[发明专利]一种1394b光总线的总线监视器及其监视方法

说明书

技术领域

本发明属于1394b光总线技术领域，具体地说，是指一种1394b光总线的总线监视器及其监视方法。

背景技术

在军事应用和空间应用中，1394b光总线由于带宽高、拓扑结构灵活、抗干扰能力强等方面的优势得到了广泛的关注，其应用于各种具有多节点多任务的分布式系统中。

在分布式系统中各个节点之间相互协同执行系统的任务，1394b光总线为节点之间信息同步与数据交换提供了传输通道。为了实现分布式系统任务无误地执行，必须保证分布式系统中互联的节点能够正确进行数据传输，因此通过总线监视器对1394b光总线上的数据传输情况进行监督管理是十分必要的，尤其对卫星、导弹、飞机等精密系统的故障恢复以及状态记录，其能够迅速对异常事件定位、处理并记录。

目前尚无1394b光总线的总线监视器的设计方案，虽然在使用其他总线协议的分布式互联系统中，总线监视器已获得应用，然而不同协议的总线系统具有各自的特点，所采用的方案不能移植到1394b光总线互联系统中。

1553B总线的总线监视器在1553B协议中进行了规范，其用来监视总线控制器是否工作正常，文献1：1553B总线监视器系统软件设计，计算机测量与控制.2010.18(6).中对1553B总线监视器的设计进行了阐述，并通过实验验证其能够对总线控制器传输的数据进行监控。在该方法中，总线监视器仅对总线控制器进行监视，而未对总线上远程终端的工作状态进行监视，因此无法实现对总线状态进行完全的监视。

文献2：总线监视器的设计，微电子学与计算机.2004.21(11).中提出了一种功能SoC验证平台中总线监视器的设计方法，利用总线监视器对片上总线上发生的事务进行实时监视并将监视结果以机器可读的格式显示出来从而可以帮助验证工程师有效地判断数据传输的正确性达到验证单个模块和系统功能的目的。该方法用于在系统设计的验证过程中，但是无法在系统正常运行时对系统状态进行监视。

发明内容

针对现有技术中1394b光总线互联系统中尚无总线监视器设计方案的问题，本发明提出一种1394b光总线的总线监视器及其监视方法，能够有效监视1394b光总线上数据传输情况并记录，该总线监视器具有连接灵活、结构简单、即插即用等优点。

所述的1394b光总线的总线监视器采用了1394b物理层芯片、FPGA模块、光电转换模块和存储器，通过将这几个部分相互连接组成总线监视器；在监视方法中根据总线监视器所执行任务的需求，利用Verilog语言在FPGA模块上实现对1394b光总线上的数据传输和节点状态进行监控、处理以及记录到存储器等方面的功能。

本发明提出一种1394b光总线的总线监视器，包括1394b物理层芯片、FPGA模块、光电转换模块和存储器，所述的光电转换模块通过阻抗匹配实现光接口信号与1394b物理层芯片的串行电信号之间的光电转换，总线监视器通过光接口连接到1394b光总线中；1394b物理层芯片能够将接收到的串行电信号解码，并通过其芯片上的数据控制信号线将1394b光总线上的数据包以及状态信息传输到FPGA模块；FPGA模块将从1394b物理层芯片获得数据包及状态信息记录并存储于存储器中，同时当数据格式错误或1394b光总线上的节点状态与正常工作状态不符时进行处理；存储器根据需求记录1394b光总线上所有节点发送的数据包以及节点的状态信息。

本发明还提出一种采用总线监视器进行监视的监视方法，包括以下几个步骤：

步骤一：FPGA模块等待1394b物理层芯片的事务通知，当FPGA模块接收到事务通知后，执行步骤二，否则继续等待；

步骤二：FPGA模块接收1394b物理层芯片的事务，FPGA模块判断接收到的事务是否出现异常，即数据包地址、格式、数据或校验码错误以及1394b光总线状态信息不符合正常工作要求，如果出现异常，则执行步骤三，否则FPGA模块将正常事务记录到存储器中，并返回步骤一，并等待下一次事务通知；

步骤三：FPGA模块判断步骤二中接收到的事务的类型是数据包还是系统状态信息，如果是数据包则执行步骤四，如果是状态信息则执行步骤五；

步骤四：FPGA模块记录数据包异常，并将异常数据信息打包发送到1394b光总线上的发生该错误的源节点，通知其纠正该错误，然后返回步骤一；

步骤五：FPGA模块记录状态信息异常，并将异常状态信息打包发送到相应处理单元，然后返回步骤一；如果即不是数据包，也不是状态信息，则返回步骤一。

本发明的优点在于：