Um-bus总线通道故障检测控制器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种总线通道故障检测控制器，特别地，涉及UM-BUS总线通道故 障检测控制器。
【背景技术】
[0002] 动态可重构高速串行总线（UM-BUS总线）是一种能够将高速通信与冗余容错有 机统一，具有远程扩展能力的高速串行总线。它基于M-LVDS(Multipoint Low Voltage Differential Signaling，多点低电压差分信号）信号传输方式，采用总线型拓扑结构；通 过多通道并发方式可提供高达6. 4Gbps的通信速率；通过多通道的动态重构能对多个总线 与节点故障进行容错；具有远程存储访问能力，可以为嵌入式系统的远程扩展提供强有力 的支持；具有链路状态自检功能，能够对总线通道健康状态进行在线实时动态监测。
[0003] 动态重构是UM-BUS实现并发传输与动态容错的关键技术，它通过在总线各节点 中建立和维护一个通道健康状态表，据此将通信数据动态分配到正确通道上进行传输，从 而对通道故障进行屏蔽与容错。
[0004] CN102622323B公开了一种动态可重构串行总线中基于开关矩阵的数据传输管理 方法，其利用通道故障状态表，通过开关矩阵数据传输管理阵列动态管理缓冲区与不定数 目通道的数据传输，使数据均衡地分配到有效通道上，实现了故障状态下数据的动态重构。
[0005] 动态可重构串行总线的核心基础是对总线通道故障、节点故障进行实时的在线检 测，实时更新通信节点的通道健康状态表，保证UM-BUS总线在通道故障状态下的正常通 信。现有技术中的总线通道故障检测控制器在速度、带宽占用等方面不能满足此要求。
【发明内容】
[0006] 本实用新型在于提供一种UM-BUS总线通道故障检测控制器，该控制器能够实现 对总线通道故障、节点故障的实时在线检测。
[0007] 本实用新型为实现上述目的所采取的技术方案为：一种UM-BUS总线通道故障检 测控制器，其特征在于：包括通道健康状态表、检测控制状态机和通道检测通信控制器，其 中所述通道健康状态表是按照UM-BUS总线通道的通信主、从节点连通情况建立的二维表 格；所述检测控制状态机能够根据上层的检测命令或者来自通道主节点的检测命令包，启 动通道检测过程，实现不同检测状态的定时，控制所述通道检测通信控制器进行通道检测 数据包的收发，完成对通道健康状态表的更新；所述通道检测通信控制器设置于每个总线 通道上，能够在所述检测控制状态机的控制下，完成通道检测包的组帧与解析，通过通道 MC在总线通道上进行检测数据包的接收和发送，对通道故障进行判断。
[0008] 根据本实用新型的UM-BUS总线通道故障检测控制器采用分层式控制结构，能够 实现对UM-BUS总线通道故障的在线实时检测与动态标记。
【附图说明】
[0009] 图1是UM-BUS总线拓扑结构图；
[0010] 图2是UM-BUS总线协议模型与数据流图；
[0011] 图3是UM-BUS总线通道检测数据包格式；
[0012] 图4是UM-BUS总线故障检测方法示意图；
[0013] 图5是UM-BUS总线故障检测器结构模型。
【具体实施方式】
[0014] UM-BUS总线采用基于M-LVDS技术的多通道并发冗余的总线拓扑结构，支持最多 30个通信节点直接互连，不需要通常高速总线组网时所需的路由器或转接器；使用2~32 个通道并发传输提高总线通信速率，最高通信速率可达6. 4Gbps ;通过多通道的动态冗余 与故障重构，可实现对最多31个通道故障的动态容错；采用主从命令应答式的远程存储访 问协议，为系统提供了灵活的远程非智能扩展能力。UM-BUS总线的拓扑结构如图1所示。
[0015] 如图2所示，UM-BUS通信协议分为处理层、数据链路层、物理层三个层次。数据链 路层又分为数据缓冲子层、传输子层和MC子层。
[0016] 处理层是UM-BUS通信协议模型的最上层，完成总线通信的管理工作并将部分信 息反馈给外接设备或上层应用。
[0017] 数据链路层完成通道故障管理与数据动态分配功能，是UM-BUS总线协议的核心 部分。其中数据缓冲子层提供了一个260x32位数据缓冲存储器，用来在通信过程中对通信 数据进行存储；MAC子层完成通道管理、故障检测、通道健康状态表维护、通道数据组帧与 解帧等功能；传输子层实现通信数据的分组传输，根据通道健康状态表，实现数据在健康通 道的均衡分配。
[0018] UM-BUS总线使用双绞线传输，采用8b/10b编码方式，物理层完成数据编解码、差 错校验、字符同步、时钟同步等功能。
[0019] 数据通信时，发送端通过处理层构建通信数据包，暂存到数据缓冲层。然后由传输 子层根据来自MC子层的通道健康状态信息表对待发数据进行动态重构，将数据包动态均 衡的分配到所有的可用通道上。物理层对分组数据包进行收发的包装，经过8b/10b编解码 转换成比特流传送。
[0020] 在接收端，物理层对比特流进行时钟同步，8b/10b解码，通道数据解包。然后由 传输子层根据来自MAC子层的通道健康状态信息表对数据进行动态组织，存储到数据缓冲 层，由处理层交付应用层使用。
[0021] 无论数据发送还是接收，UM-BUS总线通信双方都需要在其MAC子层，对总线通道 的健康状态进行检测，并建立一个相互协调一致的通道健康状态表。同时，为保证通信的正 确性与实时性，通道健康状态检测过程必须是可靠完备的，且不能耗费太太多的总线带宽。
[0022] 根据对总线拓扑结构与物理链路的分析，UM-BUS总线的通信通道故障可分为通道 线路故障、节点电路故障两大类。通道线路故障通常会导致所有通信节点都不能在故障通 道上正常通信；而节点电路故障往往只有影响本节点的正常通信；但是，不论哪种故障都 会导致通信双方在故障涉及的通道上不能正确交互通信数据。
[0023] 为简化UM-BUS总线的故障检测过程，节约通信带宽，且能够使得故障无关的通信 节点的通信不受故障影响，保持较高的通信速率。UM-BUS总线的健康状态表按通信双方节 点建立一个二维表格。以节点1为例，UM-BUS总线节点中的通道健康状态表如表1所示。
[0024] 表1节点1的通道健康状态表
[0025]
【主权项】
1. 一种UM-BUS总线通道故障检测控制器，其特征在于：包括通道健康状态表、检测控 制状态机和通道检测通信控制器，其中所述通道健康状态表是按照UM-BUS总线通道的通 信主、从节点连通情况建立的二维表格；所述检测控制状态机能够根据上层的检测命令或 者来自通道主节点的检测命令包，启动通道检测过程，实现不同检测状态的定时，控制所述 通道检测通信控制器进行通道检测数据包的收发，完成对通道健康状态表的更新；所述通 道检测通信控制器设置于每个总线通道上，能够在所述检测控制状态机的控制下，完成通 道检测包的组帧与解析，通过通道MAC在总线通道上进行检测数据包的接收和发送，对通 道故障进行判断。
【专利摘要】一种UM-BUS总线通道故障检测控制器，所述通道故障检测控制器包括通道健康状态表、检测控制状态机和通道检测通信控制器，采用分层式控制模型，能够实现对UM-BUS总线通道故障的在线实时检测与动态标记。
【IPC分类】G06F13-38, G06F11-30
【公开号】CN204463106
【申请号】CN201520198121
【发明人】张家祺
【申请人】张家祺
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月3日