[发明专利]一种适用于多点互联的高速串行总线的通信方法

说明书

本发明公开了一种适用于多点互联的高速串行总线结构及其通信方法，涉及通信设备的信息交互领域。该总线结构的主站单板与各从站单板之间具有一条时钟传输通道和一条数据传输通道，时钟传输通道和数据传输通道均由M‑LVDS总线实现。其中，主站单板利用时钟传输通道提供总线时钟，供各站点单板收发数据；同时负责维护总线，当总线空闲时，授予各从站单板发送权限，让各从站单板发送数据。从站单板用于：在获得发送权限后，通过比较各从站单板地址的高低，区分不同的优先级来竞争总线使用权，进行数据的发送。总线上所有站点采用竞争方式使用总线，具有更高的实时性；采用主站管理总线方式，让每个站点在竞争总线时，可以获得均等机会。

技术领域

本发明涉及通信设备的信息交互技术领域，具体来讲是一种适用于多点互联的高速串行总线结构及其通信方法。

背景技术

通信设备及一些大型电子设备通常由多块电路板(简称单板)共同实现复杂的功能，各单板之间需要进行信息沟通，如各单板的工作状态、相互之间的控制等。采用总线实现各单板之间的互连，可以大大减少背板连线的数量，是一种必然的选择。

现有总线技术很多，如I2C(Inter-Integrated Circuit，内部集成电路)总线和CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线等，这些技术在工业电子、通信设备等领域都已有广泛应用，但存在传输数据速率不高(CAN总线最高速率只有1Mbps)、信息量不大等方面的限制。对大容量通信系统或一些大型电子设备，单板之间需要传送大量信息，并且信息要求实时性强的场合，无法满足使用要求。例如：在通信设备中，很多板卡之间需要通告板在位信息、实时告警信息等，这些信息数据量不大，但要求高的实时性和可靠性，且由于板卡数量多，必须采用高速总线才能实现。

实际操作中，多个节点互连的高速背板总线(速率大于1Mbps) 硬件上可采用TIA/EIA-899标准的M-LVDS(Multipoint low Voltage Differential Signaling，多点低电压差分信号)电平实现，但在总线链路层协议方面，主要采用HDLC(High Level Data LinkControl，高级数据链路控制规程)协议实现多节点之间的通信，在HDLC协议中，定义了主站、从站和复合站三种链路结构，但没有给出多节点共用同一总线的仲裁方法，对多节点共用同一根背板总线的实现不具有指导意义。

而中国公开的公告号为CN200810242609.4A的《一种实时多路复用同步高速传输串行总线协议》提出了一种实时多路复用同步高速传输串行总线协议，该协议预先定义一个节点作为主节点，由该主节点控制，各节点依次轮流发送数据。但是，利用该协议实现的传输方法中，各节点只能按照预先分配时间间隔传输数据，当某一个节点数据较长，需要多次传输才能实现；或者当该节点不存在时，仍然占用时间段，总线的实时性和灵活性较差。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种适用于多点互联的高速串行总线结构及其通信方法，能在多点互联应用场合下利用高速串行总线实现多节点之间的通信，且能满足多节点之间高速、实时通信需求。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种适用于多点互联的高速串行总线结构，包括一个作为主站的单板和若干作为从站的单板；主站单板与各从站单板之间具有一条时钟传输通道和一条数据传输通道，时钟传输通道采用由主站单板发送、从站单板接收的单向传输方式，数据传输通道采用主站单板、从站单板均可发送、接收的双向传输方式，且时钟传输通道和数据传输通道均由M-LVDS总线实现。所述主站单板用于：利用时钟传输通道提供总线时钟，供各站点单板同步发送和接收数据；同时负责维护总线，当总线空闲时，授予各从站单板发送权限，让各从站单板利用数据传输通道发送数据；所述从站单板用于：在获得发送权限后，通过比较各从站单板地址的高低，区分不同的优先级来竞争总线使用权，进行数据的发送。