专利名称：一种数据总线传输设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据总线传输设备，更具体的说，涉及一种使用IEEE-1394数据总线进行高可靠性数据传输的传输设备。
背景技术：
IEEE-1394高速串行总线(简称1394)标准，起源于苹果电脑公司的商标名为“Firewire”的高速串行总线标准。1995年12月，IEEE-1394-1995高速串行总线标准被IEEE标准委员会采用和批准。为了进一步提高和改善总线的工作性能，使总线间设备的互联更加完善和理想，IEEE标准委员会对1394总线标准协议进行了补充，这一补充协议于2000年3月获批准，被命名为IEEE-1394a-2000高速串行总线标准。其所涉及内容包括提高带宽的利用率、总线复位、电源管理等。随着技术的不断发展，下一代高速总线规范IEEE-1394b的标准很快会被批准，可支持的总线速率为800Mbps、1.6Gbps和3.2Gbps，并支持不同介质电缆，如塑料光纤等。实际上，工作在800Mbps的下一代产品现已出现，1.6Gbps的设备不久也会面市。如果实现了这种速度，数百个视频通道可通过一条1394总线实时传送。除了速度外，真正的对等传输也是IEEE-1394的关键优势之一。
由于IEEE-1394高速串行总线具有即插即用、速度高、成本低廉、易于使用等良好性能，目前，在许多设备上都已采用了IEEE-1394高速串行总线产品，主要包括家用电器、PC机及其内置外部存储设备、PC机外围设备等。
另外，随着工业现场通信量的增加，现有的现场总线很难满足要求。IEEE-1394有可能成为工业现场的新型总线标准。在航空和航天领域，目前也有将IEEE-1394作为通讯总线的动态。这些都是要求高可靠性数据传输的测控环境。
而为解决PC领域多媒体通信问题而发明的IEEE-1394高速串行总线在其标准确定时并没有考虑冗余这个在传统控制线路设计中的重要经验，冗余也是高可靠性数据传输总线方案的基本原则。现有的IEEE-1394总线传输设备一般上只包括一个物理层芯片和一个链路层芯片(或者物理层芯片和链路层芯片集成在一起)，因此IEEE-1394总线传输设备之间是采用单电缆传输方式。这样的结构所带来的后果是，当总线本身或者是传输设备的物理层芯片发生故障时，则整个总线的数据传输被中断。这是目前将IEEE-1394高速数据总线应用到有高可靠性数据传输要求的测控环境中的一个主要障碍。
发明内容
本发明的目的在于在IEEE-1394数据总线传输设备中设置多个物理层芯片，以便实现多冗余总线的数据传输，从而提高IEEE-1394总线数据传输的可靠性。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种数据总线传输设备，包括至少两个单独的IEEE-1394物理层芯片和一个IEEE-1394链路层芯片；所述至少两个物理层芯片分别与链路层芯片连接，并且在其连接通路上分别设有通路开关；还包括一个与所有通路开关连接的通路开关控制装置，用于控制所有的通路开关在同一时刻只有一个导通。
所述通路开关控制装置还与所述至少两个的物理层芯片连接，用于控制处于断路状态的通路开关所对应的物理层芯片处于断电状态，并且同时控制处于通路状态的通路开关所对应的物理层芯片处于通电状态。
本发明通过同时使用多个单独的物理层芯片，提供了数据传输的冗余功能，有效地解决了采用单电缆传输方式这种IEEE-1394所固有的阻止其在要求高可靠性数据传输的测控环境中应用的主要障碍。本发明在当前IEEE-1394总线发生故障时，可通过切换通路开关实现物理层芯片以及总线的切换，使系统恢复正常的通讯，提高了数据传输的可靠性。这在对数据传输可靠性要求较高领域，以及一些恶劣环境(如辐射环境)或无人操作环境(如航天)中使用的系统具有非常大的应用价值。
图1是依照本发明的具有双冗余总线的IEEE-1394数据总线传输设备的结构示意图；图2是本发明的IEEE-1394数据传输设备在一个示例系统中的总线连接方式。
具体实施例方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。
参照图1的具有双冗余总线的高可靠高速IEEE-1394数据传输设备，包括两个1394物理层芯片1和2，在这里，可选用型号为TSB41LV04A的物理层芯片。物理层芯片1和2通过发送/接收通道(未示出)与设备外部总线电缆(未示出)电气连接，以便处理数据的传输和接收，确保设备可以正常访问总线，这就有效地提供了IEEE-1394数据传输设备的双冗余总线连接。每个物理层芯片可具有多个发送/接收通道。
该设备还包括一个1394链路层芯片，该芯片提供数据包接收确认、定址、数据校验、以及数据分帧等，在这里，1394链路层芯片6可选用型号为TSB12LV32或TSB12LV23的链路层芯片。两个物理层芯片1和2分别与1394链路层芯片6连接，并且在连接通路上分别设有通路开关4和5，这两个通路开关用于控制两个1394物理层芯片与单一的1394链路层芯片6之间连接的通断状态。其中，通路开关4和5可选用PI3C3245芯片。
通路开关控制装置3用于控制两个通路开关4和5的通断状态。该通路开关控制装置3可使用常规的切换电路，例如可以通过一个TL26PF70YS继电器来构成该切换电路。通过TL26PF70YS继电器的状态变化来控制通路开关4和5的通断状态，以便实现对物理层芯片1和2以及它们所连接的总线的切换。通过通路开关控制装置3，使得通路开关4和5在同一时刻只有一个是接通的，也就是只有一个物理层芯片是当前工作的。在当前工作的物理层芯片或者当前工作的IEEE-1394总线发生故障时，技术人员可以通过通路开关控制装置3切换到另一个物理层芯片上以便使用另外一条总线上，从而使系统恢复正常的通讯。
当本发明的IEEE-1394数据传输设备在一些恶劣环境(如辐射环境)或无人操作环境(如航天)的系统中使用时，通路开关控制装置3最好是可遥控的。例如，当通路开关控制装置3包括一个继电器时，可在装置3中包括一个常规的遥控装置来控制继电器状态的切换，这是本领域的技术人员所熟知的。
同时为了能够有效的节省功耗，通路开关控制装置3也用于控制两个1394物理层芯片1和2的通断电状态。在通路开关控制装置3的控制下，当一个通路开关4或5断开时，与该通路开关对应连接的物理层芯片处于断电状态。并且，当一个通路开关4或5处于接通状态时，与该通路开关对应连接的物理层芯片也处于通电状态。
图2是本发明的IEEE-1394数据传输设备在一个示例系统中的连接方式，在该示例中包括三个本发明的IEEE-1394数据传输设备，分别为设备10、20和30。在图2中，各设备均具有图1所示的结构，但为了清楚起见，在图2中的各设备中仅示出了和总线连接相关的物理层芯片1和2。
在图2中，设备10的每个物理层芯片均通过两个发送/接收通道与设备20的两个物理层芯片通过总线连接。同样地，设备30的每个物理层芯片均通过两个发送/接收通道与设备20的两个物理层芯片通过总线连接。
当各设备中的通路开关4接通且1394物理层芯片1通电时，可实现参照图2的1394系统中通过总线A和C的有效通讯，这是电路的当前缺省工作方式。
当图2的设备10到设备20的总线A发生故障时，技术人员可通过对设备20的通路开关控制装置3发送控制命令，使设备20的通路开关4断开且1394物理层芯片1断电，同时使设备20的通路开关5接通且1394物理层芯片2通电，则可实现参照图2的1394系统中通过总线F和G的有效通讯，同时因为设备20的1394物理层芯片1已断电，该通路中不会出现IEEE-1394通讯协议所限制的环路现象，可保证系统的正常工作。
当图2的设备20到设备30的总线C发生故障，可通过对设备20的通路开关控制装置3发送控制命令，使设备20的通路开关4断开且1394物理层芯片1断电，同时使设备20的通路开关5接通且1394物理层芯片2通电，则可实现图2的1394系统中通过总线F和G的有效通讯，同时因为设备20的1394物理层芯片1已断电，该通路中不会出现IEEE-1394通讯协议所限制的环路现象，可保证系统的正常工作。
当图2的设备20到设备30的总线C发生故障，而故障不是总线C本身，是设备30的1394物理层芯片1，则可通过对设备30的通路开关控制装置3发送控制命令，使设备30的通路开关4断开且1394物理层芯片1断电，同时使设备30的通路开关5接通且1394物理层芯片2通电，则可实现参照图2的1394系统中通过总线A和H的有效通讯，同时因为设备30的1394物理层芯片1已断电，该通路中不会出现IEEE-1394通讯协议所限制的环路现象，可保证系统的正常工作。
其他的由于物理层芯片以及总线发生的故障都可以通过如上方式得到有效控制，使得本发明的IEEE-1394数据传输设备的通讯系统恢复有效的通讯，大大提高了系统的可靠性。
虽然在具体实施方式
中仅用包括两个物理层芯片的IEEE-1394数据传输设备来说明本发明，但是应当理解，本领域的技术人员可以不作出创造性劳动的情况下，可根据实际应用将两个以上的物理层芯片应用于本发明的IEEE-1394数据传输设备中。
权利要求
1.一种数据总线传输设备，包括IEEE-1394物理层芯片和IEEE-1394链路层芯片，其特征在于，该设备包括至少两个单独的IEEE-1394物理层芯片和一个IEEE-1394链路层芯片；所述至少两个物理层芯片分别与链路层芯片连接，并且在其连接通路上分别设有通路开关；还包括一个与所有通路开关连接的通路开关控制装置，用于控制所有的通路开关在同一时刻只有一个导通。
2.根据权利要求1所述的数据总线传输设备，其特征在于，所述通路开关控制装置还与所述至少两个的物理层芯片连接，用于控制处于断路状态的通路开关所对应的物理层芯片处于断电状态，并且同时控制处于通路状态的通路开关所对应的物理层芯片处于通电状态。
全文摘要
本发明公开了一种数据总线传输设备，包括至少两个单独的IEEE－1394物理层芯片和一个IEEE－1394链路层芯片。所述至少两个的物理层芯片分别与链路层芯片连接，并且在其连接通路上分别设有通路开关。还包括一个与所有通路开关连接的通路开关控制装置，用于控制所有的通路开关在同一时刻只有一个导通。本发明在当前IEEE－1394总线发生故障时，可通过切换通路开关实现物理层芯片以及总线的切换，使系统恢复正常的通讯，提高了数据传输的可靠性。这在对数据传输可靠性要求较高领域，以及一些恶劣环境或无人操作环境中使用的系统具有非常大的应用价值。
文档编号H04L29/02GK1604553SQ03154478
公开日2005年4月6日 申请日期2003年9月30日 优先权日2003年9月30日
发明者李慧军, 惠平, 曹松, 陈小敏, 孙辉先 申请人:中国科学院空间科学与应用研究中心