专利名称：一种热插拔板卡自侦测的实现方法
技术领域：
本发明涉及通信设备的板卡检测技术，尤其涉及一种热插拔板卡自侦测的 实现方法。
背景技术：
在通信设备中，设备母板的固定槽位集成了电源线、数据线和信号线等布 线，连接线有很多但没有地址线。通信设备对插入槽位的板卡进行识别时只能 通过读取板卡上的拨码开关所自定义的地址、或者通过读取预先写入板载存储 器内的固化地址来区分不同板卡，进而通过读取地址来保留板卡的专有属性信 息。母板保留信号线的目的是便于中央控制器通过检测管脚电平高低来判断所 在槽位的板卡是否在位。这里，所述专有属性信息，通常是指板卡的名称、类 型、通用属性和专有特性以及板卡是否在位等信息。
另外，生产商为了提高板卡的生产和调测效率，对这种板卡入库时往往使 用相同的地址，甚至板卡的有些专有属性的参数均一模一样。当板卡大批量出 库或者销往同一用户群体时，经常会导致板卡地址冲突的情况发生。此时，用 户要么重新拨码决定地址，要么就得通过专业软件读写存储器再次修改不同的 地址和参数，这些要求不仅对用户的专业性提出了更高的要求，并加大了用户 现场的工作强度，不利于设备的推广和普及。
在现有技术条件下，对于通信设备的母板而言，载入的板卡越多，对应板 卡的槽位所需的信号线也就越多，对于本来布线面积有限的印刷电路板而言， 会造成信号线过细过密，不能完全保证设备长时间的稳定运行。由于固定槽位 上接插件的价格往往是接插件上端子数的若干倍，信号线越多所需的端子数也 就越多，价格自然大幅增加，这样无疑增加了设备制造的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种热插拔板卡自侦测的实现方法， 以解决通信设备母板布线资源紧张和提高所述母板对板卡的通用性，进一步提 升通信设备的智能化程度。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的
一种热插拔板卡自侦测的实现方法，该方法包括
A、 在通信设备母板的对应槽位增加一定数量的地址线，通过编码使所述
槽位对应固定的板卡地址，并使所述槽位与网管系统通过串行通信总线相连；
B、 当所述设备启动时进入初始化状态，通过下发搜索指令寻找已载入槽
位的板卡，所述板卡应答搜索指令时，通过所述串行通信总线读取所述板卡的 属性信息。
其中，步骤A所述一定数量的地址线为N个，N为自然数。 对步骤A所述槽位的地址线进行编码的过程为通过所述地址线上电平高
低的排列次序按二进制进行编码，使之对应1到2W个板卡地址，每个板卡地址
对应一个板卡。
步骤A所述串行通信总线为RS485总线。
其中，步骤B所述通过下发搜索指令寻找已载入槽位的板卡及读取所述板 卡属性信息的过程为
Bl、所述板卡通过地址线获取槽位上地址线的固定编码格式，并以二进制 方式计算硬件地址属性，由母板开启搜索指令，所述网管通过通信协议依次向 待载入板卡的槽位发送固定格式协议包；
B2、收到所述固定格式协议包的板卡根据自身查询和计算的数据信息并附 加自身的固有信息，生成固定格式的响应协议包并发送给母板；
B3、所述母板从所述固定格式的响应协议包中解析所述板卡的地址、名称、 类型、通用属性和专有属性信息。
步骤B之后进一步包括C、 所述初始化过程完成后，所述系统自动切换到工作状态执行轮询，母 板运用所读取的板卡信息生成数据查询协议包，并下发给所述板卡；对应的板 卡收到所述数据查询协议包后再将自身当前信息和历史信息打包生成数据响应 包转发给母板；再由母板解析板卡的数据响应包，并从中获取板卡的工作参数、 环境参数及报警信息的内容。
步骤C之后进一步包括
D、 当板卡被拔出时，系统检测到对应地址的板卡对轮询无应答，自动切 换到异常状态，并再次下发指令进行新的搜索过程，确定之前已在位的板卡信 息，并与初始化状态所产生的存储记录进行对比，删除已拔出的板卡的存储记
录，然后切换到工作状态；或
当确定到有板卡被载入时，系统检测到这一变化，自动切换到异常状态， 确定现有板卡的信息并与初始化状态产生的存储记录对比，确认新增的板卡存 储该板卡信息，再切换到工作状态。
本发明所提供的热插拔板卡自侦测的实现方法，具有以下优点
1) 本发明方法釆用硬件和软件结合的方式进行设计，通过在通信设备的母 板相应的槽位增加一定数量的地址线，并使用软件方式对所述槽位与对应板卡 的管脚地址线的电平进行检测，根据所述地址线的电平高低的顺序来识别所述
板卡的地址，使得用N根地址线能够表达^个板卡对应的地址，大幅减少了母
板的布线，降低了布线的复杂度。
2) 釆用本发明方法的通信设备结合软件进行工作，使系统通过软件切换状
态自动侦测板卡的变化，提高板卡通用性和分散式布局的特性，使得系统对板 卡的识别与检测变得更为简单与便捷，提高了通信设备的智能化程度。
3) 本发明方法中，所有的板卡信息均通过串行总线与网管系统进行交互，
比现有的并行通信总线节约了线路成本。
图l为本发明实施例网管系统配置环境示意图；图2为本发明实施例母板的固定槽位与板卡的连接状态示意图； 图3为本发明实施例监控系统状态切换示意图。
具体实施例方式
下面结合附图及本发明的实施例对本发明的实现作进一步详细的说明。
本发明的基本思想为通过釆用硬件、软件结合的方式进行设计，硬件方 面在通信设备母板的固定槽位上保留电源线和数据线，删除多余的用来检测 板卡的信号线，并增加多根地址线，增加的地址线的数目为N个(N为自然数)， 按照地址线上电平高低的排列次序进行编码，能够检测和识别2^个板卡，譬如， 假设增加5条地址线，则可识别32个板卡。从而可使固定槽位的连接线数大大 减少，并保证可载入2W个板卡不会因地址发生冲突；软件设计方面在通信设 备的监控系统中定义初始化、工作和异常三个状态，当监控系统开机运行时执 行初始化状态指令，完成后执行工作状态指令，当发现有板卡载入、拔出或故 障等变化时，监控系统执行异常状态指令，待完成后再次回到工作状态。
图1为本发明实施例网管系统配置环境示意图，如图1所示，网管系统通 过RS485串行总线与母板的固定槽位的第1~第2〃个板卡的RS485通讯口相 连。假设增加的地址线数为5，对应的每个固定槽位上的地址线是相对独立的， 根据所述5根地址线上的高、低电平次序的不同来判断载入的板卡的地址。
图2为本发明实施例母板的固定槽位与板卡的连接状态示意图，如图2所 示，板卡上的中央处理器(CPU)有5个输入管脚检测5根地址线的电平，通 过地址线的电平高低判断逻辑"0"或"1"，再按照二进制编码生成一个数字， 如5根线上的电平排列为"01010"则代表十进制的数字10。当板卡载入到另 一个槽位时，5根地址线上的逻辑排列可能是"01001"等，每个槽位都不可能 相同，以此来代表每个板卡的惟一地址。本实施例中有5根地址线，则可表示 0~31范围内的数字即对应第1-32个板卡。另外，板卡与监控系统连接线只 有两根串行通信总线，如RS485，而以往的每一根信号线都是要集中连接到监 控系统的。因此，所述串行通信总线就成为板卡与监控系统进行信息交互的媒介，板卡地址信息即为进行交互的内容之一。
图3为本发明实施例监控系统状态切换示意图，如图3所示，该方法的实 现还得依赖软件设计才能完成，在软件设计上，监控系统的初始化、工作和异
常状态分别完成不同的任务
(1) 初始化状态，是在设备运行的开始阶段，板卡通过地址线来获取槽位 上地址线的固定编码格式，用二进制方式计算硬件地址属性(数值)，母板开启 搜索指令，网管程序通过通信协议向所有可能载入板卡的槽位依次发送固定格 式的协议包，直至最末的槽位为止。收到固定协议格式包的板卡，根据自己查 询和计算的数据信息，加上自身固有的硬件属性， 一起生成固定格式的响应协
议包；板卡向母板返回响应协议包，母板从多个板卡的响应协议包中解析出多
个板卡的地址、名称、类型、通用属性和专有特性等信息，即系统可进行读取 和存储的数据。在此过程中，没有载入板卡的槽位是不会发出响应协议包的， 因此，该槽位的地址在监控系统的存储表格上将被默认为无效。这里，执行所 述初始化指令的过程又称为搜索过程。
(2) 当所述搜索过程完成后，系统会自动切换到工作状态，母板根据存储 于系统中有效的板卡地址，并根据板卡名称、类型等特征信息，运用程序化的 处理生成数据查询协议包，然后下发给对应的板卡，该板卡收到数据查询协议 包后，再将当前信息和历史信息打包成数据响应包转发给母板，母板解析板卡 的数据响应包中并从中获取板卡的工作参数、环境参数及报警信息等内容。此 过程称为轮询过程。在轮询过程中，其他与板卡不匹配的数据查询协议包，板 卡完全可以不理会，只有与板卡相匹配的数据查询协议包，才作应答。例如， 假设母板上有64个槽位，按每个应答的时间是200亳秒计算，所有的应答过程 加起来共需用时12800亳秒(200亳秒x64),如果目前只有一个槽位载入了子 板卡，那么现在用时只需64毫秒就可以得到最新数据；而在现有的查询方法中， 获取板卡的数据所需时间可能是12800亳秒，因此，釆用本发明的方法，既能 避免发送系统中无效的板卡地址的数据查询协议包，大幅提高工作效率，又能 避免应答的无效数据引起信息的错位和混乱，保证了信息的实时性和可靠性。(3 )若板卡被拔出时，存储于系统中有效地址的板卡对系统的轮询没有应 答，当系统检测到这一变化后，就会自动切换到异常状态，并再次下发指令， 完成新的搜索过程。确定之前已在位的板卡的地址、名称、类型、通用属性和 专有特性等信息，并与初始化状态产生的存储记录进行对比，删除已拔出的板
卡的存储记录，然后再切换到工作状态；对应地，当确定到有板卡被载入时， 系统没有轮询到的无效地址的板卡位置此时却有了载入的请求协议包。系统检 测到这一变化后，会切换到异常状态，确定目前存在的板卡的地址、名称、类 型、通用属性和专有特性，与初始化状态所产生的存储记录对比，确认新增的 板卡，则增加载入板卡的存储记录，然后再切换到工作状态。
若异常状态未能切换到工作状态，系统检测到有板卡被载入或拔出时，异 常状态将被再次切入，系统存储的记录得到更新后会重新切换到工作状态。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1、一种热插拔板卡自侦测的实现方法，其特征在于，该方法包括A、在通信设备母板的对应槽位增加一定数量的地址线，通过编码使所述槽位对应固定的板卡地址，并使所述槽位与网管系统通过串行通信总线相连；B、当所述设备启动时进入初始化状态，通过下发搜索指令寻找已载入槽位的板卡，所述板卡应答搜索指令时，通过所述串行通信总线读取所述板卡的属性信息。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述一定数量的地 址线为N个，N为自然数。
3、 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对步骤A所述槽位的 地址线进行编码的过程为通过所述地址线上电平高低的排列次序按二进制进 行编码，使之对应1到2^个板卡地址，每个板卡地址对应一个板卡。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述串行通信总线 为RS485总线。
5、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B所述通过下发搜索 指令寻找已载入槽位的板卡及读取所述板卡属性信息的过程为Bl、所述板卡通过地址线获取槽位上地址线的固定编码格式，并以二进制 方式计算硬件地址属性，由母板开启搜索指令，所述网管通过通信协议依次向 待载入板卡的槽位发送固定格式协议包；B2、收到所述固定格式协议包的板卡根据自身查询和计算的数据信息并附 加自身的固有信息，生成固定格式的响应协议包并发送给母板；B3、所述母板从所述固定格式的响应协议包中解析所述板卡的地址、名称、 类型、通用属性和专有属性信息。
6、 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，步骤B之后进一步包括C、 所述初始化过程完成后，所述系统自动切换到工作状态执行轮询，母 板运用所读取的板卡信息生成数据查询协议包，并下发给所述板卡；对应的板卡收到所述数据查询协议包后再将自身当前信息和历史信息打包生成数据响应 包转发给母板；再由母板解析板卡的数据响应包，并从中获取板卡的工作参数、 环境参数及报警信息的内容。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤C之后进一步包括D、当板卡被拔出时，系统检测到对应地址的板卡对轮询无应答，自动切换到异常状态，并再次下发指令进行新的搜索过程，确定之前已在位的板卡信 息，并与初始化状态所产生的存储记录进行对比，删除已拔出的板卡的存储记录，然后切换到工作状态；或当确定到有板卡被载入时，系统检测到这一变化，自动切换到异常状态， 确定现有板卡的信息并与初始化状态产生的存储记录对比，确认新增的板卡存 储该板卡信息，再切换到工作状态。
全文摘要
本发明公开了一种热插拔板卡自侦测的实现方法，通过硬件结合软件的设计方法，在通信设备的母板相应的槽位增加一定数量的地址线，通过软件方式对所述槽位与对应板卡的管脚地址线的电平进行检测，根据所述地址线的电平高低的顺序来识别所述板卡的地址，并读取和存储板卡上的属性信息；所有信息通过串行总线与网管系统实现信息交互，降低了布线的复杂度，并能够通过软件自动切换系统的不同状态。采用本发明所述的方法，具有提高板卡通用性和分散式布局，提高通信设备的智能化程度，降低设备生产成本的优点。
文档编号H04M3/22GK101567810SQ20081017644
公开日2009年10月28日 申请日期2008年11月11日 优先权日2008年11月11日
发明者叶光明, 李华民, 杨裕欢, 峰 王, 锋 王 申请人:武汉虹信通信技术有限责任公司