温备用双工设备及其操作方法

文档序号:6561124阅读:222来源:国知局
专利名称:温备用双工设备及其操作方法
技术领域
本发明涉及具有双工主处理器的系统,具体涉及一种能够在使用“Power PC”(此后称为PPC)总线的系统中防止主处理器的基本功能被中断的温备用(warm standby)双工设备及其操作方法。
背景技术
需要对一个系统进行双工设置以提高系统的可靠性。双工系统具有与主系统相同、并且连接到主系统的一个或多个系统。基于适当的控制方法,每个系统处于现用状态或备用状态。双工系统的功能和性能可以不受破坏地由现用或备用系统中的一个系统保持,即使这些系统中的一个系统发生故障。
在双工系统无法在主系统运行的同时通过安装/拆卸组件或通过重置其操作来提供进一步服务的情况下,在主系统发生故障时,把主系统具有的所有操作权转交给备用系统。结果,即使在主系统中发生故障,双工系统也可以不受破坏地提供通信服务。
可以根据备用系统的容量、驱动状态和形状以及系统的维护项目对双工技术分类。根据备用系统的驱动状态,双工技术被分类为冷,热和温备用双工。而且,驱动状态根据系统的硬件和软件配置而变化。然而,温和热备份双工的命名通常是基于在把电源施加到双工设备时的驱动状态。
温备用双工是一种被动双工。在处于非现用状态时,温备用系统可能产生与主系统相同方式的故障。在备用模式中,其可以被配置为接收一个输入但是不发送一个输出,直到在现用系统中发生故障。另选地,其可以对所接收的输入执行一个中间处理。由于在现用系统运行时备用系统是可运行的,温备用双工技术有可能使用时间差对负载执行多重处理和获得系统的灵活操作。
温备用双工技术在现用系统组件的控制下使用并发写方式。只有现用组件运行一个程序。备用组件不执行任何软件操作。而且,现用组件在备用存储器中只对与双工有关的数据进行连续更新。如果现用组件处于异常状态,备用组件感测该状态并从存储器(例如ROM)读取初始化数据。例如,在首次加载电源的情况下,备用组件执行初始操作。由于与双工有关的数据由现用组件更新,不需要备用组件执行额外操作来更新数据。
热备份双工使用主动双工。利用热备份双工,备用组件接收与现用组件相同的输入,并且处于驱动状态。但是,如果现用组件发生故障,备用组件被接入来代替现用组件,从而产生一个输出来作为整个系统的输出。以与温备用双工相同的方式,在现用组件运行时备用组件是可运行的,并且它可以以一种简单感测方式执行双工切换。
热备份双工在提供双工的两个控制组件中运行相同的程序,但是备用组件具有被硬件阻塞的数据传输线。只有现用组件发送有效数据。由于在每个组件中运行相同程序,可以用现用组件代替备用组件,并且反之亦然,而无需时间和外观的任何改变。
温备用双工需要大量时间来从备用模式切换到现用模式。结果,系统中的基本功能瞬时停止,使得系统的可靠性降低。在存在大负载或者系统被一个中断停止的情况下,热备份双工可能导致两个组件进入异常状态,使得系统面临很多风险。
图1表示常规交换机的结构,其中显示了现用模式处理器和备用模式处理器之间的双工部分。现用模式处理器以现用模式操作,备用模式处理器以备用模式操作。为了便于解释,未显示两个处理器以相反模式操作的配置。
现用模式处理器包括中央处理单元11,双工控制器12,地址FIFO13,地址缓冲器14,数据缓冲器15,数据FIFO16,存储器控制器17,和存储器18。备用模式处理器包括中央处理单元21,总线仲裁器22,地址缓冲器23,数据缓冲器24,存储器控制器25和存储器26。
在中央处理单元11把数据写入存储器18并且要对数据进行双工处理时,双工控制器12把地址存储在地址FIFO13中,并把数据存储在数据FIFO16中。在中央处理单元11从/向备用模式处理器的存储器26读取/写入数据时或者地址FIFO13和数据FIFO16不为空时,双工控制器12请求总线仲裁器22发送一个总线许可信号。如果发送了总线许可信号,经过一个双工信道对备用模式处理器的存储器26进行读取或写入。
地址FIFO13临时存储所要进行双工处理的数据的地址,而不管双工控制器12是否占据备用模式处理器的处理器总线来进行双工处理。类似地,数据FIFO16临时存储所要进行双工处理的数据,而不管双工控制器12是否占据备用模式处理器的处理器总线来进行双工处理。地址缓冲器14和数据缓冲器15在中央处理单元11读取或写入数据时提供到备用模式处理器的存储器26的通道。
与现用模式处理器相同,备用模式处理器包括中央处理单元21,存储器控制器25和存储器26。它具有总线仲裁器22,用于在进行双工处理时仲裁中央处理单元21和双工控制器12之间的总线使用。此外,它具有数据缓冲器24和地址缓冲器23,用于提供要进行双工处理的数据和地址的通道。
如果现用模式处理器的中央处理单元11从备用模式处理器的存储器26读取数据,双工控制器12向仲裁器22请求使用总线。如果仲裁器22用一个总线许可信号响应双工控制器12,双工控制器12和总线仲裁器22分别控制地址缓冲器14和23来提供地址的通道。备用模式处理器的存储器控制器25从存储器26取出所寻址的数据,并将其加载到处理器总线上。通过由数据缓冲器24和15提供的通道把数据发送到中央处理单元11,其中数据缓冲器24和15由总线仲裁器22和双工控制器12控制。
如果现用模式处理器的中央处理单元11向备用模式处理器的存储器26写入数据,双工控制器12请求总线仲裁器22发送一个总线许可信号。如果发送了总线许可信号,双工控制器12和总线仲裁器22分别控制地址缓冲器14和23以及数据缓冲器15和24,从而提供地址和数据的通道。然后,备用模式处理器的存储器控制器25把通过对应通道发送的数据写入存储器26。
如果现用模式处理器的中央处理单元11同时向存储器18和存储器26写入,双工控制器12临时把地址和数据存储到地址FIFO13和数据FIFO16。而且,双工控制器12总是监视地址FIFO13和数据FIFO16的状态信息。如果对应的FIFO不为空,双工控制器12请求备用模式处理器的总线仲裁器22发送一个总线许可信号。如果发送了总线许可信号,双工控制器12把对应FIFO的地址和数据通过双工信道发送到备用模式处理器。总线仲裁器22控制地址缓冲器23和数据缓冲器24以提供地址和数据的通道。备用模式处理器的存储器控制器25把通过通道发送的数据写入存储器26。
对于上述交换机,仅利用备用模式处理器的地址和数据缓冲器把现用模式处理器和备用模式处理器之间的双工信道与中央处理单元侧的处理器总线隔离。仅当双工信道具有与处理器总线相同的时钟速度时,双工信道才可以操作。在一个高性能中央处理单元需要高速总线的情况下,双工信道的时钟速度可能无法匹配该时钟速度。因此不可能利用高性能中央处理单元操作双工信道。
例如,在执行一个操作以把备用模式处理器的存储器26中存储的数据复制到现用模式处理器的存储器18中时,向现用模式处理器中的DRAM的数据写入是在从备用模式处理器中的DRAM的数据读取结束之后完成的。而且,每个缓冲器的时间延迟和缓冲器控制器的时间延迟都使数据写入操作延迟,从而延长了现用模式处理器中的备用时间。现用模式处理器的处理性能由于备用时间由下降。

发明内容
本发明的目的是提供一种温备用双工设备及其操作方法,能够在使用PPC总线的系统中即使出现异常状态的情况下防止组件的基本功能被中断。
为了实现上述目的和其它优点,并根据本发明的目的,如此处所体现和广义描述的,提供一种温备用双工设备,包括现用组件,备用组件,C-信道和D-信道,现用组件包括中央处理单元,用于执行控制和数据处理;仲裁器,用于仲裁总线的使用;存储器控制器,用于控制对存储器的访问;D-信道控制器,在双工路径上提供一个先进先出(FIFO)型存储器;C-信道控制器,用于交换双工组件的状态和控制信息。备用组件包括中央处理单元,用于执行控制和数据处理;仲裁器,用于仲裁总线的使用;存储器控制器,用于控制对存储器的访问;D-信道控制器,提供一个用于从现用组件的D-信道控制器访问数据的FIFO存储器;C-信道控制器,用于交换双工组件的状态和控制信息。C-信道用于交换双工组件的C-信道控制器之间的状态和控制信息;D-信道用于支持双工组件的D-信道控制器进行的对对-侧(pair-side)组件的存储器的访问。
在本发明的另一个方面,提供一种操作温备用双工设备的方法,包括以下步骤在现用组件侧通过C-信道读取对-侧组件的状态,把读取的结果与现用组件的状态进行比较并基于比较结果确定D-信道的方向;如果确定D-信道的方向,仅读取当现用组件从存储器读取数据时自己-侧(self-side)存储器的内容,并且当现用组件写入数据时,通过地址总线和数据总线把读取的数据同时写入自己-侧存储器和对-侧存储器;如果在现用组件中发生异常情况,使用C-信道由备用组件识别现用组件的状态,由此把备用组件的状态切换到现用组件的状态。
本发明的目的可以整体或部分地由所揭示的一种双工设备实现,该双工设备具有(1)双工设备的第一设备和第二设备,每个设备具有D-信道控制器和C-信道控制器;(2)D-信道,与第一和第二设备的D-信道控制器互连以传递数据信号,地址信号和控制信号中的至少一种;(3)C-信道,与第一和第二设备的C-信道控制器互连以传递状态信号。第一和第二设备的C-信道控制器都监视C-信道状态信号的一个子集以确定第一和第二设备中的哪一个具有现用模式状态和哪一个具有备用模式状态。现用模式状态和备用模式状态均由自己-侧正常信号和对-侧现用信号标识。
本发明的目的可以整体或部分地由一种实现具有第一和第二设备的双工设备的方法实现,该方法包括(1)读取第一设备的第一状态和第二设备的第二状态;(2)基于第一和第二状态,把第一和第二设备中的一个设置为现用模式,把另一个设备设置为备用模式。第一状态和第二状态均由自己-侧正常信号和对-侧现用信号标识。
本发明的其它优点,目的和特征将部分地在以下说明中提出,部分地可以由本领域技术人员在审看了以下说明后理解或者可以通过本发明的实践获得。本发明的目的和优点可以通过所附权利要求中特别指出的方式实现和获得。


下面将参考附图对本发明进行详细说明,在附图中相同标号表示相同单元,其中图1表示现有技术交换机中的双工处理器的结构;图2表示根据本发明优选实施例的温备用双工设备的逻辑结构;图3A表示根据本发明优选实施例的图2的C-信道的操作;图3B表示图3A的C-信道的真值表;图4表示根据本发明优选实施例的双工控制信号的流程图;图5表示根据本发明优选实施例在进行双工处理时图2的D-信道的读取操作的流程图;图6表示根据本发明优选实施例在进行双工处理时图2的D-信道进行的写入操作的流程图。
优选实施例的详细说明下面将参照附图中的示例对本发明的优选实施例进行详细说明。
参见图2,双工逻辑结构由现用组件110和备用组件120形成。与双工组件结构互连的是D-信道控制器115和125,C-信道控制器116和126,和C-信道控制器和D-信道控制器之间的C-信道131和D-信道132。
现用组件110包括通信处理单元111,中央处理单元112,仲裁器113,存储器控制器114,D-信道控制器115,C-信道控制器116和存储器117。通信处理单元111执行与外部设备的通信处理,中央处理单元112执行组件内部的所有种类的控制和数据处理,仲裁器113仲裁存储器的使用,控制器114控制对存储器117的访问,D-信道控制器115通过D-信道132控制对对-侧存储器的读取和写入操作,C-信道控制器116通过C-信道131检查自己-侧状态和对-侧状态。
中央处理单元112,通信处理单元111和D-信道控制器115在总线操作期间具有主控和从控关系。即,如果它们中的一个是总线主控器(其占用总线并执行总线操作),那么其它两个是总线从控器。仲裁器113在总线操作周期期间确定中央处理单元112,通信处理单元111和D-信道控制器115中的哪一个是总线主控器。
例如,在中央处理单元112占用总线而作为总线主控器的状态下,如果通信处理单元111需要使用总线,通信处理单元111把总线请求信号发送到仲裁器113。当中央处理单元112完成对总线的使用时,仲裁器113把总线许可信号发送到通信处理单元111。然后,通信处理单元111产生一个传送开始信号TS*,并发送一个地址和数据。而且,它输出表示两个总线被占用的地址总线忙信号和数据总线忙信号。
类似地,备用组件120包括通信处理单元121,中央处理单元122,仲裁器123,存储器控制器124,D-信道控制器125,C-信道控制器126和存储器127。D-信道132用于保持双工组件110和120之间的数据一致性。D-信道控制器115提供一个FIFO存储器,作为双工路径上的一个消息队列,其中现用组件110通过D-信道132的一个64比特并行数据总线访问备用组件120的存储器127的一个特定区域。C-信道控制器116用于通过C-信道131交换双工组件的状态和控制信息。
现在参见图2,3A和3B,将对C-信道控制器116和126的操作状态进行说明。与C-信道131有关的信号是自己-侧现用信号SACT*,自己-侧正常信号SNOR*,对-侧现用信号PACT*和对-侧正常信号PNOR*。这些信号相互交叉连接,并且依据被断言(asserted)的一侧,C-信道控制器116和126中的每一个识别自己-侧信号状态SACT*和SNOR*和对-侧信号状态PACT*和PNOR*,从而确定其是现用组件还是备用组件。
如图3A所示,如果加电或者发生复位,每个组件检查对-侧状态(在步骤301)。如果对-侧状态是备用模式,组件110,120检查自己-侧状态(在步骤302)。如果自己-侧状态是正常,组件断言自己-侧现用信号SACT*为低状态,从而设置自己-侧状态为现用模式(在步骤303)。但是,如果步骤301中确定的对-侧状态是现用模式或者如果步骤302中确定的自己-侧状态是异常,组件110,120断言自己-侧现用信号SACT*为高状态,从而设置自己-侧状态为备用模式(在步骤304)。
因此,组件110,120中首先获得正常状态的组件断言自己-侧正常信号SNOR*为低状态。然后,对-侧组件的对-侧现用信号PACT*和对-侧正常信号PNOR*转变到高状态。而且,组件110,120中首先获得正常状态的组件设置它的自己-侧状态为现用模式,从而在低状态输出自己-侧现用信号SACT*。
即使备用组件120转变到正常模式并断言自己-侧正常信号SNOR*为低状态,对-侧组件110的对-侧正常信号PNOR*和对-侧现用信号PACT*已经被断言为低状态并且是现用状态。结果,备用组件120把自己-侧状态设置为备用模式,并保持自己-侧现用信号SACT*为高状态。
C-信道控制器116和126中的每一个通过C-信道131检查对-侧现用信号PACT*,并且如果对-侧现用信号PACT*是低状态,每个控制器的自己-侧现用信号SACT*转变到高状态。因此,自己-侧组件处于备用状态,对-侧组件处于现用状态。当对-侧组件处于备用状态时,每个组件110,120检查自己-侧正常信号SNOR*。如果SNOR*信号是低状态,每个组件断言自己-侧现用信号SACT*为低状态,从而转变到现用模式。而且,如果对-侧组件处于现用模式或者自己-侧组件处于异常状态,自己-侧现用信号转变到高状态,使得自己-侧组件处于备用模式。
参见图3B,每个组件自己断言自己-侧现用信号SACT*,从而指示它处于现用模式还是备用模式。如果自己-侧现用信号是高状态,那么自己-侧组件处于备用状态。反之,如果自己-侧现用信号是低状态,那么自己-侧组件处于现用状态。
每个组件组件断言自己-侧正常信号SNOR*,指示它处于正常状态还是异常状态。如果自己-侧正常信号是高状态,那么自己-侧组件处于异常状态。反之,如果自己-侧现用信号是低状态,那么自己-侧组件处于正常状态。
每个组件110,120由对侧断言对-侧现用信号PACT*,从而指示对-侧组件处于现用状态还是备用状态。如果对-侧现用信号是高状态,对-侧组件处于备用状态。反之,如果对-侧现用信号是低状态,对-侧组件处于现用状态。
每个组件由对侧断言对-侧正常信号PNOR*,从而指示对-侧组件处于正常状态还是异常状态。如果对-侧正常信号是高状态,对-侧组件处于异常状态。反之,如果对-侧正常信号是低状态,对-侧组件处于正常状态。
与C-信道131有关的信号SACT*,SNOR*,PACT*和PNOR*中的每一个信号被提供有一个上拉电阻(图中未示出)。如果在“高”状态的信号被发送到一侧,在“低”状态的信号被发送到另一侧。因此,根据与对侧的协商结果确定自己-侧信号状态。
图4表示双工控制信号的流程图。参见图2和4,将对双工处理器中控制信号的操作进行说明。在第一步骤,现用组件110通过C-信道131把对-侧组件的状态与自己-侧状态进行比较。而且,现用组件110检查是否进行了对对-侧的存储器的访问。换句话说,现用组件110的C-信道控制器116读取通过C-信道131获得的对-侧组件的状态,并把对-侧状态与组件-侧状态进行比较,从而确定现用组件110处于现用状态还是备用状态。即,现用组件110部分地基于备用组件120的对-侧状态确定自己-侧状态。
在第二步骤,现用组件110同时访问自己-侧存储器117和对-侧存储器127。同时,在自己-侧存储器117和对-侧存储器127二者上执行写入。换句话说,在现用组件110向自己-侧存储器117写入的同时,它确定D-信道132的数据总线的方向,使得它把相同信息写入自己-侧存储器117和备用组件120的存储器127。因此,正常操作的现用组件向自己-侧存储器117写入,同时,把写入存储器117的相同信息写入备用组件120的存储器127。结果,数据从现用组件110移动到备用组件120。而且,备用组件中的写入操作在现用组件执行写入操作时执行。
在执行读取操作时,现用组件把读取操作分为两个部分(1)从自己-侧存储器读取和(2)从对-侧存储器读取。读取操作由一个地址区分。地址区域被划分为两个区域。第一区域是一个公共区域,第二区域仅用于从对-侧存储器读取。因此,现用组件110通常在公共区域上操作。当将要仅在对-侧存储器上执行读取操作时,现用组件110仅使用第二区域。
现用组件110的D-信道控制器115利用其地址和传送类型信号TT*识别寻址到第二区域的读取操作,并把第二区域地址转换为公共区域中使用的地址。D-信道控制器115把转换的地址写入备用组件120的D-信道控制器125的存储器(FIFO)。在此情况下,传送类型信号TT*表示对应操作是读取操作还是写入操作。例如,如果信号TT
是“11100”,“01010”,“01110”,“11010”,“11110”,或“01011”,这意味着读取操作。如果信号是“10100”,“00010”,“00110”或“10010”,这意味着写入操作。
与D-信道132有关的信号是5比特
D-信道传送类型信号DTT,3比特
D-信道传送大小信号DTSIZ,32比特
D-信道地址DA,64比特
D-信道数据信号DD,D-信道确认信号DACK*和D-信道差错信号DERR。传送类型信号DTT
,传送大小信号DTSIZ
,地址信号DA
和数据信号DD
被直接写入备用组件120的D-信道控制器125的存储器(FIFO)。当备用组件120的D-信道控制器125执行地址总线操作时,传送类型信号DTT
,传送大小信号DTSIZ
和地址信号DA
被分别通过备用组件的地址总线TT
,TSIZ
和A
直接发送,从而读取对应于地址的数据。当备用组件120的D-信道控制器125执行数据总线操作时,数据信号DD被通过备用组件120的数据总线D
直接发送。
如果D-信道控制器115中的操作是正常执行的,备用组件120的D-信道控制器125发送D-信道确认信号DACK*。如果D-信道控制器115中的操作是异常执行的,备用组件120的D-信道控制器125发送差错信号DERR*,使D-信道中断信号DINT*被发送到现用组件110。
当现用组件110使用公共区域地址执行存储器读取操作时,存储器控制器114仅读取存储器117的内容或对-侧存储器127的内容。当现用组件110执行存储器写入操作时,它通过地址总线A
和数据总线D
同时把相同数据写入存储器117和对-侧存储器127。
现在参见图5,显示了对-侧存储器的读取操作。如果由与现用组件的仲裁器113和存储器控制器114一致操作的中央处理单元112执行读取操作(在步骤501),那么D-信道控制器115把地址传送类型信号TT*和传送大小信号TSIZ*写入D-信道控制器125的FIFO(在步骤502)。然后,对-侧D-信道控制器125把总线请求信号BR*发送到仲裁器123(在步骤503)。如果由仲裁器123产生总线许可信号BG*(在步骤504),D-信道控制器125把传送开始信号TS*发送到存储器控制器124(在步骤505)。
如果由于异常完成而由存储器控制器124产生一个传送开始差错确认TEA*信号(在步骤506),D-信道控制器125识别该信号TEA*并将其输出到现用组件110的D-信道控制器115(在步骤507)。在接收到TEA*信号后,现用组件110的D-信道控制器115产生D-信道中断信号DINT*(在步骤508)。
如果已经产生D-信道中断信号DINT*(在步骤508),现用组件110的中央处理单元112,仲裁器113和存储器控制器114再次产生存储器读取信号,并将其输出给D-信道控制器115(在步骤509)。然后,D-信道控制器115把地址和TT和TSIZ信号写入D-信道控制器125的FIFO(在步骤510),并且D-信道控制器125产生总线请求信号BR*以提供给仲裁器123(在步骤511)。如果D-信道控制器125的FIFO存储器的空标志信号EF*被断言为高状态,并且产生总线许可信号BG*(在步骤512),那么D-信道控制器125开始传送操作(在步骤513和514)。当传送操作正常完成时,由现用组件110的存储器控制器114通过D-信道132读取从备用组件的存储器传送的数据(在步骤515)。然后,如果从对-侧存储器的读取操作完成,D-信道控制器115和125中的每一个产生一个传送确认信号(在步骤515和516)。
现在参见图6,下面说明对对-侧存储器的写入操作。如果利用现用组件110的中央处理单元112,仲裁器113和存储器控制器114执行存储器写入操作(在步骤601),D-信道控制器115把地址,数据和TT和TSIZ信号写入备用组件120的D-信道控制器125的FIFO(在步骤602)。备用组件120的D-信道控制器125产生总线请求信号BR*以提供给仲裁器123。如果存储器的空标志信号EF*被输出为高状态并且如果由仲裁器123产生总线许可信号BG*,D-信道控制器125输出传送开始信号TS*(在步骤603到605)。
如果传送差错确认TEA*信号被输入到D-信道控制器125(在步骤606),D-信道控制器125产生D-信道差错信号DERR*并将其输出到现用组件110的D-信道控制器115(在步骤607)。D-信道控制器125识别TEA*信号并把D-信道中断信号DINT*发送到内部存储器控制器114(在步骤608)。
如果在并发写入操作时,已经由对-侧产生了D-信道中断信号DINT*,现用组件110的仲裁器113和存储器控制器114再次把存储器写入信号输出到D-信道控制器115(在步骤609)。接着,D-信道控制器115把信号DA,DD,TT和TSIZ写入D-信道控制器125的FIFO(在步骤610)。备用组件120的D-信道控制器125产生总线请求信号BR*并将其发送到仲裁器123。如果产生了总线许可信号BG*,D-信道控制器125开始传送操作(在步骤611到613)。如果输入了接收检查信号(在步骤614),D-信道控制器125把该接收检查信号输出到现用组件110的D-信道控制器115(在步骤615)。
在现用组件110中发生异常状态的情况下,通过把其状态改变为现用模式来把备用组件120切换为现用组件。当备用组件120变成现用状态组件时,现用组件110最好被重置以克服其异常状态。延迟进行重置的应用,并产生一个中断。在延迟期间,现用组件110的D-信道控制器115以突发模式把其注册信息发送到备用组件120的D-信道控制器125的FIFO,并执行写入操作。然后,C-信道控制器116断言自己-侧正常信号SNOR*为高状态和自己-侧现用信号SACT*为高状态。然后,备用组件120响应改变为高状态的对-侧正常信号PNOR*和对-侧现用信号PACT*,断言自己-侧正常信号SNOR*为低状态和自己-侧现用信号SACT*为低状态。以此方式,备用组件120被切换为现用模式,现用组件110被切换为备用模式。
如上所述,根据本发明优选实施例的温备用双工设备在使用PPC总线的系统中即使在发生异常情况时也可以防止组件的基本功能被中断。
上述实施例仅是示例性的,不应理解为对本发明的限制。本发明的教导可以容易地应用于其它类型的装置。本发明的描述是示意性的,不是为了限制权利要求的范围。本领域技术人员可以进行很多替换,修改和变型。在权利要求中,装置加功能的语句是用于覆盖执行所述功能的结构,不仅包括结构的等同物也包括等同的结构。
权利要求
1.一种双工设备,包括现用组件,具有主中央处理单元,执行控制和数据处理;主仲裁器,仲裁主总线的使用;主存储器控制器,控制对主存储器的访问;主D-信道控制器,提供一个用于在双工路径上的并行数据通信的主先入先出(FIFO)存储器;主C-信道控制器,传送现用组件的主状态信息;备用组件,具有次中央处理单元,执行控制和数据处理;次仲裁器,仲裁次总线的使用;次存储器控制器,控制对次存储器的访问;次D-信道控制器,提供一个用于在双工路径上的并行数据通信的第二FIFO存储器;次C-信道控制器,传送备用组件的次状态信息;C-信道,交换主C-信道控制器和次C-信道控制器之间的主状态信息和次状态信息以支持现用组件和备用组件之间的双工逻辑;D-信道,支持主中央处理单元和次中央处理单元对主存储器和次存储器的访问。
2.根据权利要求1的双工设备,其中主C-信道控制器和次C-信道控制器中的每一个基于自己-侧现用信号,自己-侧正常信号,对-侧现用信号,和对-侧正常信号的值识别主状态信息和次状态信息,并确定现用组件和备用组件中的哪一个在现用模式操作,哪一个在备用模式操作。
3.根据权利要求2的双工设备,其中由主C-信道控制器发送的自己-侧现用信号在被次C-信道控制器接收时被指定为对-侧现用信号;由主C-信道控制器发送的自己-侧正常信号在被次C-信道控制器接收时被指定为对-侧正常信号;由次C-信道控制器发送的自己-侧现用信号在被主C-信道控制器接收时被指定为对-侧现用信号;由次C-信道控制器发送的自己-侧正常信号在被主C-信道控制器接收时被指定为对-侧正常信号。
4.根据权利要求2的双工设备,其中主D-信道控制器和次D-信道控制器中的每一个从现用或备用组件中相应一个组件的主C-信道控制器或次C-信道控制器获得主状态信号和次状态信息,并作为PPC总线的主控器或从控器,在由主状态信息和次状态信息的比较确定的D-信道通信方向中执行双工操作。
5.一种操作双工设备的方法,包括(a)利用主组件通过C-信道读取次组件的次状态,把次状态与主组件的主状态进行比较以获得第一结果,基于第一结果的值确定D-信道的方向,并基于第一结果的值确定主组件和次组件中哪一个组件是现用组件;(b)当现用组件中的请求现用组件中第一存储器的内容的处理器执行第一存储器的读取操作时,仅把第一存储器的内容读取到该处理器,当处理器执行存储器写入操作时,同时把数据写入主组件和次组件中不是现用组件并因此被指定为备用组件的那个组件的第一存储器和第二存储器;(c)通过识别由现用组件的C-信道控制器传送的异常信号,利用备用组件识别出现用组件中已经发生故障,把现用组件改变为备用操作模式;(d)把备用组件改变为现用操作模式;(e)把具有现用操作模式的主组件或次组件改变为现用组件;(f)把具有备用操作模式的主组件或次组件改变为备用组件。
6.根据权利要求5的方法,其中现用组件通过D-信道执行对第二存储器的存储器写入操作,并且主D-信道控制器和次D-信道控制器的每一个在作为PPC总线中的主控器或从控器的同时执行双工操作。
7.根据权利要求5的方法,其中步骤(b)进一步包括分析现用组件的第一D-信道控制器中的传送类型信号和地址以获得第二结果;如果第二结果被确定为寻址到第一存储器的存储器读取操作,那么仅从第一存储器读取被寻址的内容,并且如果第二结果被确定为寻址到第二存储器的存储器写入操作或存储器读取操作,那么把来自第一D-信道控制器的第一FIFO存储器的地址、传送类型信号和传送大小信号写入备用组件的第二D-信道控制器的第二FIFO存储器;当从第二FIFO存储器断言一个空标志信号时,把一个总线请求信号从第二D-信道控制器发送到备用组件的总线仲裁器,并在第二D-信道控制器接收来自总线仲裁器的总线许可信号;在接收总线许可信号后,从第二D-信道控制器产生一个传送开始信号以提供给备用组件的第二存储器控制器,并通过备用组件的内部总线操作把地址发送到第二存储器;如果从第二存储器控制器产生操作完成信号,那么把总线许可信号返回给总线仲裁器。
8.根据权利要求7的方法,其中在存储器读取操作期间第一FIFO存储器把地址,传送类型信号和传送大小信号写入第二FIFO存储器。
9.根据权利要求7的方法,其中所述地址确定所述内容是从第一存储器还是从第二存储器读取。
10.根据权利要求9的方法,其中把一个地址区域划分为两个区域,其中两个区域中的第一区域包括第一存储器和第二存储器共用的存储器地址,两个区域中的第二区域包括仅用于从第二存储器读取的存储器地址。
11.根据权利要求10的方法,其中第一D-信道控制器识别具有第二区域地址的存储器读取操作和传送类型信号,并把第二区域地址转换为对应的第一区域地址,并把对应的第一区域地址写入第二FIFO存储器。
12.根据权利要求7的方法,其中在存储器写入操作期间,第一FIFO存储器把地址,传送类型信号和传送大小信号写入第二FIFO存储器,并且第二D-信道控制器通过备用组件的内部总线发送该地址。
13.根据权利要求7的方法,其中如果存储器读取操作或存储器写入操作异常完成,那么第二D-信道控制器输入一个传送差错确认信号并向第一D-信道控制器断言一个D-信道差错信号,从而向现用组件产生D-信道中断信号。
14.根据权利要求7的方法,其中如果从第二存储器的存储器读取操作正常完成,那么第一D-信道控制器把一个主传送完成消息发送到现用组件的第一存储器控制器,并且第二D-信道控制器把一个第二次传送完成消息发送到第二存储器控制器。
15.根据权利要求7的方法,其中如果对第二存储器的存储器写入操作正常完成,那么第二D-信道控制器把写入完成通知给第一D-信道控制器。
16.根据权利要求15的方法,其中步骤(c)进一步包括如果发生故障,在现用组件中产生一个中断;如果在现用组件中产生中断,那么在延迟时间期间以突发模式把第一D-信道控制器的注册信息写入第二D-信道控制器的第二FIFO存储器;如果完成突发模式的写入操作,那么把现用组件的C-信道控制器的自己-侧异常状态和第一自己-侧现用状态断言为高状态,并把断言信号发送到第二D-信道控制器;把备用组件的第二自己-侧现用信号断言为低状态;把备用组件改变为现用操作模式。
17.一种双工设备,包括双工设备的第一设备和第二设备,都具有D-信道控制器和C-信道控制器;D-信道,与第一和第二设备的D-信道控制器互连以传送数据信号,地址信号和控制信号中的至少一种;C-信道,与第一和第二设备的C-信道控制器互连以传送状态信号,其中第一和第二设备的C-信道控制器都监视C-信道状态信号的一个子集以确定第一和第二设备中哪一个具有现用模式状态,哪一个具有备用模式状态;现用模式状态和备用模式状态都由自己-侧正常信号和对-侧现用信号识别。
18.根据权利要求17的双工设备,其中现用模式状态由存在于自己-侧正常信号上的真状态和存在于对-侧现用信号上的伪状态识别;备用模式状态由存在于自己-侧正常信号和对-侧现用信号上的真和伪状态的其它组合识别。
19.根据权利要求18的双工设备,其中不管第一和第二设备中哪一个设备具有现用模式状态,其都产生由D-信道传送的地址信号。
20.根据权利要求18的双工设备,其中第一和第二设备的每一个共享一个公共地址总线和一个公共数据总线,并且进一步包括通信处理器,在双工设备和外部设备之间传送输入和输出(I/O)信息;中央处理单元,控制第一和第二设备内的通信处理;存储器,存储保留的信息;仲裁器,仲裁公共数据总线的使用;其中第一和第二设备中的一个具有现用模式状态以产生由D-信道传送的地址信号,并控制对第一和第二设备的每个存储器的读取访问和写入访问。
21.根据权利要求20的双工设备,其中在第一和第二设备内,通信处理器,中央处理单元,存储器,和D-信道控制器分别共享公共数据总线和公共地址总线。
22.一种实现具有第一设备和第二设备的双工设备的方法,包括读取第一设备的第一状态和第二设备的第二状态;基于第一和第二状态,把第一和第二设备之一设置为现用模式状态,把另一个设备设置为备用模式状态,其中第一和第二设备都由自己-侧正常信号和对-侧现用信号识别。
23.根据权利要求22的方法,其中现用模式状态由存在于自己-侧正常信号上的真状态和存在于对-侧现用信号上的伪状态识别;备用模式状态由存在于自己-侧正常信号和对-侧现用信号上的真状态和伪状态的其它组合识别。
24.根据权利要求22的方法,其中第一和第二设备都具有通信处理单元,中央处理器,存储器,和D-信道控制器,它们共享一个公共地址总线和一个公共数据总线;第一和第二设备都具有一个与各自第一和第二设备的中央处理器通信的C-信道控制器;D-信道,与第一和第二设备的D-信道控制器互连以传送数据信号,地址信号和控制信号;C-信道,与第一和第二设备的C-信道控制器互连以传送第一和第二C-信道控制器之间的第一和第二状态,其中第一和第二设备之一具有现用模式状态以产生由D-信道传送的地址信号,并控制第一和第二设备的存储器的读取访问和写入访问。
全文摘要
揭示了一种双工设备,具有:(1)双工设备的第一设备和第二设备,都具有D-信道控制器和C-信道控制器;(2)D-信道,与第一和第二设备的D-信道控制器互连以传送数据信号,地址信号和控制信号中的至少一种;(3)C-信道,与第一和第二设备的C-信道控制器互连以传送状态信号。第一和第二设备的C-信道控制器都监视C-信道状态信号的一个子集以确定第一和第二设备中哪一个具有现用模式状态,哪一个具有备用模式状态。现用模式状态和备用模式状态都由自己-侧正常信号和对-侧现用信号识别。
文档编号G06F13/38GK1337625SQ0112385
公开日2002年2月27日 申请日期2001年8月3日 优先权日2000年8月4日
发明者李桭雨 申请人:Lg电子株式会社
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