专利名称：交换机系统中板卡的升级方法
技术领域：
本发明涉及一种交换机系统中板卡的升级方法，属于通讯和信息技术产品升级更新方法的技术领域，具体说属于通讯和信息技术产品中主要涉及交换机系统板卡升级更新方法的技术领域。
背景技术：
在现代通讯技术的飞速发展中，交换机容量迅猛增长。在交换系统中必不可少的业务板卡数量也随之增长，由此带来的一个问题就是各种业务板卡的软件版本维护的维护量较之前大大增加。而通常情况下，一般的用户板卡升级都会采取串口升级的方式，即需要工程人员到现场进行操作；或者是增加一条利用IP协议进行升级的网络通道。由于终端的使用人员通常都不具备相关的计算机知识，因此一般需要维护人员到现场进行升级。由于终端的分布范围广、距离远，一直采用的常规升级方法，即现场升级往往会使得人工成本增大、并且效率低下。技术人员一直以来试图寻找一种更经济实惠的方法来取代传统的现场升级方法，首选的方法是如果能够在网管侧完成远端板卡的升级，即远程完成交换机设备中业务板卡的升级无疑将大大降低工程技术人员的工作量，同时会有效的提高工作效率， 节省人工成本。
发明内容
本发明提供了一种交换机系统中板卡的升级方法，以实现远程完成交换机设备中业务板卡的升级的目的。为达到所述的目的本发明的技术方案和方法是一种交换机系统，包括网管、服务器、VOIP网关及至少一块各类业务板卡，该业务板卡与VOIP网关之间采用ST-BUS串行通信总线物理连接并通过HDLC高级数据链路控制规程协议进行通讯；所述的网管、服务器与VOIP网关之间通过IP连接进行通信。一种基于如上所述的交换机系统中板卡的升级方法，包括如下步骤(100)、网管选择需要升级的业务板卡，然后将包括升级包和待升级的业务板卡号及升级指令的数据通过IP发送至VOIP网关；(110) ,VOIP网关根据网管发来的数据通过主控板卡确定业务板卡，然后以指令的方式通知待升级业务板卡复位；(130)、业务板卡接收到复位指令后，关闭看门狗，板卡复位；开始运行Boot程序；(140)、首先通过应用层协议来保证和VOIP网关之间的HDLC链路连接，即建立 HDLC链路，采取的方式是业务板卡主动向VOIP网关发送建链信息，VOIP网关在收到建链信息后回送给业务板卡一个响应信息，则标识建链成功；如果建链不成功或链路不正常则进入步骤120，输出错误信息，然后再进入步骤110，业务板卡重新复位，重新开始升级过程；(150)、业务板卡判断是否收到VOIP网关的升级指令，如果收到的不是升级指令而是正常运行指示，则业务板卡跳转到步骤230，执行正常的应用程序；
(160)、启动一个超时定时器，判断在指定的时间是否收到升级包，若在定时器设定的超时时间内没有收到升级包则业务板卡进入步骤250和步骤120，向主控板卡发送升级失败指示，然后进入步骤130 ；(170)、业务板卡接收从VOIP网关发来的升级包，发送准备就绪响应；VOIP网关收到业务板卡的就绪确认信息后开始按帧序号采取每次一帧的方式一帧一帧的向业务板卡发送升级程序包；(180)、业务板卡收到升级包后，按顺序检查帧序号是否正确；若检查帧序号顺序有误，进入步骤250发送升级失败指示后输出错误信息步骤120，然后再进入步骤110，重新开始升级过程；VOIP网关将重新从第一帧开始发送升级包至业务板卡；(190)、帧序号顺序正确，业务板卡将接收到的代码写入应用程序区；(200)、业务板卡向VOIP网关回送一个帧确认信息；010)、业务板卡检查收到的数据包是否是最后一包，如果不是最后一包，则会进入步骤170，VOIP网关继续向用户业务板卡发送下一帧序号的数据包；(220)、如果是最后一包，则业务板卡向VOIP网关发送升级成功指示；(230)、跳转到应用程序区，执行软件代码或升级后的软件代码。该升级指令的格式为由四个字节构成，其中前三个字节为普通的协议字节，最后一个字节则称之为工作方式描述字节，该字节通过不同的值来标识不同的行为；当该字节值为1时，表示工作方式设定为升级，即前述的升级指令；当该值为2时则为正常运行工作方式，业务板卡收到后进入正常的应用程序。该VOIP网关发送给业务板卡的升级包拆分成结合应用程序与驱动程序的要求进行安排的N帧的帧长传送，每帧帧长小于4096字节。该每帧为1 字节，N帧满足计算公式N =升级包总大小/1 字节。该帧序号从1开始按顺序编号。该业务板卡每收到一帧后都会给VOIP网关回送响应；该响应由三个字节构成，其中前两个字节为一般协议字节，最后一个字节则通过置0标识升级成功，置1标识升级失败。采用本发明的技术方案和方法由于利用了原有的硬件设备，不需要作任何改动， 降低了硬件设计难度；同时也达到并实现避免工程人员到现场进行升级维护的效果。
图1为本发明业务板卡升级过程的流程图；图2为本发明交换机系统结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的技术方案、优点更加清晰、将结合附图对本发明进行更详尽地说明。如图2所示，本发明涉及的交换机系统中主要包括如下几个部份网管、服务器、 VOIP网关、各类业务板卡(VoIP是Voice over Internet Protocol的缩写，指的是将模拟的声音讯号经过压缩与封包之后，以数据封包的形式在IP网络的环境进行语音讯号的传输，通俗来说也就是互联网电话、网络电话或者简称IP电话的意思)。业务板卡与VOIP网关之间的通讯方式采用的是HDLC协议(HDLC-High Level Data Link Control，高级数据链路控制规程，是一种面向比特的同步协议)，物理连接方式是ST-BUS (Serial Telecom BUS, 串行通信总线)。HDLC协议是一种面向比特的链路控制协议，具有透明传输、传输效率高、 灵活性大，且传输数据包帧长不定，可以由用户指定。VOIP网管与网关之间通过IP进行通信(IP是英文hternet Protocol (网络之间互连的协议)的缩写，中文简称为“网协”，也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则，规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。IP地址具有唯一性，根据用户性质的不同，可以分为5类。)在设计中，HDLC链路被用来作为网关与业务板之间的信令通道，即把业务板卡与网关之间的信令数据通过HDLC链路来进行传输。板卡升级的协议主要包含如下所述几种类型1.文件传输类型2.文件传输应答3.升级状态报告文件传输类型协议是VOIP网关向业务板卡发送升级包的协议，格式如下
帧编号协议属性数据长度固件包内容帧编号即用来进行帧序号校验的，协议属性是标识了该协议是用来进行升级用的。文件传输采用的是ACK机制，每传输一个帧给业务板卡，VOIP网关都需要检查ACK应答帧，即文件传输应答帧，格式如下所示
帧编号协议属性 ACK标识当ACK标识=0时表示升级成功；当ACK标识=1时表示升级失败。升级状态报告帧结构如下所示
帧编号协议属性固件升级控制升级状态标识升级状态报告帧主要用于向VOIP网关报告当前的业务板卡升级状态，当升级状态标识=0时，表示业务板卡最后升级成功；当升级状态标识=1时，表示业务板卡最后升级失败。另外还有一条业务板卡工作方式设定协议，该协议主要用来设定板卡是进行升级还是工作在正常应用状态。当业务板卡复位后，VOIP网关需要向业务板卡发送该条信息， 以通知业务板卡是工作在升级状态还是正常运行状态。协议格式如下所示
帧编号协议属性板卡工作方式方式 当方式字节=1时，表示工作在升级状态；当方式字节=2时，表示工作在正常运
6行状态。业务板卡上使用的是单片机系统，该单片机的程序存储区分为2个部份，一部份为启动程序区，装载的是Boot程序，Boot程序一般是固定的，不需要进行升级；一部分是应用程序区，装载的是正常运行是需要执行的代码，这些代码即为我们要升级的对象。每次升级时，必须先运行Boot程序，Boot程序会检查VOIP网关是否向业务板卡发送了升级指令， 若有，则会进入等待升级状态，等待VOIP网关将代码传送至本业务板，然后将下载的代码写入应用程序区，跳转到应用程序区执行更新后的代码；若没有收到升级指令，则直接跳转到应用程序区，执行应用程序区中原有的代码。VOIP网关在与业务板数据链路建立成功后向业务板发送板卡工作方式设定命令，该命令通常由四个字节构成，其中前三个字节为普通的协议字节，最后一个字节则称之为工作方式描述字节，该字节通过不同的值来标识不同的行为。例如当该字节值为1时，表示工作方式设定为升级，即前述的升级指令；该值为 2时则为正常运行工作方式，业务板卡收到后进入正常的应用程序。网管通过IP协议将升级程序发送到VOIP网关，而VOIP网关将升级程序发送到业务板卡；当维护人员需要升级业务板卡时，会远程将新的软件包通过网管发送到VOIP网关上。VOIP网关收到升级包后向业务板卡发送复位指令。业务板卡收到VOIP网关的升级指令立即复位，进入Boot程序。业务板卡在Boot程序中会首先通过HDLC协议和VOIP网关进行通讯。此时，HDLC 链路是作为升级链路而不是正常的信令链路。VOIP网关会检测自身是否有升级业务板卡的需求，如果有需求，就会继续向业务板发送升级的指令，业务板卡收到升级指令后会响应 VOIP网关已进入等待升级的状态，准备接收来自于VOIP网关的升级包。VOIP网关发送给业务板的升级包会拆分成N帧，每帧占一定字节大小。帧长可结合应用程序与驱动程序的要求进行安排，本发明中所使用的HDLC控制器要求帧长小于 4096字节即可。例如，当每帧定为USByte时，则计算公式为N =升级包总大小/USByte。 一般情况下，每帧的长度应该一致，仅最后一帧的长度是由整个数据包的实际长度所决定。 每帧从1开始按顺序编号，方便业务板在接收到升级包时进行帧序号校验，如发现当前收到的帧序号不对时进行纠错。VOIP网关收到业务板卡的等待升级确认信息后会按帧序号采取每次一帧的方式将升级包发送到业务板上，业务板每收到一帧后都会给VOIP网关回送响应。这个响应是必须的，因为不如此，则VOIP网关无法判断发送给业务板的的数据业务板是否正确收到，若出现错误则VOIP网关无法进行下一步工作。在本发明中，该响应由三个字节构成，其中前两个字节为一般协议字节，最后一个字节则通过置0或置1标识成功或失败。在升级过程中，如遇到异常问题，即链路硬件故障或断电引起断链时，VOIP网关会无法收到来自于业务板的响应，于是会主动向网管报告升级错误，由网管按照前述流程重新进行升级。在本发明中，待升级的业务板卡有可能是多块，而VOIP网关只有一块。VOIP网关与每块业务板卡之间都有独立的ST-BUS总线相连接。业务板卡是一个单片机系统，由CPU 最小系统、HDLC控制器以及其它控制芯片组成。单片机最小系统的程序存储器中分为两个部分，一部分是Boot区；一部分是应用程序区。Boot区放置的Boot程序一般是固定的、不需要升级的Boot程序，该程序的主要用途即为从VOIP网关上下载应用程序并将程序写入应用程序区；应用程序区放置的是应用程序，也即我们的业务板卡在正常运行时运行的程序，是需要升级的对象。在本发明中，业务板上的Boot程序是每次升级板卡时必须先运行的。只要对板卡进行了复位(包括硬件复位和软件复位)，则无论业务板当前是运行何种程序(Boot程序或应用程序)都会重新开始运行Boot程序。业务板的升级流程主要是在 Boot程序中完成的。详细升级过程如图1所述步骤如下(100)、网管选择需要升级的业务板卡，然后将包括升级包和待升级的业务板卡号及升级指令的数据通过IP发送至VOIP网关；(110) ,VOIP网关根据网管发来的数据通过主控板卡确定业务板卡，然后以指令的方式通知待升级业务板卡复位；VOIP网关需判明应升级哪一个业务板卡，然后以指令的方式通知待升级业务板卡复位。该指令是业务协议中的一条，其中的一个字节标识了这是一条复位指令。业务板卡收到该指令后，于是板卡复位。(130)、业务板卡接收到复位指令后，关闭看门狗(进入死循环，看门狗溢出)，板卡复位；开始运行Boot程序；(140)、首先通过应用层协议来保证和VOIP网关之间的HDLC链路连接，即建立 HDLC链路，采取的方式是业务板卡主动向VOIP网关发送建链信息，VOIP网关在收到建链信息后回送给业务板卡一个响应信息，则标识建链成功；如果建链不成功或链路不正常则进入步骤120，输出错误信息，然后再进入步骤110，业务板卡重新复位，重新开始升级过程；本发明中的HDLC控制器会自动给数据包添加CRC校验，但只能保证接收到的数据的准确性，而此建链过程是通过应用层协议来保证链路的正常运行。如果链路能够正常建立，则VOIP网关会根据自身当前的状态，向待升级业务板卡发送升级或不升级指示，进入步骤150。若链路无法正常建立，则进入步骤120，输出错误信息，然后再进入步骤110，重新开始升级过程。(150)、业务板卡判断是否收到VOIP网关的升级指令，如果收到的不是升级指令而是正常运行指示，则业务板卡跳转到步骤230，执行正常的应用程序；(160)、启动一个超时定时器(例如设定定时器小于1秒)，判断在指定的时间是否收到升级包，若在定时器设定的超时时间内没有收到升级包则业务板卡进入步骤250和步骤120，向主控板卡发送升级失败指示，然后进入步骤130 ；(170)、业务板卡接收从VOIP网关发来的升级包，发送准备就绪响应；VOIP网关收到业务板卡的就绪确认信息后开始按帧序号采取每次一帧的方式一帧一帧的向业务板卡发送升级程序包；VOIP网关收到业务板卡的就绪确认信息后在步骤170中开始按帧序号一帧一帧的向业务板发送升级程序包。业务板卡收到升级包后，首先检查帧序号是否正确。若序号正确，说明发送过程无错误，业务板会将接收到的代码写入应用程序区，向VOIP网关回送一个帧确认信息，进入步骤210。在步骤180中，若检查帧序号有误，如当前收到的是第六帧， 上一次收到的是第四帧，则说明数据传输过程有误，业务板进入步骤120，输出错误信息，然后再进入步骤110，重新开始升级过程。VOIP网关将重新从第一帧开始发送升级包至业务板卡。(180)、业务板卡收到升级包后，按顺序检查帧序号是否正确；若检查帧序号顺序有误，进入步骤250发送升级失败指示后输出错误信息步骤120，然后再进入步骤110，重新开始升级过程；VOIP网关将重新从第一帧开始发送升级包至业务板卡；
(190)、帧序号顺序正确，业务板卡将接收到的代码写入应用程序区；(200)、业务板卡向VOIP网关回送一个帧确认信息；010)、业务板卡检查收到的数据包是否是最后一包，如果不是最后一包，则会进入步骤170，VOIP网关继续向用户业务板卡发送下一帧序号的数据包；在步骤210中，业务板会检查收到的数据包是否是最后一包，如果是最后一包，则业务板卡向VOIP网关发送升级成功指示；如果不是最后一包，则会进入步骤170，VOIP网关继续向用户板发送下一帧序号的数据包。(220)、如果是最后一包，则业务板卡向VOIP网关发送升级成功指示；(230)、跳转到应用程序区，执行软件代码或升级后的软件代码。业务板卡接收数据包结束后，进入步骤230，跳转到应用程序区，执行升级后的软件代码。
权利要求
1.一种交换机系统，其特征在于包括网管、服务器、VOIP网关及至少一块各类业务板卡，该业务板卡与VOIP网关之间采用ST-BUS串行通信总线物理连接并通过HDLC高级数据链路控制规程协议进行通讯；所述的网管、服务器与VOIP网关之间通过IP连接进行通信。
2.一种基于如权利要求1所述的交换机系统中板卡的升级方法，其特征在于包括如下步骤(100)、网管选择需要升级的业务板卡，然后将包括升级包和待升级的业务板卡号及升级指令的数据通过IP发送至VOIP网关；(110)、V0IP网关根据网管发来的数据通过主控板卡确定业务板卡，然后以指令的方式通知待升级业务板卡复位；(130)、业务板卡接收到复位指令后，关闭看门狗，板卡复位；开始运行Boot程序； (140)、首先通过应用层协议来保证和VOIP网关之间的HDLC链路连接，即建立HDLC链路，采取的方式是业务板卡主动向VOIP网关发送建链信息，VOIP网关在收到建链信息后回送给业务板卡一个响应信息，则标识建链成功；如果建链不成功或链路不正常则进入步骤 (120)，该步骤(120)输出错误信息，然后再进入步骤(110)，业务板卡重新复位，重新开始升级过程；(150)、业务板卡判断是否收到VOIP网关的升级指令，如果收到的不是升级指令而是正常运行指示，则业务板卡跳转到步骤030)，执行正常的应用程序；(160)、启动一个超时定时器，判断在指定的时间是否收到升级包，若在定时器设定的超时时间内没有收到升级包则业务板卡进入步骤(250)和步骤(120)，该步骤(250)向主控板卡发送升级失败指示，然后进入步骤(130)；(170)、业务板卡接收从VOIP网关发来的升级包，发送准备就绪响应；VOIP网关收到业务板卡的就绪确认信息后开始按帧序号采取每次一帧的方式一帧一帧的向业务板卡发送升级程序包；(180)、业务板卡收到升级包后，按顺序检查帧序号是否正确；若检查帧序号顺序有误， 进入步骤(250)发送升级失败指示后输出错误信息步骤(120)，然后再进入步骤(110)，重新开始升级过程；VOIP网关将重新从第一帧开始发送升级包至业务板卡； (190)、帧序号顺序正确，业务板卡将接收到的代码写入应用程序区； (200)、业务板卡向VOIP网关回送一个帧确认信息；010)、业务板卡检查收到的数据包是否是最后一包，如果不是最后一包，则会进入步骤(170)，VOIP网关继续向用户业务板卡发送下一帧序号的数据包；(220)、如果是最后一包，则业务板卡向VOIP网关发送升级成功指示； 030)、跳转到应用程序区，执行软件代码或升级后的软件代码。
3.如权利要求2所述的交换机系统中板卡的升级方法，其特征在于该升级指令的格式为由四个字节构成，其中前三个字节为普通的协议字节，最后一个字节则称之为工作方式描述字节，该字节通过不同的值来标识不同的行为；当该字节值为1时，表示工作方式设定为升级，即前述的升级指令；当该值为2时则为正常运行工作方式，业务板卡收到后进入正常的应用程序。
4.如权利要求2所述的交换机系统中板卡的升级方法，其特征在于该VOIP网关发送给业务板卡的升级包拆分成结合应用程序与驱动程序的要求进行安排的N帧的帧长传送，每帧帧长小于4096字节。
5.如权利要求4所述的交换机系统中板卡的升级方法，其特征在于该每帧为1 字节， N帧满足计算公式N =升级包总大小/1 字节。
6.如权利要求2所述的交换机系统中板卡的升级方法，其特征在于该帧序号从1开始按顺序编号。
7.如权利要求2所述的交换机系统中板卡的升级方法，其特征在于该业务板卡每收到一帧后都会给VOIP网关回送响应；该响应由三个字节构成，其中前两个字节为一般协议字节，最后一个字节则通过置0标识升级成功，置1标识升级失败。
全文摘要
本发明公开了一种交换机系统中板卡的升级方法，属于通讯和信息技术产品中主要涉及交换机系统板卡升级更新方法的技术领域。采用HDCL链路连接VOIP网关和待升级的业务板卡；通过帧序号并按帧序号顺序传送升级包数据代码至业务板卡的应用程序区后执行升级命令的方法实现远程交换机系统业务板卡的升级更新操作。采用本发明的技术方案和方法由于主要利用了原有的硬件设备，不需要作任何改动，降低了硬件设计难度；同时也达到并实现避免工程人员到现场进行升级维护的效果。
文档编号H04L12/56GK102185754SQ201110032239
公开日2011年9月14日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者伍木飞, 张勇胜, 粟兵, 黄俊良, 黄燕杭 申请人:广东佳和通信技术有限公司