[发明专利]主备系统及主备系统间实现外部部件互连设备切换的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是一种主备系统及主备系统间实现PCI(Peripheral Component Interconnect，外部部件互连)设备切换的方法。

背景技术

主备系统是实现设备高可靠性的一种有效方法。系统正常运行时，由主系统完成整个系统的控制，并保证与备系统的实时同步，当主系统出现异常时，备系统可以自动切换成主系统以完成系统的控制，保证系统的正常运行。

在PCI总线规范中，并没有关于在系统正常运行过程中PCI设备在不同的主控系统或中央处理系统间切换的说明。实际应用中存在大量这样的应用，由于PCI总线的特性，如果不进行有效的控制，PCI设备在两个中央处理系统间切换时很可能导致系统的异常。而传统的切换方法需要通过重新初始化PCI设备实现切换，非常耗费时间且不稳定，很难满足实际应用的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实现PCI设备在主备系统间高效稳定的切换的主备系统及主备系统间实现PCI设备切换的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种主备系统，包括主中央处理系统、备中央处理系统和两个以上的PCI桥，还包括硬件控制逻辑模块、PCI总线开关控制模块及时钟驱动器，所述硬件控制逻辑模块仲裁PCI设备的总线请求并监控PCI总线的状态，所述PCI总线开关控制模块分别与所述各PCI桥互连，所述主中央处理系统及备中央处理系统的主备信号通过所述硬件控制逻辑模块控制所述PCI总线开关控制模块选择相应的中央处理系统与所述PCI总线相连。

上述方案中，所述硬件控制逻辑模块包括PCI总线仲裁模块和PCI总线监控模块，所述PCI总线仲裁模块仲裁各PCI设备的总线请求，所述PCI总线监控模块通过所述各PCI桥监控所述PCI总线的状态以防止所述PCI总线挂起。

上述方案中，所述时钟驱动器为所述主中央处理系统、备中央处理系统及各PCI桥提供时钟。

上述方案中，所述主中央处理系统与所述备中央处理系统间通过主备通信总线互连，且还分别通过中央处理系统总线与所述硬件控制逻辑模块互连。

一种上述主备系统间实现PCI设备切换的方法，包括以下步骤：

5.1所述PCI总线开关控制模块将经过主备竞争确定的主中央处理系统与所述PCI总线相连，所述主中央处理系统初始化连接到所述PCI总线的各PCI设备，并将各PCI设备的初始化信息在经过主备竞争确定的备中央处理系统注册，同时保持所述各PCI设备信息在所述主中央处理系统与备中央处理系统的同步；

5.2主备中央处理系统切换时，根据主备信号的变化，所述硬件控制逻辑模块的PCI总线仲裁模块禁止所述各PCI设备的PCI总线交易请求并且收回已授予的PCI总线交易权；

5.3所述硬件控制逻辑模块的PCI总线监控模块根据所述PCI总线的状态作出相应的处理使得所述PCI总线为空闲状态后，断开所述主中央处理系统与所述PCI总线的连接；

5.4主备中央处理系统切换结束后，通过所述硬件控制逻辑模块的控制，所述PCI总线切换到连接所述备中央处理系统的状态，待所述备中央处理系统准备完毕后，所述硬件控制逻辑模块使能所述PCI总线。

上述方案中，步骤5.3中所述PCI总线的状态及相应的处理包括以下情况：

若所述PCI总线已为空闲状态，则保持所述空闲状态；

若所述PCI总线正在进行一总线交易且检测到所述总线的信号异常，则断开所述主中央处理系统与所述PCI总线的连接，接管异常信号的控制权，模拟目标异常终止协议以保证所述总线交易终止后，所述PCI总线返回空闲状态；

若所述PCI总线正在进行一总线交易且所述总线的信号正常，则利用所述主中央处理系统的PCI接口完成所述总线交易后，所述PCI总线自动返回空闲状态；

若所述PCI总线在预设时间内未返回空闲状态，则通过所述硬件控制逻辑模块实现所述PCI总线空闲状态的恢复。

上述方案中，步骤5.1包括以下步骤：

7.1所述主备系统通过主备竞争后确定主中央处理系统和备中央处理系统，所述硬件控制逻辑模块根据主备信号控制所述PCI总线开关控制模块将所述主中央处理系统与所述PCI总线相连；

7.2所述主中央处理系统初始化连接到所述PCI总线的各PCI设备；