序通过总线向从板的管理程序发送请求命令，各从板依次 应答该请求命令，并将本板卡应用模块需要从其他板卡获取的输入信息列表以及向其他板 卡提供的输出信息列表发送给主板管理程序；第四步主板的管理程序收集各从板管理程序发来的信息后，建立板卡间数据传 输路径图(以表的形式)，并根据该板卡间数据传输路径图，向各从板发送与之相关的输 入、输出信息、以及与该输入、输出信息一一对应的从板地址；第五步各从板根据所述第四步中从主板得到的信息建立各自的输入输出数据 表；第六步软件正常运行过程中，各板卡以第五步所得的输入输出数据表为依据，将 需要对外提供的数据向对应板卡发出，将需要获得的数据从相应板卡读入，完成板间无缝 数据交换。如图1所示，图中示意了三块(从)板卡，分别为CARDx、CARDy, CARDz,以从板 CARDy为例，其接受CARDx (χ板卡)和CARDz (ζ板卡)的待交换数据，并向CARDx (χ板卡) 和CARDz (ζ板卡)发送数据自身的处理结果数据。主板的管理程序将输入信息及地址(包 括x板卡的待交换数据变量名、χ板卡的地址、ζ板卡的待交换数据变量名、ζ板卡的地址) 和输出信息及地址(y板卡的待交换数据变量名、χ板卡的地址、ζ板卡的地址)发送给y板 卡的管理程序，y板卡向χ板卡获取χ板卡的待交换数据，向ζ板卡获取ζ板卡的待交换数 据，并将y板卡的处理结果(y板卡的待交换数据)发送给χ板卡和ζ板卡，从而实现板卡 间的无缝数据交换。各板卡上的软件程序分为底层驱动程序、中间层系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于板卡式设备的板间无缝数据交换方法，所涉及的板卡式设备具有数据总线、挂接在该数据总线上的一块主板及多块从板，所述主板与从板间、从板与从板间通过数据总线实现数据传输，所述主板和从板驻留有各自的配置信息及管理程序，所述配置信息包含本板卡的应用模块以及对外接口信息、输入信息列表、输出信息列表，本数据交换方法包括如下步骤：第一步：硬件初始化；第二步：运行驻留在各个板卡上的管理程序，管理程序解析本板卡的配置信息；第三步：主板的管理程序通过总线向从板的管理程序发送请求命令，各从板依次应答该请求命令，并将本板卡应用模块需要从其他板卡获取的输入信息列表以及向其他板卡提供的输出信息列表发送给主板管理程序；第四步：主板的管理程序收集各从板管理程序发来的信息后，建立板卡间数据传输路径图，并根据该板卡间数据传输路径图，向各从板发送与之相关的输入、输出信息、以及与该输入、输出信息一一对应的从板地址；第五步：各从板根据所述第四步中从主板得到的信息建立各自的输入输出数据表；第六步：软件正常运行过程中，各板卡以第五步所得的输入输出数据表为依据，将需要对外提供的数据向对应板卡发出，将需要获得的数据从相应板卡读入，完成板间无缝数据交换。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏波，李友军，吴海，罗华煜，张少波，郑玉平，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]