专利名称：：主备倒换电路及方法
技术领域：
：本发明属于通讯领域，尤其涉及一种主备倒换电路及方法。技术背景为了提高系统可靠性，通常在系统设计中采用主备热备份这种冗余技术。主备热备份是指相同的两个单元同时工作，一个主用，另一个备用，由主用单元输出有效的控制信号或总线信号，备用单元输出的控制信号或总线信号处于无效或关闭状态，当主用的单元出现故障时，系统可靠地切换到无故障的备用单元，这种方式称之为主备倒换。主备倒换设计必须具备两个基本功能对单元故障进行全面的实时检测，以保证当硬件故障时准确及时的触发倒换；提供稳定可靠的硬件倒换，保证倒换机制完善并具有对异常情况的保护能力。可靠的硬件倒换来源于可靠的倒换接口电路设计和倒换逻辑设计。倒换电路接口设计从硬件上保诉提供了可靠的平台，逻辑综合判断接口各信号状态判断是否需要硬件发起倒换，提供可靠的倒换设计。主备用单元间的倒换电路信号包括主备指示信号，用于指示本单元或对单元主备用状态；工作状态信号，用于指示本单元或对单元的工作状态是否正常；在位信号分本单元在位信号和对单元在位信号，分别用于识别本模块和对单元的在位情况；倒换使能信号，表示主备倒换动作是否有效，倒换使能打开，才允许倒换动作执行，如果关闭，所有倒换动作被屏蔽。请参阅图1，为现有的主^f到换接口电路的电路图。主4^到换接口电路包括接口芯片、两个与接口芯片连接的244芯片和系统硬件接口互连模块。主备倒换接口电路现有的主备倒换接口电路的主备指示信号采用单个信号位设计，信号描述如表1所示表1信号名称信号方向信号意义'0''rOnlineOUT本单元在位与否状态位本单元在位本单元不在位Mate_OnlineIN对单元在位与否状态位对单元在位对单元不在位ACTOUT本单元主用状态标志位本单元主用本单元备用Mate—ACTIN对单元主用状态标志位对单元主用对单元备用WorkOUT本单元工作状态标志位本单元正常本单元异常Mate—WorkIN对单元工作状态标志位对单元正常对单元异常ACT信号表示单元主备指示信号，电平表示"O"表示主用，'T，表示备用。本单元备用时禁止可能和对单元冲突的信号输出。其它接口信号包括软件强制倒换信号、软件开工信号、故障指示信号等，这些信号可以用于实现单元的故障倒换和强制倒换。ACT信号也可以采用脉冲信号表示，如图2所示，检测到脉冲信号表示主用，常高表示备用，常低也可以表示备用或做异常处理，信号描述如表2所示表2信号名称信号方向信号意义'脉冲''固定电平'ACTOUT本单元主用状态标志位本单元主用本单元备用Mate—ACTIN对单元主用状态标志位对单元主用对单元备用主备指示信号采用脉冲信号表示，需要逻辑器件采集判断，那么就要逻辑提供相同或成倍时钟频率并计算脉冲信号是否正确，需要多个时钟周期才能准确确定，或者增加脉冲信号变为电平信号采集判断设计模块，可以是逻辑内部，请参阅图3的脉冲检测电路；输出时需要输出脉冲信号的，如图4所示。100Hz是用于输出的脉沖信号(实际应用中频率可以情况选择，不能低于100Hz);ACT—S是逻辑内部的主备输出信号'0，表示主用，T表示备用；ACT是单板输出的主备信号脉冲表示主用，'0，表示备用。现有的主^^到换电路在运行过程中，如果单元被拔出，将置为备用、异常，保证再次插入不会抢主用。单元备用的条件有以下几种情况单元倒换功能未打开；对单元主用；本单元软件强制倒换，对单元在位且正常；本单元工作状态异常，对单元在位且正常；其他情况本单元主用。^i殳计上主备用单元正常工作的情况下，还需要对本单元和对单元的状态进行监测，出现异常情况，应该告警，便于问题定位，尽量避免错误倒换。现有的主备倒换电路设计存在的缺点.主备指示信号采用单根针设计，通过脉沖和固定低电平方式適知对方主备情况，如果采用脉冲信号一般倒换速度比较慢，为了提高这种情况下的倒换速度，需要把脉沖信号转为电平信号再判断，需要增加输入输出端转换电路，增加了电路的复杂性，提高了产品成本；如果采用电平信号表示，那只有"0"、"1"两种状态，设计中所有的信号都是在对单元上拉处理，而且一般是"0"有效，所以通道上任何一个环节出现故障就会导致信号发生翻转，而导致系统判断故障，所以容4fi殳计不好处理，单个故障发生的概率比较高；倒换设计对倒换接口信号的检测和评估比较简单，对于倒换时间要求严格的系统不适用。
发明内容本发明的实施例的目的在于提供一种主备倒换电路及方法，该主备倒换电路及方法，旨在解决现有技术中倒换速度慢、倒换容错差的问题。本发明的实施例是这样实现的，一种主备倒换电路，包括接口电路、驱动器和系统硬件接口互连模块，所述接口电路通过驱动器和系统硬件接口互连模块相连，所述接口电路具有两个主备指示信号管脚。本发明的实施例所采取的另一技术方案包括一种主备倒换方法，包括上电后，将本单元置为不在位、工作状态异常及备用，关闭倒换功能；判断本单元是否插好、进行自检，自检通过后向管理设备申请注册；管理设备打开主备倒换功能，允许本单元升主用。本发明的的实施例技术方案具有如下优点或有益效果本发明的实施例的主备倒换电路及方法，主备倒换电路采用两根信号表示主备指示信号，其数据采集筒单，提高电路设计可靠性及系统主备倒换速度，并且提高倒换容错设计，使整个系统倒换设计更加完善、可靠；本发明实施例的主备倒换方法综合考虑了所有接口信号的状态进行判断，给出合理的倒换处理措施，容错设计避免异常情况下硬件误倒换操作，提供可靠性的硬件倒换平台。本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。图1是现有的主^f到换接口电路的电路图；图2是主备指示信号单根针脉沖信号简图；图3是脉冲4企测电路的电路图；图4是主备信号脉沖输出示意图；图5是本发明实施例的主备倒换电路的电路图；图6是主备指示信号正常状态判断流程图；图7是主备指示信号异常状态下判断流程图。具体实施方式为了使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明实施例进行进一步详细说明。请参阅图5，为本发明实施例的主^f到换电路的电路图。本发明实施例的主备倒换电路包括接口电路、两个244驱动器和系统碩_件接口互连模块。接口电路的信号包括ACT_P、ACT—N信号(输出，本单元主备指示信号)；Online信号(输出，本单元在位信号);Work信号(输出，本单元工作状态信号);FULLIN信号(输入，本单元在位信号)；Mate—ACT_P、Mate—ACT—N信号(输入，对单元主备指示信号)；MateJ3nline信号(输入，对单元在位信号)；Mate—Work信号(输入，对单元工作状态信号)。FULLIN信号表示单元是否在位，采用4个信号分布在单元的4个顶端，保证正常单元没有插好情况下(比如插歪、没插紧等)，不能正常启动主用，电路设计上也可以采用电容滤波设计，"0"表示在位，"1"表示不在位。Online是送到对单元的在位信号，和本单元的FULLIN信号保持一致，一定程度上避免了两个单元判断同一个单元的在位情况不一样的情况，"0"表示在位，"1"表示不在位。Work信号表示单元工作是否正常。也可以通过Mate_Work信号判断对单元工作状态。该信号为"0"表示状态正常，"1"表示状态不正常。同样MateJ3nline和Mate—Work信号都是本单元接收到对单元的信号，电平状态表示类似Online和Work。接口电路的主备指示信号采用了两个信号ACT一P和ACT一N,采用"伪差分"形式表示，伪差分是模拟差分信号的一种表示形式，本单元对两个信号电阻拉为备用。接口电路分别与两个244驱动器相连，第一244驱动器连接信号源端串行匹配电阻R3后与系统硬件接口互连模块相连，第二244驱动器连接信号始端串行匹配电阻R4后与系统硬件接口互连才莫块相连。第一244驱动器分别与接口电路的ACT—P信号管脚、ACT—N信号管脚、Online信号管脚和Work信号管脚相连，在ACT—N信号管脚、Online信号管脚、Work信号管脚和电源VC间连接有电阻Rl，在ACT一P信号管脚和地GND间连接有电阻R。第二244驱动器分别与接口电路的Mate—ACT—P信号管脚、Mate—ACT—N信号管脚、Mate—Online信号管脚和Mate_Work信号管脚相连。在第二244驱动器和信号始端串行匹配电阻R4的连线上设有上拉电阻R2，对输入信号进行上拉处理，在第二244驱动器和信号始端串行匹配电阻R4的连线上还设有下拉电容C1到地，可以起到滤波作用，主要用于滤除信号毛刺、防止信号抖动。本发明实施例的主备倒换电路保证数据采集简单，也提高了电路设计可靠性(两个信号容错性高于一个信号)。现有设计方案中主备指示信号采用一个信号、脉冲形式实现，为了保证采集速率需要把脉冲信号转换为电平信号，在逻辑输入输出都要做相应处理，本发明的上述实施例中则不需要这些附加处理，即可实现电平快速切换。ACT一P/N两个信号可以构成4种状态"01"、"10"、"11"、"00",正常情况下ACT—P/N="10"表示主用，"01"表示备用，这两个状态表示正常状态。而"11"、"00"两个状态则表示异常状态。FULLIN信号表示单元是否在位，釆用4个信号分布在单元的4个顶端，保证在正常单元没有插好情况下(比如插歪、没插紧等)，不能正常启动主用，电路设计上也采用电容滤波设计，"0"表示在位，'T，表示不在位。本发明实施例的主备倒换方法包括上电后，首先将本单元置为不在位、工作状态异常、备用，并且关闭倒换功能；断本单元是否插好、进行自检，自检通过后向管理软件申请注册；管理软件才艮据槽位延时不同的时间打开主备倒换功能，允许本单元升主用，倒换设计仍然采用主降备，这里通过槽位延时控制可以保证一个单元先升主，另一个就另_备用。在运行过程中，如果本单元插拔、不在位、状态不正常，都会影响主备关系发生变换。本发明实施例的主备倒换方法倒换逻辑设计分为主备指示信号在正常状态和在异常状态两种情况。请一并参阅表3和图6，主备倒换方法倒换逻辑设计在主备指示信号在正常状态流程包括倒换使能关闭，倒换使能信号无效，本单元备用；倒换使能打开分为三种情况对单元主用，则本单元备用；本单元不在位，本单元备用；对单元备用，本单元在位、状态正常，本单元主用。表3倒换真值表-正常状态<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>请一并参阅表4和图7，主备倒换方法倒换逻辑设计在主备指示信号在正常状态流程综合分析主备指示信号、状态信号、在位信号各种错误状态搭配，不考虑并发故障发生情况下包括倒换使能打开，本单元在位，对单元主备指示信号为"11/00"情况下本单元状态异常，本单元降备；"对单元在位、本单元WORK状态、对单元WORK状态，，三个状态中大于1个状态出现异常，或者都正常，那么本单元主备关系保持；对单元状态异常或对单元不在位了，那么本单元升主。对单元主备指示信号为"01"情况下本单元状态异常，降备；本单元或对单元都状态异常情况下，对单元在位或不在位，本单元主备状态保持；对单元不在位，或对单元状态异常，本单元状态正常，本单元升主。表4倒换逻辑一异常状态倒换使能信本单元完对单元本单元WORK对单元WORK对单元主备本单元主备号act—en全插入在位状态状态指示指示0是01001/00/11降备0是11000/11保持0是00000/11保持0是01101/00/11保持0是00101/00/11主用0是10X01/00/11主用0是11丄01/00/11保持本发明实施例的主备倒换方法综合考虑了所有接口信号的状态进行判断，给出合理的倒换处理措施，容错设计避免异常情况下硬件误倒换操作，提供可靠性的硬件倒换平台，并对出现的异常状态提供相应寄存器，软件定时查询这些状态寄存器，判断异常会上报告警，用户会及时得到故障提示，使新硬件倒换设计更加可靠。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。权利要求1、一种主备倒换电路，包括接口电路、驱动器和系统硬件接口互连模块，所述接口电路通过驱动器和系统硬件接口互连模块相连，其特征在于所述接口电路具有两个主备指示信号管脚。2、如权利要求1所述的主备倒换电路，其特征在于，所述驱动器包括第一驱动器和第二驱动器，第一驱动器和第二驱动器分别和接口电路及系统硬件接口互连纟莫块相连。3、如权利要求2所述的主备倒换电路，其特征在于，所述电路还包括上拉电阻，所述上拉电阻设置在第二驱动器和系统硬件*接口互连4莫块之间。4、如权利要求2或3所述的主备倒换电路，其特征在于，所述电路还包括下拉电容，所述下拉电容设置在第二驱动器和系统硬件接口互连模块之间。5、如权利要求2所述的主备倒换电路，其特征在于，所述电路还包括信号源端串行匹配电阻和信号始端串行匹配电阻，所述信号源端串行匹配电阻设置在第一驱动器和系统硬件接口互连模块之间，所述信号始端串行匹配电阻设置在第二驱动器和系统硬件接口互连模块之间。6、如权利要求2所述的主备倒换电路，其特征在于，所述驱动器是244驱动器。7、一种主备倒换方法，包括上电后，将本单元置为不在位、工作状态异常及备用，关闭倒换功能；判断本单元是否插好、进行自检，自检通过后向管理设备申请注册；管理设备打开主备倒换功能，允许本单元升主用。8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述主备指示信号在正常状态下，倒换使能关闭，倒换使能信号无效，本单元备用。9、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述主备指示信号在正常状态下，对单元主用，则本单元备用。10、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述主备指示信号在正常状态下，本单元不在位，本单元备用。11、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述主备指示信号在正常状态下，对单元备用，本单元在位、状态正常，本单元主用。12、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述主备指示信号在异常状态下，倒换使能打开，本单元在位，对单元主备指示信号为"11/00":本单元状态异常，本单元降备；"对单元在位、本单元WORK状态、对单元WORK状态"三个状态中大于1个状态出现异常，或者都正常，那么本单元主备关系保持；对单元状态异常或对单元不在位，本单元升主用。13、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述主备指示信号在异常状态下，对单元主备指示信号为"01":本单元状态异常，降备；本单元或对单元都状态异常情况下，对单元在位或不在位，本单元主备状态保持；对单元不在位，或对单元状态异常，本单元状态正常，本单元升主用。全文摘要本发明提供了一种主备倒换电路及方法。本发明的主备倒换电路包括接口电路、驱动器和系统硬件接口互连模块，所述接口电路通过驱动器和系统硬件接口互连模块相连，所述接口电路具有两个主备指示信号管脚。本发明有益的技术效果在于倒换速度快、倒换容错好。文档编号H05K10/00GK101166415SQ20071007600公开日2008年4月23日申请日期2007年7月9日优先权日2007年7月9日发明者孙玉芳,尹相东,陈松海,黄晓蔚申请人:华为技术有限公司