专利名称：一种实现对单板进行备份的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对大量工作单板进行备份的方法及装置，尤其涉及适用于主控、受控方式应用系统的N+1备份技术。
背景技术：
在中国知识产权局公开的专利号为99235903.1的文档中，阐述了一种用于程控交换机用户电路的备份结构。该结构需要N块用户板和一块用户备份单板，每块用户板都与备份单板相连，当一块用户板损坏时由用户备份单板切换到损坏用户板的位置工作，这样便替代了损坏的用户板。
在上述技术中，为实现对用户板备份的目的要生产另一种专门的备份单板，增加了单板的种类，另外在每块用户板的出线比较多的情况下，由于每块用户板都要把出线引到备份单板上，这样导致备份单板的背板信号非常多，对备份单板的面积和连接器的要求都比较高，该备份结构尤其不适合在多用户板的系统中使用。
发明内容
本发明目的在于提供一种实现对单板进行备份的方法及装置，以简化系统结构并实现快速的备份切换。
本发明是这样实现的一种实现对单板进行备份的装置，其特征在于该装置由控制板、N+1块受控板和背板构成；所述背板提供控制板与N+1块受控板之间端口和控制信号的连接；所述控制板、N+1块受控板均插于背板的槽位中，所述N+1块受控板的槽位相邻；所述N+1块受控板设有主用端口和备用端口，进入N+1块受控板的端口信号，在送到某一块受控板的主用端口的同时送到其相邻受控板的备用端口；控制板与N+1块受控板之间通过共享的控制总线，实现控制板对受控板的控制。
所述N+1块受控板为型号相同的单板。
所述N+1块受控板中任一受控板是其相邻受控板的备份单板。
所述控制板通过控制总线，实现对受控板的关闭和打开；对受控板主、备用端口的选择；逻辑板地址的写入。
一种实现对单板进行备份的方法，至少包括以下步骤将受控板设置为其相邻受控板的备份单板；将该受控板备用端口与其相邻的受控板的主用端口相连；通过控制板的控制总线实现对受控板的关闭和打开，受控板主备端口选择，逻辑板地址的写入。
所述对受控板的备份是通过倒换背板的控制信号，修改受控板的逻辑地址来实现的。
该方法进一步包括如下倒换控制板通过控制总线关闭发生故障的第M号受控板的使能线，包括该受控板主备用端口和总线接口；控制板再通过控制总线将第N+1号受控板的逻辑板号设置成与其相邻的第N号受控板的逻辑板号，同时将该相邻的第N号受控板设置成空板状态，即作为备份单板，完成一次倒换；然后再对第N号受控板与第N-1号受控板重复上述倒换，直至备份单板与第M号发生故障的受控板相邻，再经一次倒换，实现备份。
所述一次倒换先关闭与受控板相邻受控板的使能信号，使该板成为备份单板；通过控制总线的板选信号选中靠近控制板的受控板，将写信号拉低，送出与靠近控制板的受控板相邻但离控制板较远受控板的逻辑板号，同时根据控制板上数据库信息送出主备端口选择信号，打开靠近控制板受控板的备用端口，再打开使能信号，实现作为备份单板的靠近控制板的受控板和与靠近控制板受控板相邻但离控制板较远受控板之间的功能倒换。
所述控制板可以通过辅助的通讯总线查询受控板的当前状态，用于加快倒换时间。
本发明效果在于解决了现有技术中备份结构复杂的问题，不单独设置备份单板，而是通过受控板的依次倒换来实现。通过采用N+1倒换结构可以减少受控板的种类，降低接口芯片的成本和背板的布线密度，实现了多块受控板的低成本备份。N+1倒换可以由硬件配合软件完成，控制灵活，切换速度快。根据实际应用，还可以将整个系统划分为多个N+1备份结构，同时提高切换速度和系统冗余度。
图1是N+1倒换结构示意图。
图2是N+1倒换控制总线时序图。
具体实施例方式
下面结合附图对该装置和实现方法进行详细描述。
如图1所示本发明由控制板、N+1块受控板和一块背板构成，控制板、受控板插于背板的槽位上，且所有受控板插于相邻的槽位。任一受控板是其相邻受控板的备份单板，如受控板4是受控板3的备份单板，受控板3是受控板2的备份单板。每块受控板上有一套主用端口和一套备用端口，备用端口与其相邻受控板的主用端口相连。外部进入受控板的信号在送到一块受控板的主用端口的同时送到相邻受控板的备用端口。控制板与受控板间有一套共享的控制总线，控制板是总线的控制者，通过该总线实现受控板的关闭和打开，受控板主备端口的选择，逻辑板地址的写入等功能。
受控板的N+1备份倒换通过背板的倒换控制线完成，由控制板发起和控制，通过修改受控板上的逻辑地址来实现。
控制总线接口组成如下(以8+1结构为例，即控制板一侧有9块受控板)
其中WE、LN和CMAS几乎同时送出，CS信号的送出要稍早一些，该总线的时序类似于CPU的写时序，CS信号线相当于地址线，WE信号相当于写信号，LN和CMAS相当于数据信号。总线的时序如图2所示。
当受控板发生故障时，控制板利用信号线STEN将出现故障的受控板关闭，然后开始N+1倒换，N+1倒换通过倒换控制总线来完成。
对照图1，假如1号板出现故障，控制板首先通过1号受控板的使能线STEN1关掉1号板(包括主备用端口和总线接口)，然后通过控制总线将9号板的逻辑板号设置成8号板的逻辑板号，同时将8号板设置成空板状态。具体过程是先关闭8号板的STEN信号，此时8号板成为备份单板，然后用CS信号选中9号板，将WE信号拉低，送出8号板的逻辑板号(LN)，同时根据控制板上数据库信息送出主备端口选择信号(CMAS)，打开9号受控板的备用端口。经过上述的动作之后9号板通过备用端口工作于8号板的状态，这时打开9号板的STEN，受控板9开始工作，这样就完成了9号板与8号板的功能对换。重复上述动作，将7号板与8号板功能对调，6号板与7号板功能对调，...，最终2号板工作于1号板的位置，这样就完成了N+1的倒换。因本发明将靠近控制板的受控板设置为与其相邻但离控制板较远受控板的备份单板，如该受控板发生故障，则直接进行倒换，实现备份，即这时的N为零。
为了加快倒换的时间，在整个倒换过程中并没有对每次倒换的过程进行确认，倒换过程结束之后，控制板可以通过辅助的通讯总线查询受控板的当前状态。
权利要求
1一种实现对单板进行备份的装置，其特征在于该装置由控制板、N+1块受控板和背板构成；所述背板提供控制板与N+1块受控板之间端口和控制信号的连接；所述控制板、N+1块受控板均插于背板的槽位中，所述N+1块受控板的槽位相邻；所述N+1块受控板设有主用端口和备用端口，进入N+1块受控板的端口信号，在送到某一块受控板的主用端口的同时送到相邻受控板的备用端口；控制板与N+1块受控板之间通过共享的控制总线，实现控制板对受控板的控制。
2如权利要求1所述实现对单板进行备份的装置，其特征在于所述N+1块受控板为相同型号的单板。
3如权利要求1或2所述实现对单板进行备份的装置，其特征在于所述N+1块受控板中任一块受控板是其相邻受控板的备份单板。
4如权利要求1或2所述实现对单板进行备份的装置，其特征在于所述控制板通过控制总线，实现对受控板的关闭和打开；对受控板主、备用端口的选择；逻辑板地址的写入。
5一种实现对单板进行备份的方法，至少包括以下步骤将受控板设置为其相邻受控板的备份单板；将该受控板备用端口与其相邻受控板的主用端口相连；通过控制板的控制总线实现对受控板的关闭和打开，受控板主备端口选择，逻辑板地址的写入。
6如权利要求5所述实现对单板进行备份的方法，其特征在于所述对受控板的备份是通过倒换背板的控制信号，修改受控板的逻辑地址来实现的。
7如权利要求5所述实现对单板进行备份的方法，进一步包括如下倒换控制板通过控制总线关闭发生故障的第M号受控板的使能线，包括该受控板主备用端口和总线接口；控制板再通过控制总线将第N+1号受控板的逻辑板号设置成与其相邻的第N号受控板的逻辑板号，同时将该相邻的第N号受控板设置成空板状态，即作为备份单板，完成一次倒换；然后再对第N号受控板与第N-1号受控板重复上述倒换，直至备份单板与第M号发生故障的受控板相邻，再经一次倒换，实现备份。
8如权利要求7所述实现对单板进行备份的方法，其特征在于所述一次倒换先关闭与靠近控制板的受控板相邻但离控制板较远受控板的使能信号，使该板成为备份单板；通过控制总线的板选信号选中靠近控制板的受控板，将写信号拉低，送出与靠近控制板的受控板相邻但离控制板较远受控板的逻辑板号，同时根据控制板上数据库信息送出主备端口选择信号，打开靠近控制板受控板的备用端口，再打开使能信号，实现作为备份单板的靠近控制板的受控板和与靠近控制板受控板相邻但离控制板较远受控板之间的功能倒换。
9如权利要求5所述实现对单板进行备份的方法，其特征在于所述控制板可以通过辅助的通讯总线查询受控板的当前状态，用于加快倒换时间。
全文摘要
本发明涉及一种用于对大量工作单板的进行备份的装置及方法，尤其涉及适用于主控、受控方式应用系统的N+1备份技术。本发明由控制板、N+1块受控板和背板构成。受控板的N+1备份倒换通过背板的倒换控制线完成，由控制板发起和控制，通过修改受控板上的逻辑地址来实现。解决了现有技术中备份结构复杂的问题，通过采用N+1倒换结构可以减少受控板的种类，降低接口芯片的成本和背板的布线密度，实现了多块受控板的低成本备份。
文档编号H04Q3/545GK1512676SQ0216039
公开日2004年7月14日 申请日期2002年12月30日 优先权日2002年12月30日
发明者段晓伟 申请人:深圳市中兴通讯股份有限公司