[发明专利]一种面向多点互联应用的串行总线冗余通信方法

说明书

技术领域

本发明属于通信领域，涉及一种面向多点互联应用的串行总线冗余通信方法。

背景技术

目前电子设备之间通信总线可分为并行总线和串行总线两种。并行总线在计算机领域应用较为广泛，如PCI总线和ISA总线，其特点是并行总线通常由地址总线、控制总线和数据总线组成，并行总线扩展方便，其明显不足体现在连接信号数较多，不利于设备小型化，难以满足某些对控制装置尺寸存在严格限制的场合需要等方面；其次，总线通信未采取冗余机制，一条信号线连接故障会导致通信任务失败。

相比并行总线，串行总线的种类相对较多。按通信站点物理连接类型可划分为点对点通信和多点互联通信两种，前者后者包括PCI Express、Rapid IO、SpaceWire、USB和1394等，后者包括I2C、1553B和CAN等。点对点通信总线带宽则较高，通常都在200Mbps以上，而多点互联串行通信总线在实际使用中存在通信带宽较低的不足，大部分均在1Mbps以下。从使用的数据传输通道数目来看，I2C和CAN总线使用一条数据传输通道，未采用冗余设计；1553B总线采用2条数据传输通道，其中，一次传输仅占用一条数据传输通道，另一条数据传输通道存于热备份状态。通过增加数据传输通道的条数，可以显著提高多点互联串行通信总线的传输带宽，与此同时，借鉴1553B总线冗余通信的特点，多点互联串行通信总线应包括备份数据通道，来提高通信系统的可靠性。但目前，在多点互联串行通信领域，尚未有关于实现多条数据传输通道中故障自动诊断与数据传输通道自动切换方法的报道。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种面向多点互联应用的串行总线冗余通信方法，满足多点互联领域高带宽通信需求，同时，该方法实现传输通道故障的自动诊断与隔离，以及传输失败自动重传功能。

本发明的技术方案是：一种面向多点互联应用的串行总线冗余通信方法，步骤如下：

1)建立串行总线通信系统；所述串行总线通信系统包括1个主站点和N个从站点，每个从站点均分配各不相同的ID号；主站点发出传输命令，从站点检测命令并发出响应；所述串行总线通信系统中的串行总线由5条数据传输通道组成，工作时其中4条数据传输通道处于工作状态，另外一条处于备份状态；N为小于等于32的正整数；

2)将串行总线的5条数据传输通道依次顺序编号，主站点在当前处于工作状态的4条数据传输通道上发出传输命令至从站点，并等待从站点响应；所述的传输命令和响应均由同步头段、数据线标识段和数据传输段三部分组成；

3)各从站点均监听全部5条数据传输通道，通过将接收的码流与5种传输命令的格式进行比对，确定当前使用的4条数据传输通道以及传输命令种类；各从站点解析传输命令，当解析出正确格式的传输命令后，与传输命令中指定通信目标从站点ID相同的通信目标从站点完成该条传输命令的指定操作，并在检测到本次传输命令的4条数据传输通道上，将响应发送给主站点；当解析出错误的传输命令后，各从站点继续监听数据传输通道；

4)主站点在4条工作数据传输通道上检测响应，若在预设的最大响应时间内未检测到响应，或虽检测到响应，但与预设的响应格式不一致，主站点则判定本次传输失败，跳至步骤5)；若主站点在允许的响应的时间内检测到格式正确的响应，跳至步骤8)；

5)主站点准备将传输命令进行重新传输，判断若当前传输对应的重传次数小于预设的最大重传次数，则主站点在全部5条数据传输通道上发出数据传输通道故障诊断命令至通信目标从站点，并跳至步骤6)；否则，判定当前传输的重传失败，跳至步骤8)；

6)通信目标从站点对接收到的数据传输通道故障诊断命令进行格式判断，若收到格式正确的数据传输通道故障诊断命令的数据传输通道个数大于或等于2，则认定数据传输通道故障诊断命令有效，通信目标从站点在接收到正确的数据传输通道故障诊断命令码流的传输数据传输通道上发出相应的响应至主站点；若收到格式正确的数据传输通道故障诊断命令的数据传输通道个数小于2，则通信目标从站点不发送响应；

7)主站点在全部5条数据传输通道上检测响应，若未检测到响应或者检测到响应格式正确的数据传输通道条数小于4时，跳至步骤5)执行；否则，主站点从响应格式正确的数据传输通道中任选4条，作为新的4条处于工作状态的数据传输通道，用于进行下一次传输，并跳转至步骤2)对传输命令进行重传；

8)本次传输结束。