動態(tài)可重構(gòu)總線監(jiān)聽系統(tǒng)中的通道健康狀態(tài)記錄裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種嵌入式系統(tǒng)總線監(jiān)聽系統(tǒng)中通道健康狀態(tài)記錄裝置，尤其涉 及一種動態(tài)可重構(gòu)總線中的通道健康狀態(tài)記錄裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 動態(tài)可重構(gòu)總線（UM-BUS)是針對高可靠嵌入式應(yīng)用場合所定義的一種基于 M-LVDS的總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高速串行總線，如圖1所示，采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，支持多節(jié)點 直接互連，最多可使用32條通道并發(fā)傳輸數(shù)據(jù)。如果某些通道出現(xiàn)故障，總線控制器可實 時地檢測出來，將數(shù)據(jù)動態(tài)分配到剩余有效的通道上進行傳輸，實現(xiàn)動態(tài)重構(gòu)，對通信故障 進行動態(tài)容錯。
[0003] UM-BUS總線的通信協(xié)議模型如圖2所示，從上到下依次為處理層、數(shù)據(jù)鏈路層、物 理層。其中處理層負(fù)責(zé)對整個總線的管理、協(xié)議封裝和對上層應(yīng)用接口的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)鏈路層 又分為傳輸子層和MAC子層兩部分，傳輸子層根據(jù)現(xiàn)存的有效線路對數(shù)據(jù)進行分組和動態(tài) 重構(gòu)。有效線路的信息由MAC子層通過鏈路檢測提供。物理層是協(xié)議的最底層，它為數(shù)據(jù) 通信提供傳輸媒體及互連設(shè)備，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的物理連接，完成了串并轉(zhuǎn)換、8b/10b編解碼、 時鐘同步等功能，為總線提供可靠的通信基礎(chǔ)。
[0004] UM-BUS總線采用主從命令應(yīng)答的通信模式，通過數(shù)據(jù)包的形式進行信息交互?？?線上的節(jié)點按功能不同可劃分為主節(jié)點、從節(jié)點及監(jiān)視節(jié)點，一次通信過程只能由主節(jié)點 發(fā)起并且由從節(jié)點響應(yīng)，監(jiān)視節(jié)點用于監(jiān)視總線上的通信過程。如圖3所示，數(shù)據(jù)通信時， 在發(fā)送端，處理層從上層接口獲得數(shù)據(jù)并存儲到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在傳輸子層根據(jù)MC子層提 供的有效線路信息將數(shù)據(jù)包動態(tài)均衡地分配到有效通道上，在物理層將分組數(shù)據(jù)包裝后， 經(jīng)8b/10b編碼成比特流發(fā)送到鏈路上。在接收端，物理層將收到的數(shù)據(jù)進行時鐘同步、 8b/10b解碼、串并轉(zhuǎn)換后，將通道數(shù)據(jù)解包，然后在傳輸子層根據(jù)MC子層提供的有效線路 信息將數(shù)據(jù)進行動態(tài)組織并存儲在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，最后由處理層交給應(yīng)用層處理。
[0005] UM-BUS總線采用"命令-應(yīng)答-確認(rèn)"三段式通道故障檢測算法，在復(fù)位后或出 現(xiàn)故障時，由主節(jié)點啟動對從節(jié)點進行總線通道健康狀態(tài)檢測過程。如圖4所示，通道檢測 過程從時間上分為三個階段：①檢測命令發(fā)送階段，主節(jié)點從所有總線通道上向被檢測的 從節(jié)點發(fā)送檢測命令包，啟動通道檢測過程；②檢測狀態(tài)應(yīng)答階段，被檢測的從節(jié)點從所有 收到檢測命令的總線通道上，向發(fā)起檢測的主節(jié)點回送檢測應(yīng)答包；③檢測結(jié)果確認(rèn)階段， 主節(jié)點再從所有收到檢測應(yīng)答包的通道上，向被檢測的從節(jié)點發(fā)送檢測確認(rèn)包。對于主節(jié) 點，能夠收到檢測應(yīng)答包的通道是健康通道；對于從節(jié)點，能夠收到檢測確認(rèn)包的通道是健 康通道。在規(guī)定時間內(nèi)主節(jié)點沒有收到從節(jié)點的檢測應(yīng)答包，或從節(jié)點沒有收到主節(jié)點的 檢測確認(rèn)包，均認(rèn)為檢測過程超時，通道不可用。通道檢測完成后，參與檢測過程的主、從兩 個節(jié)點依據(jù)檢測信息包接收情況分別更新各自的通道健康狀態(tài)表。
[0006] UM-BUS總線主、從節(jié)點中的健康狀態(tài)管理基于節(jié)點到節(jié)點的通信要求，采用如表 1的二維表格方式，可以向傳輸子層提供本節(jié)點與任何一個節(jié)點之間的通道可用情況。表 1中，每行對應(yīng)一個總線節(jié)點，表示它與本節(jié)點之間的通道可用情況，每列對應(yīng)一個通信通 道，存儲通道的健康狀態(tài)X，X為O表示通道不可用，為1表示通道可用。
[0007] 表1節(jié)點的通道健康狀態(tài)表
[0008]
[0009] UM-BUS總線監(jiān)視節(jié)點按圖1所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)掛接總線上，對總線上的通信、檢測 等活動進行監(jiān)聽記錄，并將記錄的總線活動信息傳送給后臺處理器進行分類、分析，使得總 線使用者能夠全面地掌握總線各節(jié)點設(shè)備的工作情況，方便總線應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試與問題分 析。總線監(jiān)視節(jié)點只對總線上的活動進行監(jiān)聽記錄，不能向總線發(fā)送信息?？偩€監(jiān)視節(jié)點 的核心由一個總線監(jiān)聽系統(tǒng)構(gòu)成，其功能是對總線上所有通道進行監(jiān)聽，采集記錄總線上 各種通信過程、檢測過程及其它活動過程的命令、狀態(tài)、數(shù)據(jù)及時間等通信信息及工作狀態(tài) 數(shù)據(jù)。
[0010] 總線監(jiān)聽系統(tǒng)在工作過程中，需要依據(jù)對總線通道的監(jiān)聽結(jié)果，按照總線通信過 程涉及的主、從節(jié)點之間的通道健康狀態(tài)表，對總線通道上的通信數(shù)據(jù)進行組織，提取原始 的通信數(shù)據(jù)包，對通信命令、狀態(tài)及數(shù)據(jù)等進行記錄。要完成總線通道數(shù)據(jù)組織，總線監(jiān)聽 系統(tǒng)就必須能夠獲得通信雙方節(jié)點間的通道健康狀態(tài)表，但總線監(jiān)聽系統(tǒng)無法在監(jiān)聽過程 中從通信過程涉及的主、從節(jié)點上取得它們各自的通道健康狀態(tài)信息。這就要求總線監(jiān)聽 系統(tǒng)能夠?qū)偩€通道檢測過程進行監(jiān)聽，根據(jù)監(jiān)聽結(jié)果，自行建立總線上各節(jié)點之間的通 道健康狀態(tài)存儲表格，對總線通道健康狀態(tài)進行記錄，供監(jiān)聽過程中恢復(fù)總線通信信息包 時使用。同時，由于UM-BUS總線的通道健康狀態(tài)是基于節(jié)點到節(jié)點的，這使得總線監(jiān)聽系 統(tǒng)中無法使用主、從通信節(jié)點中的二維通道健康狀態(tài)表格形式，否則，無法滿足監(jiān)聽系統(tǒng)對 任意兩個通信節(jié)點間通信信息包進行監(jiān)聽組織的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本實用新型的目的在于設(shè)計一種動態(tài)可重構(gòu)總線監(jiān)聽系統(tǒng)中總線節(jié)點間通道健 康狀態(tài)記錄裝置，能夠?qū)討B(tài)可重構(gòu)總線上所有節(jié)點之間的通道健康狀態(tài)進行記錄，并能 夠在總線通信過程監(jiān)聽時用于通信信息包的數(shù)據(jù)組織與恢復(fù)。
[0012] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案為：
[0013] 一種動態(tài)可重構(gòu)總線監(jiān)聽系統(tǒng)的通道健康狀態(tài)記錄裝置，其特征在于：所述通道 健康狀態(tài)記錄裝置包括通道檢測識別模塊、行列映射模塊、三維通道表存儲器、通道數(shù)據(jù)組 織模塊和通信數(shù)據(jù)緩沖存儲器。
[0014] 進一步地，所述通道檢測識別模塊用于對動態(tài)可重構(gòu)總線的通道檢測過程進行監(jiān) 視，當(dāng)監(jiān)視到一次通道檢測過程時，根據(jù)監(jiān)視到的檢測信息包生成通道檢測的源節(jié)點號、目 標(biāo)節(jié)點號、通道健康狀態(tài)字以及通道檢測完成信號并送給行列映射模塊。
[0015] 進一步地，所述行列映射模塊用于生成三維通道表存儲器的訪問地址與控制信 號，當(dāng)收到通道檢測識別模塊送來的通道檢測完成信號時，將通道檢測識別模塊送來的源 節(jié)點號作為左口的行節(jié)點地址，目標(biāo)節(jié)點號作為左口的列節(jié)點地址，把通道健康狀態(tài)字從 左口寫入三維通道表存儲器；將通道檢測識別模塊送來的目標(biāo)節(jié)點號作為右口的行節(jié)點地 址，源節(jié)點號作為右口的列節(jié)點地址，把通道健康狀態(tài)字同時從右口寫入三維通道表存儲 器。
[0016] 進一步地，所述三維通道表存儲器是一個雙端口存儲器，用來存儲動態(tài)可重構(gòu)總 線上所有節(jié)點兩兩之間的通道健康狀態(tài)，其左、右兩個端口的有效數(shù)據(jù)寬度與動態(tài)可重構(gòu) 總線的通道數(shù)量相同，左、右端口的有效地址位等分為行節(jié)點地址與列節(jié)點地址兩部分，每 個數(shù)據(jù)字代表了對應(yīng)的行節(jié)點與列節(jié)點之間的通道健康狀態(tài)，每一位對應(yīng)動態(tài)可重構(gòu)總線 的一個通道，構(gòu)成行節(jié)點、列節(jié)點及通道三個維度的通道健康狀態(tài)存儲表格。
[0017] 進一步地，所述通信數(shù)據(jù)緩沖存儲器用于在動態(tài)可重構(gòu)總線監(jiān)聽系統(tǒng)中存儲監(jiān)聽 到的總線通信信息和總線檢測信息。
[0018] 進一步地，所述通道數(shù)據(jù)組織模塊用于對動態(tài)可重構(gòu)總線進行監(jiān)聽，每當(dāng)監(jiān)聽到 一次總線通信過程時，將監(jiān)聽到的通信信息包的源節(jié)點號、目標(biāo)節(jié)點號送給行列映射模塊， 行列映射模塊將該源節(jié)點號與目標(biāo)節(jié)點號作為行節(jié)點地址與列節(jié)點地址，從三維通道表存 儲器的任一個端口讀取通道健康狀態(tài)字，送給通道數(shù)據(jù)組織模塊；通道數(shù)據(jù)組織模塊依據(jù) 該通道健康狀態(tài)字從可用的總線通道上讀取通信數(shù)據(jù)，組成通信信息包，附加包括時間碼 在內(nèi)的信息后，存儲到通信數(shù)據(jù)緩沖存儲器中。
[0019] 進一步地，所述通道檢測識別模塊還用于在監(jiān)視到一次通道檢測過程時，將檢測 信息與包