专利名称：一种模拟接口卡热插拔的装置和方法
技术领域：
本发明涉及通信设备测试技术领域，尤其涉及模拟接口卡热插拔的装置和方法。
技术背景
随着网络规模及应用领域的急速扩张，人们对网络的依赖性日益增加，网络的安全性和可靠性也日益重要，一旦网络服务不可用，可能造成的损失不可估量。增加网络可靠性的最佳方法是减少偶然停机的发生，以及处理故障后减少恢复时间(MTTR)。热插拔技术就是提高产品可靠性的一种方法。
热插拔(Hot-plugging或Hot Swap)是指允许用户不关闭系统，不切断电源的情况下取出和更换已损坏的板卡，从而提高系统对灾难的及时恢复能力，也提高系统的可扩展性和可靠性。
在中/大型机架式路由交换设备一般都采用模块化设计，模块包括主控卡 (MPU)、交换卡(SFU)、线卡(LPU)等。目前线卡多以“母卡+接口卡”的形式进行设计并工作。考虑到整个系统节能环保和用户灵活标配等因素，接口卡支持热插拔功能已在业界达成共识，通过对接口卡的热插拔，使得用户可以在设备不断电的情况下进行板卡的插入、拔出操作，而不会影响到其他板卡的运行，从而提高系统的可靠性。
热插拔接口卡与母卡通过数据总线进行数据通信，现有的数据总线分两种，普通数据总线和特殊数据总线，其中，普通数据总线支持暴力热拔插；特殊数据总线，如PCIE， 需要提前中断，即才可以进行热拔插。
母卡CPU与接口卡通信的数据总线支持暴力热插拔情况下，进行接口卡热插拔时，接口卡与母卡进行热插拔可直接进行，其热插拔即接口卡与母卡间电连接或断电连接。
母卡CPU与接口卡通信的数据总线不支持暴力热插拔，如使用PCIE总线进行接口卡热插入后，需要向母卡CPU发送模拟在位信号，CPU完成加载子系统驱动；如使用PCIE 总线进行接口卡热拔出时，需要提前向母卡CPU发送模拟中断信号，CPU完成卸载子系统驱动。对于母卡CPU而言，不支持暴力热插拔的数据通信过程突然中断可能会导致CPU的死锁，从而导致整个系统的崩溃。现有技术一般通过连接器长短针设置或人工按键开关等手段给母卡CPU提供在位或中断信号来加载或卸载接口卡的驱动。利用设置有长短针的连接器提供在位或中断信号是指由于连接器长针先于短针与母卡产生电接触或短针先于长针与母卡脱离电接触，会使得短针上的信号电平会出现变化，当出现这种信号电平变化时，母卡CPU加载或卸载子系统驱动，一般CPU完成对子系统驱动的加载或卸载时间在微秒级，而完全使连接器的长短针产生或脱离与母卡的电接触需要的时间在毫秒级；利用人工按键开关则是指，在接口卡物理插入或拔出前通过人工按键开关给CPU提供提前中断信号，进行子系统驱动的加载或插入。
由于路由交换设备的接口卡支持热插拔功能，在接口卡开发调试过程中，为了验证接口卡热插拔功能的可行性，需对接口卡进行无数次的热插拔；在系统整机测试过程中， 为了验证接口卡热插拔功能的可靠性，也需对接口卡进行无数次的热插拔。在现有技术中，自动化测试方法主要是测试设备通过串口连接或远程登录(Telnet)对被测设备进行配置，同时测试设备控制数据网络终端的相应端口进行测试帧的发送与接收，将数据网络终端接收到的报文与预期结果进行比较，来判断测试的结果是否正确。但现有的自动化测试不能做到接口卡热插拔这样的涉及到接口卡插入/拔出动作。
目前接口卡插入/拔出这样的动作需手动进行，将导致在开发及测试环节上的工作量非常大，人工成本不可估量，这样反复的进行拔出和插入接口卡操作易导致设备的损坏，缩短设备的使用寿命，并且在现有技术中的自动化程序无法实现人工插拔操作这样的测试。发明内容
本发明提供了一种模拟接口卡热插拔的装置及方法，解决在进行接口卡热插拔测试时需手动插入/拔出接口卡的问题。
本发明采用的技术手段是一种模拟接口卡热插拔的装置，包括母卡和接口卡，所述母卡包括有处理器，所述处理器通过数据总线与接口卡连接，其特征在于，所述母卡还包括有热拔插模拟模块；其中，所述热拔插模拟模块用于判断母卡与接口卡之间的数据总线类型，当所述数据总线支持暴力热插拔时，定时对接口卡进行开关电；当所述数据总线不支持暴力热插拔时，热插拔模拟模块用于，在所述处理器加载所述接口卡的驱动程序后，向处理器发送模拟中断信号以模拟接口卡拔出，并在所述处理器卸载接口卡驱动程序后对接口卡进行关电，等待设定的第一预定时间后对接口卡进行开电，并等待设定的第二预定时间后，热插拔模拟模块向处理器发送模拟在位信号以模拟接口卡插入。
进一步，所述第一预定时间大于等于接口卡物理拔出时间，所述第二预定时间大于等于接口卡物理插入时间。
进一步，所述热插拔模拟模块通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行开电或关电。
进一步，所述处理器用于在接收到所述模拟在位信号后，加载所述接口卡的驱动程序；在接收到模拟中断信号后，卸载所述接口卡的驱动程序。
进一步，所述热拔插模拟模块为复杂可编程逻辑器件CPLD。
本发明还提供了一种模拟接口卡热插拔的方法，包括
步骤a 判断母卡与接口卡之间的数据总线类型；若支持暴力热插拔，执行步骤b， 若不支持暴力热插拔，执行步骤c ；
步骤b 定时对接口卡进行开关电；
步骤c 向处理器发送模拟在位信号或模拟中断信号，并在预定时间后对接口卡进行开电或关电。
进一步，所述步骤a之前还包括有母卡和接口卡上电，母卡和接口卡驱动程序加载完成的预准备步骤；且在步骤c中，热插拔模拟模块向处理器发送模拟中断信号以模拟接口卡拔出，并在所述处理器卸载接口卡驱动程序后对接口卡进行关电，等待设定的第一预定时间后对接口卡进行开电，并等待设定的第二预定时间后，热插拔模拟模块向处理器发送模拟在位信号以模拟接口卡插入。
进一步，第一预定时间大于等于接口卡物理拔出时间，所述第二预定时间大于等3/4页于接口卡物理插入时间。
进一步，所述步骤c中，通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行开电或关电。
进一步，步骤c中，所述处理器接收到热插拔模拟模块的模拟在位信号后，加载该接口卡的驱动程序；所述处理器接收到热插拔模拟模块的模拟中断信号后，卸载该接口卡的驱动程序。
本发明提供的一种接口卡模拟热插拔装置和方法，通过在母卡上设置热拔插模拟模块，利用热拔插模拟模块定时控制接口卡开关电及模拟接口卡物理热插入时的在位信号和物理热拔出时的中断信号变化，完成模拟接口卡物理热插拔的场景，避免了系统在进行热插拔测试时由于人工反复物理热插拔操作易造成设备损坏的问题，以及解决了在开发及测试环节上工作量非常大的问题。
图1为本发明实施例提供的一种模拟接口卡热插拔的装置示意图2为本发明实施例提供的一种模拟接口卡热插拔的方法流程图3是本发明实施例中当总线支持暴力热插拔时测试方法流程图4是本发明实施例中当总线不支持暴力热插拔时测试方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
如图1所示，模拟接口卡热插拔的装置，包括母卡和通过数据总线与母卡进行数据通信的接口卡。母卡包括有处理器CPU以及热拔插模拟模块，如CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)，所述热插拔模拟模块通过电源使能信号线与接口卡连接；处理器通过数据总线与接口卡连接；其中，CPLD用于判断母卡与接口卡之间的数据总线类型，当数据总线支持暴力热插拔时，定时通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行开关电；当数据总线不支持暴力热插拔时，在所述处理器通过脚本程序加载所述接口卡的驱动程序后，CPLD向处理器发送模拟在位信号或模拟中断信号，并在预定时间后通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行开电或关电。
所述模拟在位信号是由CPLD模拟接口卡插入时其物理在位信号由高到低的电平变化信息实现的；CPLD将该电平变化信息通告到处理器，并在第一预定时间后通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行开电。所述模拟中断信号是由CPLD模拟接口卡拔出时其物理中断信号由低到高的电平变化信息实现的；CPLD将该电平变化信息通告到处理器，并在第二预定时间后通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行关电。其中，第一预定时间大于等于接口卡物理插入时间，所述第二预定时间大于等于接口卡物理拔出时间。
本发明还提供了一种模拟接口卡热插拔的方法，如图2所示，包括
步骤a 判断母卡与接口卡之间的数据总线类型；若支持暴力热插拔，执行步骤b， 若不支持暴力热插拔，执行步骤c ；
步骤b 定时对接口卡进行开关电；
步骤c 接口卡模拟插入时，热插拔模拟模块先向处理器发送模拟在位信号，并在5第一预定时间后对接口卡进行开电，接口卡模拟拔出时，热插拔模拟模块先向处理器发送模拟中断信号，并在第二预定时间后对接口卡进行关电。其中，所述预定时间大于等于接口卡物理拔出时间；通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行开电或关电。
参见图3，本发明实施例中，CPLD判断母卡与接口卡之间的数据总线类型若支持暴力热插拔，在母卡和接口卡上电，母卡和接口卡驱动程序加载完成，准备就绪，通过循环执行如下步骤实现模拟接口卡热插拔的测试
步骤1、CPLD通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行关电；
步骤2、等待设定的一段时间11后，CPLD通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行开电，tl的设置根据接口卡关电的时间而定(即接口卡电源降到0伏的时间而定)；
步骤3、CPLD等待设定的一段时间t2后进入步骤1，t2的设置根据接口卡上电的时间而定(即接口卡电源从0伏升至工作电压)。
参见图4，在本发明实施例中，判断母卡与接口卡之间的数据总线类型若不支持暴力热插拔，在母卡和接口卡上电，母卡和接口卡上电，母卡和接口卡驱动程序加载完成，准备就绪，则通过循环执行如下步骤实现模拟接口卡热插拔的测试
步骤1、CPLD模拟接口卡物理拔出时其物理中断信号由低到高的电平变化信息实现，并将模拟终端信号通告给处理器；
步骤2、处理器接收到热插拔模拟模块的模拟中断信号后，卸载该接口卡的驱动程序；
步骤3、CPLD在等待设定的一段时间ta后，通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行关电，ta的设置根据母卡卸载接口卡驱动程序的时间而定；
步骤4、等待设定的一段时间tb后，CPLD通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行开电，tb的设置根据接口卡关电的时间而定；
步骤5、等待设定的一段时间tc后，CPLD模拟接口卡物理插入时其物理在位信号由高到低的电平变化信息，并将模拟在位信号通告给处理器，tc的设置可以参考接口卡物理热插入的时间而定，一般在毫秒级；
步骤6、处理器接收到热插拔模拟模块的模拟在位信号后，加载该接口卡的驱动程序；
步骤7、CPLD等待设定的一段时间td后进入步骤1，td的设置根据加载接口卡驱动程序的时间而定。
采用本发明的装置，可通过CPLD模拟出接口卡物理热插入后产生在位信号电平的变化和接口卡物理热拔出后产生中断信号电平的变化，将模拟热插拔的效果完全等同与人工物理热插拔，并成功规避CPU死锁，且调试方法简单，易实现，可完全模拟出人工热插拔效果，具有提高系统热插拔测试效率，全天无须人工插拔干预；降低系统的接口器件损耗；同时降低对测试环境的要求，如无须托盘、导向柱的依赖；到达降低系统测试成本的优点。对中/大型机架式通信设备热插拔板卡的开发和测试有非常积极的意义。
对于本申请中多种操作如何实现(包括判断、控制等)、母卡处理器与接口卡之间如何交互，及具体方式，本领域技术人员可以利用计算机程序实现，本文不再赘述。
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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
1.一种模拟接口卡热插拔的装置，包括母卡和接口卡，所述母卡包括有处理器，所述处理器通过数据总线与接口卡连接，其特征在于，所述母卡还包括有热拔插模拟模块；其中， 所述热拔插模拟模块用于判断母卡与接口卡之间的数据总线类型，当所述数据总线支持暴力热插拔时，定时对接口卡进行开关电；当所述数据总线不支持暴力热插拔时，热插拔模拟模块用于，在所述处理器加载所述接口卡的驱动程序后，向处理器发送模拟中断信号以模拟接口卡拔出，并在所述处理器卸载接口卡驱动程序后对接口卡进行关电，等待设定的第一预定时间后对接口卡进行开电，并等待设定的第二预定时间后，热插拔模拟模块向处理器发送模拟在位信号以模拟接口卡插入。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一预定时间大于等于接口卡物理拔出时间，所述第二预定时间大于等于接口卡物理插入时间。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热插拔模拟模块通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行开电或关电。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器用于在接收到所述模拟在位信号后，加载所述接口卡的驱动程序；在接收到模拟中断信号后，卸载所述接口卡的驱动程序。
5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述热拔插模拟模块为复杂可编程逻辑器件CPLD。
6.一种模拟接口卡热插拔的方法，包括步骤a 判断母卡与接口卡之间的数据总线类型；若支持暴力热插拔，执行步骤b，若不支持暴力热插拔，执行步骤C;步骤b 定时对接口卡进行开关电；步骤c 向处理器发送模拟在位信号或模拟中断信号，并在预定时间后对接口卡进行开电或关电。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤a之前还包括有母卡和接口卡上电，母卡和接口卡驱动程序加载完成的预准备步骤；且在步骤c中，热插拔模拟模块向处理器发送模拟中断信号以模拟接口卡拔出，并在所述处理器卸载接口卡驱动程序后对接口卡进行关电，等待设定的第一预定时间后对接口卡进行开电，并等待设定的第二预定时间后， 热插拔模拟模块向处理器发送模拟在位信号以模拟接口卡插入。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，第一预定时间大于等于接口卡物理拔出时间，所述第二预定时间大于等于接口卡物理插入时间。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤c中，通过控制接口卡电源使能信号对接口卡进行开电或关电。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤c中，所述处理器接收到热插拔模拟模块的模拟在位信号后，加载该接口卡的驱动程序；所述处理器接收到热插拔模拟模块的模拟中断信号后，卸载该接口卡的驱动程序。
全文摘要
本发明提供了一种模拟接口卡热插拔的装置和方法，通过在母卡上设置热拔插模拟模块，利用热拔插模拟模块定时控制接口卡开关电及模拟接口卡物理热插入时的在位信号和物理热拔出时的中断信号变化，完成模拟接口卡物理热插拔的场景，避免了系统在进行热插拔测试时由于人工反复物理热插拔操作易造成设备损坏的问题，以及解决了在开发及测试环节上工作量非常大的问题。
文档编号G06F11/267GK102508755SQ20111028783
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月26日 优先权日2011年9月26日
发明者刘庆丰, 王茂松, 章波, 陈小军 申请人:迈普通信技术股份有限公司