[实用新型]UM-BUS总线通道故障检测控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种总线通道故障检测控制器，特别地，涉及UM-BUS总线通道故障检测控制器。

背景技术

动态可重构高速串行总线(UM-BUS总线)是一种能够将高速通信与冗余容错有机统一，具有远程扩展能力的高速串行总线。它基于M-LVDS(Multipoint Low Voltage Differential Signaling，多点低电压差分信号)信号传输方式，采用总线型拓扑结构；通过多通道并发方式可提供高达6.4Gbps的通信速率；通过多通道的动态重构能对多个总线与节点故障进行容错；具有远程存储访问能力，可以为嵌入式系统的远程扩展提供强有力的支持；具有链路状态自检功能，能够对总线通道健康状态进行在线实时动态监测。

动态重构是UM-BUS实现并发传输与动态容错的关键技术，它通过在总线各节点中建立和维护一个通道健康状态表，据此将通信数据动态分配到正确通道上进行传输，从而对通道故障进行屏蔽与容错。

CN102622323B公开了一种动态可重构串行总线中基于开关矩阵的数据传输管理方法，其利用通道故障状态表，通过开关矩阵数据传输管理阵列动态管理缓冲区与不定数目通道的数据传输，使数据均衡地分配到有效通道上，实现了故障状态下数据的动态重构。

动态可重构串行总线的核心基础是对总线通道故障、节点故障进行实时的在线检测，实时更新通信节点的通道健康状态表，保证UM-BUS总线在通道故障状态下的正常通信。现有技术中的总线通道故障检测控制器在速度、带宽占用等方面不能满足此要求。

发明内容

本实用新型在于提供一种UM-BUS总线通道故障检测控制器，该控制器能够实现对总线通道故障、节点故障的实时在线检测。

本实用新型为实现上述目的所采取的技术方案为：一种UM-BUS总线通道故障检测控制器，其特征在于：包括通道健康状态表、检测控制状态机和通道检测通信控制器，其中所述通道健康状态表是按照UM-BUS总线通道的通信主、从节点连通情况建立的二维表格；所述检测控制状态机能够根据上层的检测命令或者来自通道主节点的检测命令包，启动通道检测过程，实现不同检测状态的定时，控制所述通道检测通信控制器进行通道检测数据包的收发，完成对通道健康状态表的更新；所述通道检测通信控制器设置于每个总线通道上，能够在所述检测控制状态机的控制下，完成通道检测包的组帧与解析，通过通道MAC在总线通道上进行检测数据包的接收和发送，对通道故障进行判断。

根据本实用新型的UM-BUS总线通道故障检测控制器采用分层式控制结构，能够实现对UM-BUS总线通道故障的在线实时检测与动态标记。

附图说明

图1是UM-BUS总线拓扑结构图；

图2是UM-BUS总线协议模型与数据流图；

图3是UM-BUS总线通道检测数据包格式；

图4是UM-BUS总线故障检测方法示意图；

图5是UM-BUS总线故障检测器结构模型。

具体实施方式

UM-BUS总线采用基于M-LVDS技术的多通道并发冗余的总线拓扑结构，支持最多30个通信节点直接互连，不需要通常高速总线组网时所需的路由器或转接器；使用2～32个通道并发传输提高总线通信速率，最高通信速率可达6.4Gbps；通过多通道的动态冗余与故障重构，可实现对最多31个通道故障的动态容错；采用主从命令应答式的远程存储访问协议，为系统提供了灵活的远程非智能扩展能力。UM-BUS总线的拓扑结构如图1所示。

如图2所示，UM-BUS通信协议分为处理层、数据链路层、物理层三个层次。数据链路层又分为数据缓冲子层、传输子层和MAC子层。

处理层是UM-BUS通信协议模型的最上层，完成总线通信的管理工作并将部分信息反馈给外接设备或上层应用。

数据链路层完成通道故障管理与数据动态分配功能，是UM-BUS总线协议的核心部分。其中数据缓冲子层提供了一个260x32位数据缓冲存储器，用来在通信过程中对通信数据进行存储；MAC子层完成通道管理、故障检测、通道健康状态表维护、通道数据组帧与解帧等功能；传输子层实现通信数据的分组传输，根据通道健康状态表，实现数据在健康通道的均衡分配。

UM-BUS总线使用双绞线传输，采用8b/10b编码方式，物理层完成数据编解码、差错校验、字符同步、时钟同步等功能。