[发明专利]一种实现双系统槽的装置和方法

说明书

本发明涉及通信、计算机控制领域的小型PCI(Compact PCI，简称CPCI)系统的备份技术，具体涉及在CPCI系统中通过PCI总线实现可互相备份，内存共享以及快速交换数据的双系统槽的装置和方法。

Compact PCI技术基于传统的桌面PCI技术，并针对工业和嵌入式应用需求在机械结构，高可靠性方面作了有益的改进。自Compact PCI规范(Compact PCI Specification，Revision 2.1)发布以来，基于CPCI的产品得到了广泛应用。为了指导CPCI技术的应用，PCIT业计算机行业协会(PICMG)也发布了许多相关规范，得到了业界的广泛认同。目前，CPCI系统在通信、计算机控制、工业控制等领域有着广泛的应用，但是，由于PICMG发布的规范中没有涉及到系统槽主备的相关技术，使得CPCI技术在需要高容错性能的电信级产品中的应用比较少见。

目前，基于CPCI技术的产品当中，比较典型的设计是一个系统槽加上最多七个外围槽，系统槽上的控制板作为整个CPCI系统的控制核心，来协调其余外围板的工作，外围板能够做到备份，而核心控制板无法备份，这对电信用户来说，比较难以接受。在此基础上，PICMG又发布了CPCI双系统槽规范(PICMG2.7，Compact PCI 6U Dual System SlotSpecification)，业界也推出了双系统槽双CPCI总线的产品，至于两个系统槽之间如何备份，PICMG没有制定相关规范，因此，有的产品就通过I²C总线互连方式或以太网来实现系统槽的备份。两个系统槽之间的系统管理信息和备份数据均通过I²C总线或以太网来交换。电信产品要求系统主备倒换速度快，同时不能影响现有业务的处理，这就要求备用系统随时更新业务和状态数据，与主用系统保持同步，无论有无发生倒换都有大量的数据需要进行交换。I²C总线作为用于IC间通信的一种高速串行总线，其支持的最高速率在几Mbit/s数量级，很难满足这种电信级要求；更为严重的灾难是当主用系统板突然失效(如程序跑飞，对外界不作任何响应)，此时往往有大量的电信业务参数保存在主用系统内存中，备用系统板要接替失效的主用系统板继续工作，做到平滑倒换，就一定要获得这些电信业务参数数据，无论采用I²C还是以太网，因为由此两种技术完成通信功能还需要主控制器和程序代码的过多干预，当主控制器的失效时，无法得到这些关键的电信业务参数数据，不可避免地会在主备倒换过程中产生短时的业务失败，这当然不是最好的主备倒换解决方案。

本发明的目的之一是提供一种应用于CPCI系统实现双系统槽的装置，使得互为主备的系统之间能够完全透明地访问对端系统的内存，无需对端主控制器和程序的干预，以满足电信级的设备的要求。

本发明的目的之二在CPCI系统中实现双系统槽的方法，使互为主备的系统之间的倒换灵活方便，并具有高可靠性、高容错能力，达到满足电信级要求的主备系统槽实现方法。

本发明提供了一种在双系统槽的Compact PCI系统中实现系统槽主备倒换的装置，该装置包含：三套PCI总线和两块互为备份的系统板；

Compact PCI总线A用于两块系统板(1和2)同外围板(1到6)互连，Compact PCI总线B用于两块系统板同外围板(7到12)互连，Compact PCI总线C用于两块系统板(1和2)之间的通讯；

系统板1包含：连接局部PCI总线和Compact PCI总线A的PCI透明桥1，连接局部总线和Compact PCI总线B的PCI透明桥2，完成外围板热拔插处理的热拔插控制器1(HSCl)，特殊的PCI总线中央资源控制器1(提供时钟、仲裁、复位)，PCI非透明桥1和总线开关1高阻复接在一起并连接于Compact PCI总线C与局部PCI总线之间，主控制器部分完成各种业务包括PCI总线资源的重新分配，PCI器件驱动程序的加载和卸载；

系统板2包含：连接局部PCI总线和Compact PCI总线A的PCI透明桥3，连接局部总线和Compact PCI总线B的PCI透明桥4，完成外围板热拔插处理的热拔插控制器2(HSC2)，特殊的PCI总线中央资源控制器2(提供时钟、仲裁、复位)，PCI非透明桥2和总线开关2高阻复接在一起并连接于Compact PCI总线C与局部PCI总线之间，主控制器部分完成各种业务包括PCI总线资源的重新分配，PCI器件驱动程序的加载和卸载。

本发明实现双系统槽主备倒换的具体工作步骤如下：