CN1135274A - 控制和通信设备 - Google Patents

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Abstract

一个主/从通信和控制系统(10)，包括主控制器(12)和多个从子系统(14A、14B、14C)，主控制器通过第一和第二独立的串行数据总线(20A、20B)和从子系统连接，该两个总线被指定为一个工作数据总线和一个备用数据总线。主控制器驱动加在每个从子系统上的A/B选择线(22)来选择从子系统的哪一个数据总线将用来和主控制器通信。每个从子系统产生独立的请求通信的信号，在独立的输入请求线(18A、18B、18C)上传送到主控制器。主控制器产生多个切断信号并经独立的切断线(16A、16B、16C)加到每个从子系统，从而使主控制器可以把切断信号送到每个从子系统。每个从子系统能收到相应的切断信号并把其自身与数据总线断开。

Description

控制和通信设备
                   发明的技术领域
本发明一般说来属于电信领域，更具体地说，属于在电信设备中用于一台主控制器和若干从子系统间相互连接的系统。
发明背景
在电信部门中，重要的一点是系统是冗余的并有保护切换能力。一个典型的通信系统包括备用电路，这些备用电路能迅速地转换成工作状态以支持不能正常工作的电源或工作设备。
电信设备有时包括多个电信子系统或模块，它们和主控制器通信。为了尽量减少系统故障从而减少系统的失效时间，重要之处在于用于在主控制器和从子系统之间的互连和通信应该是坚固的，并能进行高速、高级别的通信。
                         发明概要
本发明提供一种系统，用于在电信设备中在主控制器和从子系统之间的通信。从子系统可以执行电信功能，如信号处理或交换，而主控制器则和从子系统通信并控制其操作。这种系统包括两个串行通信数据总线，一个是工作总线，另一个是备用总线，用于在主站和从子系统间的通信。从主站到每个从站有专用的选择线，它用于使从站在两个数据总线间切换。在主子系统和每个从子系统之间还有独立的切断线(kill line)，而从每个从子系统到主控制器则有独立的(通信)请求线。在工作时，从子系统可以用请求线向主控制器请求通信，从而提供坚固的、为了得到和主控制器的通信的技术。在主和从子系统之间的高级别(因而易于发生错误)的通信是在串行数据总线之一上进行的，而另一个总线则保持在备用状态。主控制器含有故障检测和/或功能性(这可由软件实现)，它通过监测从子系统或系统中其它元件的工作，可以确定出工作数据总线处于不工作状态从而使得每个从子系统切换到备用数据总线上以便继续通信。在控制器确定出一个从子系统正在干扰一个或两个总线的情况下或者是处于不正常工作的情况下，用于该相关从站的那条切断线就被用来通知该从站停止工作并把其自身从系统断开。
这样，如上所述的系统提供在串行数据总线上的快速和高效的高级别的通信，提供坚固的备用数据总线备份，并提供坚固的对从子系统的失效处理和由从子系统向主控制器发送通信请求的坚固的信令处理。
                  附图简介
图1是表明本发明的系统的总体配置的简化方块图；
图2是按照本发明的从子系统的简化方块图，
图3是按照本发明的主控制器的简化方块图。
本发明的详细说明
在下面的优选实施例的详细说明中参考了作为本说明的一部分的附图，并且用图示来表明实现本发明的一个示范性实施例。这个实施例作了足够详细的说明以便熟悉本技术的人员能够实施这一发明，应该理解，可以使用别的实施例而且可以在不离开本发明的范围的情况下进行结构上的和逻辑上的改变。因此，下面详细的说明并不看作是限制意义，而且本发明的范围是由所附的权利要求限定的。
参看图1，本发明包括一个主控制器12，它和多个从子系统14A、14B和14C通信；此后它们集体地和一般性地称作为从子系统14。切断线16A、16B和16C(一般地和集合地称作为切断线16)分别提供给每一个从子系统14A、14B和14C。切断线16的每一根都是在主控制器12和相关的从子系统14之间的独立的专用的连接线。
请求线18A、18B和18C(一般地和集体地称作为请求线18)分别使从子系统14A、14B和14C和主控制器12相连接。请求线18的每一根都是在主控制器12和从子系统14之间的独立的专用的连接线。
数据总线20A和20B的每一个都是独立的串行数据总线，它们连接于主控制器12和从子系统14之间。每个从子系统对每一个数据总线都有一个独立的连接。从主控制器12来的选择线22接到每一个从子系统14，它是专用的硬件布线的连接，它可以被主控制器用来发信号给从子系统以确定为了和主控制器进行串行数据通信时应选择哪个数据总线。在这里所用的术语“专用连接”的意思是，所说的连接最好是物理的(例如硬件布线的)以相对于在更高级别上的协议信号所“承担的”连接。主要的要求是，专用线是坚固的并且是高度抗故障的。
在运行时，数据总线之一作为工作数据总线而运行，另一个则作为备用数据总线。在主控制器12检测到总线之一有故障条件的情况下，选择线22可以被主控制器12用来向每个从站14发信号以便切换到备用数据总线上去运行。如果某一从子系统寻求向主控制器发送一个通信，它就使用它的请求线18来通知主控制器：它希望和主控制器通信。主控制器12可以在工作数据总线上确认这个请求并通知从子系统把它的通信发送给主控制器12。因此，在数据总线和请求线之间存在着独立性，可以得到比起从站单元仅仅通过串行数据总线进行通信时更高级别的坚固性。例如，如果收到了从从子系统经由请求线18来的一个通信的请求，但是从子系统却不能对经由数据总线送给从子系统的命名作出响应(这种响应是经过数据总线作返回通信实现的)，根据这种故障以及在系统中的可能的其它故障的情况，主控制器可以得出这样的结论：该从子系统是损坏的，或者可能是数据总线已经失效。在检测到从子系统的故障的情况下，主控制器12可以用相关的切断线“切断”该从站单元。这个切断线可以是以硬接线方式接到相关的从子系统之中的，它通过切断在该单元中的选择的电路的电源或者通过切换掉该子系统的电路与数据总线的通信功能，从而使该从子系统失效并从数据总线和其它系统电路上被去除。
现在参考图2，这里示出了从子系统14之一的一个简化方块图。这个从子系统包括一个从信号处理模块30，它可以是对电信信号实现信号处理的信号处理电路或一个微处理器程序，或者可以是交换设备，或其它电信功能性。从信号处理模块有一个请求线输出“R”和一个切断线输入“K”。模块30还包括一个串行端口32。串行端口32是通过一个选择电路34而连接的，后者可以把串行端口接到驱动器/接收器36A或36B的任何一个。电路36A和36B的任何一个都包括一个驱动串行数据总线的线路的线驱动器，以及一个从串行数据总线上接收输入的接收器。串行数据总线A和B的每一个可以是例如双线全双工总线，不过对于本发明而言，串行数据总线的形式并不重要。为了把从信号处理模块30的串行端口接到电路36A或36B的任何一个，选择电路34处于从主控制器单元12来的选择线的控制之下。模块30、选择器34和电路36A和36B都从由主控制器单元12所控制的从子系统的切断线接收一个输入。当被起动后，切断线最好切断从信号处理模块30、选择器34和电路36A和36B，使得从子系统能在电气上有效地从数据总线A和B隔离并断开。不过，本发明的切断特性或切断线的具体结构或实现方式并不是关键性的。例如，切断信号可以控制位于电路36A和36B及总线A和B之间的开关，或者可以控制单元中对电路供电的电源，并设计成当电源切断时使电路A和B至少能进入高阻抗状态。这样，从子系统可以用请求线向主处理单元12发信令，可以由主处理单元12用切断线将其加以“切断”，以及由主控制器12使用选择信号将其从A数据总线切换到B数据总线。
现在请参考图3，这里更详细地表示了主控制器12的简化方块图。控制器12包括一个控制器处理器40，它包含故障检测电路软件42和一个串行端口44。控制器处理器40可以包括控制器电路和/或一个软件驱动的微处理器以控制和/或监测从子系统14的工作。对串行端口44的连接要经过一个选择器46，它接受一个由控制器处理器来的选择线，并控制着应由线路驱动器/接收器电路48A或48B的哪一个来接收串行端口的输入/输出流。一旦选择器46切换到和线路驱动器/接收器48A相通信，则在A/B选择线22上的信号被置位以便允许经过从子系统14的A接收器/驱动器电路36A进行的通信。否则，在A/B选择线上的信号被置成使在从子系统中的通信经过驱动器电路36B。这样，选择器46既切换从串行端口44到电路48A和48B中选中的一个电路的输入/输入通道，另外又产生控制从子系统选择器电路34所需的A/B选择线信号。不过，选择信号确切地是如何产生的对本发明并不重要。在主控制器单元12中提供了切断电路50和请求电路52。切断电路50由控制器处理器40所控制以产生按照本发明的工作原理的在每一切断线16上的信号。电路52从从子系统经由请求线18接收请求信号，这些请求通过，例如，控制器处理器40的电路52的查询、或者通过中断事件而送到控制器处理器40。不过，切断信号是如何产生的或请求信号是如何被处理器40接收的，对本发明并不重要。故障检测电路/软件42可以包括故障检测电路或者可以是在微处理器中编好的故障检测算法程序。故障检测算法可以敏感于从子系统对由控制器处理器为那些从子系统所进行的查询的回答，也可能另外地敏感于对其它的可能从别的电路或子系统所提供的故障检测信号输入。但是，对于本发明而言具体的故障检测机理或算法并不是关键。
这样，如上所述，本发明为在需要高度可靠性并在设备失效时能快速保护切换的电信设备中提供了一种在主控制单元和从子系统之间进行通信的坚固的系统。

Claims (1)

1.一种在电信设备中的主控制器和多个从子系统间进行通信和控制的系统，包括：
多个从子系统，每个从子系统含有连接到请求线上的请求线输出端，连接到切断线上的切断线输入端，连接到第一和第二数据总线上的第一和第二电路，该第一和第二数据总线中的一个是另一个数据总线的备用，和连接到选择线上的选择线输入端，每个从子系统还含有接收在选择线输入端上的选择信号的装置以便对用哪个数据总线进行通信发出信令、并有选择地把从子系统中的串行端口连接到接在第一和第二数据总线上的第一和第二电路之一上，每个从子系统还含有根据在切断线输入端收到的信号而把第一和第二电路从第一和第二数据总线上断开的装置，和用于产生在请求线输出端上的请求信号的装置，该请求信号请求和主控制器的通信；和
主控制器含有多个连接到多根切断线上的切断线输出端，每根切断线连接到多个从子系统之一的切断线输入端，还有多个连接到多根请求线上的请求线输入端，每个请求线连接到多个从子系统之一的请求线输出端上，还有把主控制器的串行端口连接到第一和第二数据总线中选中的一个上的装置，和连接到选择线上的选择线输出端，以及把选择信号加到选择线上的装置以便使多个从子系统与第一和第二数据总线的连接是由主控制器进行控制的，主控制器还包含有用于产生多个切断信号的装置，该切断信号用于加到相应的切断线输出端上去，以便使至少一个从子系统在电气上和第一和第二数据总线相隔离，以及包含有用于从多个从子系统的多个请求线输入端接收请求信号的装置。
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