专利名称：基于通信硬件平台的时钟总线管理方法和装置的制作方法
基于通倌^t件平台的 时钟总线管理方法和装置技辆域本发明涉及计算枳i领域，更具体地，涉及一种基于通信硬件平 台的时钟总线管理方法和装置。
背景技术：
通信石更件平台中的系统时钟可以采用点到点的传输方式，也可 以采用时钟总线的方式来分发系统的时钟信号。关于时钟总线的管 理方法，现有纟支术的方法是借用数据总线的方法、以及采用系统安 排和仲裁相结合的方法。
图1是现有技术的通信系统硬件平台中的时钟总线的示意图，如图l所示，系统中一条时钟总线CLK,系统单元板l、系统单元 板2和系统单元板3都可以占用该总线而发送时钟信号，但它们不 能同时占用总线，任何时刻只能由其中的一块单元板占用。图中的 系统单元板A和系统单元板B只能接收CLK时钟总线上的时钟信对这条时钟总线现有的管理方法简述如下(1 )假设系统管理板首先根据配置或默认状态安排系统单元 4反1占用总线，来驱动时4中总线，系统单元板2和系统单元板3关闭总线驱动，和总线隔离，其中，系统单元板A和系统单元板B处于接收状态；(2) 由于系统维护或系统单元板1状态异常，需要安排系统 单元板2来占用时钟总线为系统提供时钟信号，系统单元板1要退 出占用总线，其中，系统管理板首先通过消息通道给系统单元板1 下命令退出占用时钟总线，系统管理板在收到系统单元板l回复确 认退出占用后，向系统单元板2下命令占用时钟总线，系统单元板 2获得命令并占用总线后向系统管理板回复状态；以及(3) 对于异常情况，如果正在占用时钟总线的系统单元板2 损坏导致时钟总线上时钟信号丢失，但是系统单元板2并没有上报 给系统(或不能及时上报)，这时系统中的单元板A和单元板B由 于接收不到时钟总线上的时钟信号，会通过消息通道向系统管理板 上报消息，系统单元板根据情况会切换另 一个单元板来向时钟总线 提供时钟信号，然而，此时由于时钟总线上时钟信号的丢失已经影 响到其他单板的正常工作。可以看出在现有的技术中，系统中的单元板(图一中指系统单 元板1、 2、 3)对时钟总线的占有状态只有两种正在驱动状态和 退出驱动状态。这两种状态的转换都是单元板执行系统的命令，如 图2所示，图2是现有技术的通信系统硬件平台中系统单元板对时 钟总线的占用状态及转换的示意图。总线管理。软件的方法是系统管理板和各个单板(或设备)间通过 消息命令和确认来安排总线的占用。而硬件是各个单板(或设备) 通过信号线向系统申请，由系统总线仲裁器决策和安排总线的占用。单纯采用软件的方法来管理时钟总线，由于命令传递需要时 间，在切换驱动时钟总线的时候总线上就会出现一段空白，如图1所示，Tl和T2之间会有一段很难克服的时钟信号空白。如果单板 在执行驱动总线的命令顺序有错误，就有可能出现总线被多重驱动 的现象，这些现象有时对设备的正常运行是不允许的。硬件的方法在板内系统的总线管理已很通用，而对于系统单元 板之间的总线的管理，由于涉及到增加连线及单元板配置槽位的灵 活性，系统设计起来复杂，不是很方便。因而，急需一种新的、合理可靠的时钟总线的管理方法来满足 系统的要求。发明内容为了解决上述问题，本发明提出了一种基于通信硬件平台的时 钟总线管理方法和装置，其+艮据时钟总线的冗余特点，结合目前软 件管理的方法，从而满足了系统的要求。本发明的一个方面提供了一种基于通信硬件平台的时钟总线 管理方法，其可以包凌舌以下步骤步骤S302，当时4中检测电路检测 到时钟总线上没有时钟信号时，处于退出驱动状态的多个系统单元 板中的第一系统单元板进入正在驱动状态而占用时钟总线，以及第 二系统单元板进入允许驱动状态；以及步骤S304,当响应于系统管 理板的命令进行系统维护或第一系统单元板的状态发生异常时，第 一系统单元寿反转为退出驱动状态，第二系统单元板转为正在驱动状 态而占用时钟总线，以及第三系统单元板转为允许驱动状态。其中，步骤S302可以包括当第一系统单元板收到允许驱动 总线命令时，时钟检测电路检测时钟总线上是否有时钟信号；如果检测到时钟总线上没有时钟信号，则第 一 系统单元板进入正在驱动状态而占用时4中总线，并且向系统管理板才艮告正在驱动状态；以及 当系统管理^^确i人第一系统单元板处于正在驱动状态时，向第二系 统单元板发出允许驱动命令而进入允许驱动状态。步骤S304可以包括当第一系统单元板收到来自系统管理板 的退出占用命令或第一系统单元板状态异常时，第一系统单元板进 入退出驱动状态；时钟检测电路检测时钟总线上是否有时钟信号； 以及如果才金测到时钟总线上没有时钟信号，则第二系统单元板进入 正在驱动状态而占用时钟总线，并且向系统管理斧反才艮告正在驱动状 态。可选地，步骤S304可以包括当第一系统单元板收到来自系 统管理板的退出占用命令或第一系统单元板状态异常时，第一系统 单元板进入退出驱动状态；时钟检测电路检测时钟总线上是否有时 钟信号；以及如果时钟检测电路检测到时钟总线上没有时钟信号， 则处于允i午驱动状态的第二系统单元板确定在什么时钟相位开始 驱动时钟总线，以进入正在驱动状态。进一步地，步骤S304还可以包括在系统管理板确认第二系 统单元板处于正在驱动状态后，向第三系统单元板发出允许驱动命 令，4吏第三系统单元板处于允许驱动状态。才艮据本发明的一个方面，时钟总线管理方法还可以包括步骤 S306,当第二系统单元板发生异常并且没有上净艮给系统管理板时， 如果时钟检测电路检测到时钟总线上没有时钟信号，则第三系统单 元板就转为正在驱动状态而占用时钟总线。根据本发明的一个方面，时钟检测电路可以位于多个系统单元 寿反上、或多个系统单元板外。本发明的另 一个方面提供了 一种基于通信硬件平台的时钟总线管理装置，其可以包括时钟检测电路，用于检测时钟总线上是 否具有时钟信号以及时钟信号的频率和相位，并且当时钟总线上没 有时钟信号时，向状态驱动单元发送检测信号；状态驱动单元，用 于当接收到所述检测信号时，使处于退出驱动状态的多个系统单元 板中的第一系统单元板进入正在驱动状态而占用时钟总线，以及使 第二系统单元板进入允许驱动状态；以及状态转换单元，用于当响 应于系统管理板的命令进4亍系统维护或第 一 系统单元寿反的状态发 生异常时，使第一系统单元板转为退出驱动状态，使第二系统单元 板转为正在驱动状态而占用时钟总线，以及使第三系统单元板转为 允许驱动状态。另外，状态转换单元还可以用于当第二系统单元板发生异常并 且没有上报给系统管理板时，如果时钟检测电路检测到时钟总线上 没有时钟信号，则使第三系统单元板转为正在驱动状态而占用时钟冲艮据本发明的另 一个方面，时钟检测电路可以位于多个系统单 元板上、或多个系统单元板外。因而，与现有时钟总线的管理4支术相比，本发明具有以下优点第一点，系统时钟的特点是在一条时钟总线上能够驱动该总线 的时钟信号(系统单元板发出的时钟信号)一般都是互为备份的， 一个单元^反的时钟信号故障，另一个单板的要及时补上，不能中断 时钟信号而影响系统业务，这在现有的总线管理技术实现起来是很 困难的，但是本发明由于增加了系统单元板对时钟总线的占有状 态，即允许驱动状态，实现起来就较为方便，对于互为热备份的驱 动时钟总线的单板在故障出现之前就把备份单元板通过系统命令置于允许驱动状态，主用单元板一旦故障，备用单元板就及时补上； 以及第二点，由于增加了时钟检测电路，特别是时钟总线上时钟信 号质量的检测，利用互为冗余的两块时钟板上的高稳晶振互相检 测，便于时钟系统的故障定位，增强系统的可靠性。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部 分地从i兌明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发 明的目的和其他优点可通过在所写的i兌明书、冲又利要求书、以及附 图中所特别指出的结构来实现和获得。附困说明附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部 分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的 限制。在附图中图1是现有技术的通信系统硬件平台中的时钟总线的示意图；图2是现有4支术的通信系统石更件平台中系统单元板对时钟总线 的占用状态及转换的示意图；图3是#^据本发明的时钟总线管理方法的流程图；图4是根据本发明实施例的通信系统硬件平台中系统单元板对 时钟总线的占用状态及转换的示意图；图5是根据本发明实施例的通信系统硬件平台中的时钟总线的 示意图；以及图6是根据本发明的时钟总线管理装置的框图。 l本实施方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此 处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本 发明。图3是4艮据本发明的时钟总线管理方法的流程图。如图3所示， 该方法包4舌以下步骤步骤S302,当时钟检测电路检测到时钟总线上没有时钟信号 时，处于退出驱动状态的多个系统单元板中的第 一 系统单元板进入 正在驱动状态而占用时钟总线，以及第二系统单元板进入允i午驱动 习犬态；以及步骤S304，当响应于系统管理板的命令进行系统维护或第一系 统单元板的状态发生异常时，第一系统单元板转为退出驱动状态， 第二系统单元板转为正在驱动状态而占用时钟总线，以及第三系统单元纟反转为允许驱动状态。其中，步骤S302包括当第一系统单元板收到允许驱动总线 命令时，时钟检测电路检测时钟总线上是否有时钟信号；如果检测 到时钟总线上没有时钟信号，则第一系统单元板进入正在驱动状态 而占用时钟总线，并且向系统管理板才艮告正在驱动状态；以及当系 统管理板确认第 一 系统单元板处于正在驱动状态时，向第二系统单 元板发出允"i午驱动命令而进入允i午驱动状态。步骤S304包括当第一系统单元板收到来自系统管理板的退 出占用命令或第一系统单元板状态异常时，笫一系统单元板进入退出驱动状态；时钟检测电路检测时钟总线上是否有时钟信号；以及 如果检测到时钟总线上没有时钟信号，则第二系统单元板进入正在 驱动状态而占用时钟总线，并且向系统管理板才艮告正在驱动状态。可选地，步骤S304包括当第一系统单元板收到来自系统管 理板的退出占用命令或第一系统单元板状态异常时，第一系统单元 板进入退出驱动状态；时钟检测电路检测时钟总线上是否有时钟信 号；以及如果时钟检测电路检测到时钟总线上没有时钟信号，则处 于允许驱动状态的第二系统单元板确定在什么时钟相位开始驱动 时钟总线，以进入正在驱动状态。进一步地，步骤S304还包括在系统管理板确认第二系统单 元板处于正在驱动状态后，向第三系统单元板发出允许驱动命令， 使第三系统单元板处于允许驱动状态。时钟总线管理方法还包括步骤S306，当第二系统单元板发生 异常并且没有上才艮给系统管理板时，如果时钟检测电路检测到时钟 总线上没有时钟信号，则第三系统单元板就转为正在驱动状态而占 用时钟总线。其中，时钟检测电路位于多个系统单元板上、或多个 系纟克单元板夕卜。图4是根据本发明实施例的通信系统硬件平台中的3个系统单 元板对时钟总线的占用状态及转换的示意图。如图4所示，系统单 元板(图2中的系统单元板l、 2、和3)对时钟总线的占有状态有 三种正在驱动状态、允许驱动状态和退出驱动状态，三种状态的 转换过程如示意图4所示。增加的允许驱动状态是指单元板已从系 统管理板获得允许驱动时钟总线的命令，还没执行的状态， 一旦执 行的条件满足，立即执行。增加这个中间状态需要用到本发明的关 键之一在和时钟总线相关的系统单元板的时钟接口电路部分增加了时钟检测电路，检测电路根据系统要求可以完成下列两种功能的一种或全部一、 检测时钟总线上时刮，信号的有无，这是检测电路的一个基 本功能，对于一些参考时钟信号切换要求不太高的系统单元板(或 设备)，可以根据需要单元板上只实现这一基本检测功能；以及二、 除了检测时钟总线上时钟信号的有无，还要检测时钟总线 上的时钟信号的质量，包括频率和相位，具有该功能的时钟检测电 路建议放在系统的时钟板上，因为该检测电路需要本地的高稳定度 的晶振。在功能二中，该电路有两个作用第一是在本板处于主用状态 (正在驱动状态)时，用于检测本板发送到时钟总线上时钟信号是 否和本地的时钟一致；以及第二是在本板处于备用状态(退出驱动 状态)时，用于检测时4中总线上的时4中(即检测主用时4中板发出的 时钟信号)的频率和相位是否和本地时钟一致，并用4艮据检测结果 来调整本地时钟的频率和相位，使备用单元板上的时钟信号和主用 单元板上的时钟信号的 一致性满足系统的要求。关于这两种时钟检测电路的实现方法很多，这里不再多述。时 钟相关的单元板增加了允许驱动状态这个中间状态，单元板依赖于 本板上的时钟检测电路检测到的时钟总线上的情况决定是否从允 许驱动状态转到驱动总线状态。以下根据两种不同的时钟检测电路 分别叙述系统单元板占用时钟总线状态的转换过程第一种时钟检测电路，只是粗略地检测时钟总线上的时钟信号 的有无，如果总线上没有时钟信号，处于允许驱动状态的单元板直 接进入正在驱动状态；以及第二种时钟检测电路，除了能检测到时钟总线上时钟信号的有无，还要检测到总线上的时钟信号在什么相位(相对于本地时钟) 丟失，如果总线上的时钟信号一旦丢失，处于允许驱动状态的单元 氺反能够决定在什么时钟相位(相对于本地时钟)开始驱动总线，进 入正在驱动状态，时钟相位的精度由系统设计的需求决定。这才羊的时4中检测方法具有以下优点第一点，系统时钟的特点是在一条时钟总线上能够驱动该总线 的时钟信号(系统单元板发出的时钟信号)一般都是互为备份的， 一个单元板的时钟信号故障，另一个单板的要及时补上，不能中断 时钟信号而影响系统业务，这在现有的总线管理技术实现起来是很 困难的，但是本发明由于增加了系统单元板对时钟总线的占有状 态，即允许驱动状态，实现起来就较为方便，对于互为热备份的驱 动时钟总线的单板在故障出现之前就把备份单元板通过系统命令 置于允许驱动状态，主用单元板一旦故障，备用单元板就及时补上； 以及第二点，由于增加了时钟检测电路，特别是时钟总线上时钟信 号质量的检测，利用互为冗余的两块时钟板上的高稳晶振互相检 测，《更于时钟系统的故障定位，增强系统的可靠性。图5是^l据本发明实施例的通信系统硬件平台中的时钟总线的 示意图，如图5所示，釆用了本发明的通信系统硬件平台中时钟总 线示意图，和图1比较，在系统单元板的时钟接口部分增加了时钟检测电路。假设系统管理板根据配置或默认状态要安排系统单元板1先占 用时钟总线来驱动时钟总线，系统单元板2为系统单元板1的备份，系统单元板3暂时不用。系统单元板A和系统单元板B处于接收状 态，对这样一条时钟总线采用本发明的管理方法叙述如下(一) 系统单元板l、 2、 3上电初始默认状态为退出驱动状态， 系统管理板先通过消息通道向系统单元板1发允许驱动总线命令， 系统单元板1获得命令后检测到时钟总线上没有信号就立即转为正 在驱动状态而占用时钟总线，并向系统管理板才艮告正在驱动状态， 系统管理板得到系统单元板1的确认后，向系统单元板发允许驱动 命令；(二) 由于系统维护或系统单元板l状态异常，需要安排系统 单元板2来占用时钟总线为系统提供时钟信号，系统单元板1要退 出占用总线，系统管理板首先通过消息通道给系统单元板1下命令 退出占用时钟总线，系统单元板1在收到退出占用命令后立即进入 退出驱动状态并上报给系统管理板，处于允许驱动状态的系统单元 板2检测到时钟总线上没有信号就立即转为正在驱动状态而占用时 钟总线，并向系统管理板报告正在驱动状态，这时系统管理板可以 向系统单元板3发允许驱动命令；以及(三) 对于异常情况，如果正在占用时钟总线的系统单元板2 损坏导致时钟总线上时钟信号丢失，但是系统单元板2并没有上报 给系统(或不能及时上报)，处于允许驱动状态的系统单元板3检 测到时钟总线上没有信号就立即转为正在驱动状态而占用时钟总 线，并向系统管理4反才艮告正在驱动状态。上述的时钟总线的管理方法更符合系统时钟信号要求的特点， 才艮据单元板上选用的时钟检测电路的不同，也就决定了该总线对时 钟信号的切换要求不同。如果选用的是具有第 一种功能的时钟检测 电路，由于只能检测总线上的时钟信号的有无，所以时钟信号在总 线上切换时，只能保证切换及时有效，系统对切换后时钟信号的连续性也是不做要求的。如果系统对切换后时钟信号的连续性有要求 就要选第二种功能的时钟检测电路。如果选用的是具有第二种功能的时钟检测电路，该电路除了能 检测到时钟总线上时钟信号的有无，还能检测到总线上的时钟信号在什么相位(相对于本地时钟)丢失，如图5所示在Tl时刻点检 测到总线上的时钟信号丢失，并在T2时刻点驱动总线。(T2-T3) 的相位冲牛动及切换后的时钟信号相位的偏移(T2-T1)都要符合系 统的设计要求。图5中的虚线指如果时钟信号不切换时的时钟总线 上的时钟信号的相位。图6是4艮据本发明的时钟总线管理装置600的框图，如图6所 示，该装置包括时钟检测电路602，用于检测时钟总线上是否具 有时钟信号以及时钟信号的频率和相位，并且当时钟总线上没有时 钟信号时，向状态驱动单元发送检测信号；状态驱动单元604，用 于当时钟检测电路602检测到时钟总线上没有时钟信号时，使处于 退出驱动状态的多个系统单元板中的第 一 系统单元板进入正在驱 动状态而占用时钟总线，以及4吏第二系统单元板进入允许驱动状 态；以及状态转换单元606,用于当响应于系统管理板的命令进4亍 系统维护或第一系统单元板的状态发生异常时，4吏第一系统单元板 转为退出驱动状态，使第二系统单元板转为正在驱动状态而占用时 钟总线，以及使第三系统单元板转为允许驱动状态。另夕卜，状态转换单元604还可以用于当第二系统单元板发生异 常并且没有上报给系统管理板时，如果时钟检测电路602检测到时 钟总线上没有时钟信号，则使第三系统单元板转为正在驱动状态而 占用时钟总线。其中，时钟检测电路602可以位于多个系统单元板上、或多个系统单元才反外。综上所述，在目前的智能硬件平台系统中采用本发明管理时钟 总线满足了系统的需求。以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对 于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本 发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本发明的4呆护范围之内。
权利要求
1. 一种基于通信硬件平台的时钟总线管理方法，其特征在于，包括以下步骤步骤S302，当时钟检测电路检测到时钟总线上没有时钟信号时，处于退出驱动状态的多个系统单元板中的第一系统单元板进入正在驱动状态而占用所述时钟总线，以及第二系统单元板进入允许驱动状态；以及步骤S304，当响应于系统管理板的命令进行系统维护或所述第一系统单元板的状态发生异常时，所述第一系统单元板转为所述退出驱动状态，所述第二系统单元板转为所述正在驱动状态而占用所述时钟总线，以及第三系统单元板转为所述允许驱动状态。
2. 才艮椐权利要求1所述的时钟总线管理方法，其特征在于，所述 步骤S302包括当所述第一系统单元板收到允许驱动总线命令时，所述 时钟检测电路检测所述时钟总线上是否有所述时钟信号；如果检测到所述时钟总线上没有所述时钟信号，则所述 第 一 系统单元板进入所述正在驱动状态而占用所述时钟总线， 并且向所述系统管理板报告所述正在驱动状态；以及当所述系统管理板确i人所述第 一 系统单元板处于所述正 在驱动状态时，向所述第二系统单元板发出所述允许驱动命令 而进入所述允"i午驱动状态。
3. 相一居4又利要求1所述的时^t总线管理方法，其特征在于，所迷 步骤S304包括当所述第 一 系统单元板收到来自所述系统管理板的退出 占用命令或所述第一系统单元板状态异常时，所述第一系统单 元板进入所述退出马区动状态；所述时钟检测电路检测所述时钟总线上是否有所述时钟 信号；以及如果检测到所述时钟总线上没有所述时钟信号，则所述 第二系统单元板进入所述正在驱动状态而占用所述时钟总线， 并且向所述系统管理板净艮告所述正在驱动状态。
4. 根据权利要求1所述的时钟总线管理方法，其特征在于，所述 步骤S304包4舌当所述第 一 系统单元板收到来自所述系统管理板的退出 占用命令或所述第 一 系统单元板状态异常时，所述第 一系统单 元4反进入所述退出驱动状态；所述时钟检测电路检测所述时钟总线上是否有所述时钟 信号；以及如果所迷时钟检测电路检测到所述时钟总线上没有所述 时钟信号，则处于所述允许驱动状态的所述第二系统单元板确 定在什么时钟相位开始驱动所述时钟总线，以进入所述正在驱 动状态。
5. 根据权利要求3或4所述的时钟总线管理方法，其特征在于， 所述步骤S304还包括在所述系统管理板确i人所述第二系统单元板处于所述正 在驱动状态后，向所述第三系统单元板发出所述允许驱动命 令，使所述第三系统单元板处于允许驱动状态。
6. 根据权利要求1所述的时钟总线管理方法，其特征在于，还包 括步骤S306,当所述第二系统单元板发生异常并且没有上 报给所述系统管理板时，如果所述时钟检测电路检测到所述时 钟总线上没有所述时钟信号，则所述第三系统单元板就转为所 述正在驱动状态而占用所述时钟总线。
7. 4艮据4又利要求1所述的时钟总线管理方法，其特征在于，所述 时钟检测电路位于所述多个系统单元板上、或所述多个系统单 元板外。
8. —种基于通信硬件平台的时钟总线管理装置，其特征在于，包 括时钟检测电路，用于检测时钟总线上是否具有时钟信号 以及所述时钟信号的频率和相位，并且当所述时钟总线上没有 所述时钟信号时，向状态驱动单元发送检测信号；所述状态驱动单元，用于当接收到所述检测信号时，使 处于退出驱动状态的多个系统单元板中的第 一 系统单元板进 入正在驱动状态而占用所述时钟总线，以及使第二系统单元板 进入允i午驱动状态；以及状态转换单元，用于当响应于系统管理板的命令进行系 统维护或所述第一系统单元板的状态发生异常时，使所述第一 系统单元板转为所述退出驱动状态，4吏所述第二系统单元板转 为所述正在驱动状态而占用所述时钟总线，以及^f吏第三系统单 元板转为所述允许驱动状态。
9. 才艮据4又利要求8所述的时钟总线管理装置，其特征在于，所述 状态转换单元还用于当所述第二系统单元板发生异常并且没 有上才艮给所述系统管理板时，如果所述时钟检测电路检测到所 述时钟总线上没有所述时钟信号，则使所述第三系统单元板转 为所述正在驱动状态而占用所述时钟总线。
10. 根据权利要求8或9所述的时钟总线管理装置，其特征在于， 所述时钟检测电路位于所述多个系统单元板上、或所述多个系 统单元板夕卜。
全文摘要
本发明提供了一种基于通信硬件平台的时钟总线管理方法和装置，其中，该方法包括以下步骤步骤S302，当时钟检测电路检测到时钟总线上没有时钟信号时，处于退出驱动状态的多个系统单元板中的第一系统单元板进入正在驱动状态而占用时钟总线，以及第二系统单元板进入允许驱动状态；以及步骤S304，当响应于系统管理板的命令进行系统维护或第一系统单元板的状态发生异常时，第一系统单元板转为退出驱动状态，第二系统单元板转为正在驱动状态而占用时钟总线，以及第三系统单元板转为允许驱动状态。因而，通过本发明，能够满足系统的需求。
文档编号G06F1/10GK101271442SQ20071008679
公开日2008年9月24日 申请日期2007年3月20日 优先权日2007年3月20日
发明者邵贵阳 申请人:中兴通讯股份有限公司