本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其是涉及一種模塊識別及通信端口自動分配的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
：針對目前電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)，采用模塊化設(shè)計(jì)、通用插槽的設(shè)計(jì)方法。模塊化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)達(dá)到以下幾個目的：(1)模塊的組合配置，就可以出創(chuàng)建不同需求的產(chǎn)品，便于用戶擴(kuò)展，滿足客戶的定制要求。(2)相似性的重用，既可以重用已有件和已有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，也可以重用整個產(chǎn)品生命周期中的采購、物流、制造和服務(wù)資源。(3)減少產(chǎn)品工程復(fù)雜程度。采用模塊化設(shè)計(jì)、通用插槽的設(shè)計(jì)方法，便于用戶對功能擴(kuò)展。但是對目前的電子產(chǎn)品，插槽功能固定，即對于每一個用戶模塊，只能插在固定的插槽上。通信端口固定，即對每一個用戶模塊，其通信端口固定，不具有對用戶模塊的通信端口進(jìn)行實(shí)時分配和釋放功能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種便于擴(kuò)展、便于診斷維修、便于恢復(fù)故障的模塊識別及通信端口自動分配的系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種模塊識別及通信端口分配的系統(tǒng)，其特征在于，包括互聯(lián)板、主控模塊、用戶模塊和電源模塊，所述的主控模塊、用戶模塊和電源模塊分別通過設(shè)置在互聯(lián)板上的插槽與互聯(lián)板連接，所述的主控模塊包括ARM芯片，所述的用戶模塊包括CPLD，所述的主控模塊的ARM芯片和用戶模塊的CPLD分別設(shè)有通信端口，所 述的ARM芯片和用戶模塊的CPLD通過通信端口進(jìn)行通信；主控模塊對插在互聯(lián)板上的用戶模塊進(jìn)行識別，獲取用戶模塊的模塊信息和通信端口信息，然后根據(jù)用戶模塊的模塊信息和通信端口信息對不同類型的用戶模塊進(jìn)行通信端口分配，并且進(jìn)行通信測試，測試通過后，最后進(jìn)行主控模塊與用戶模塊之間的通信。所述的互聯(lián)板上的插槽個數(shù)為8個。所述的主控模塊、用戶模塊和電源模塊任意插在互聯(lián)板的多個插槽中。所述的主控模塊包括處理器芯片和通信接口，所述的處理器芯片與通信接口連接。所述的通信接口包括UART接口和SPI接口。一種模塊識別及通信端口分配的方法，包括以下步驟：1)主控模塊對用戶模塊進(jìn)行識別，具體包括以下步驟：11)主控模塊周期性地通過譯碼器查詢互聯(lián)板上的插槽狀態(tài)信息；12)如果插槽上插有用戶模塊，則將用戶模塊的標(biāo)識信息發(fā)回到主控模塊中，如果插槽上沒有用戶模塊，則將表示空閑的信號返回給主控模塊，并進(jìn)行下一次的查詢；2)主控模塊進(jìn)行通信端口分配，并與用戶模塊進(jìn)行通信，具體包括以下步驟：21)主控模塊創(chuàng)建一個資源鏈表，將用戶模塊的標(biāo)識信息和通信接口的狀態(tài)信息儲存到資源鏈表中；22)主控模塊通過查詢資源鏈表，找出空閑的通信端口，根據(jù)模塊類型，從空閑通信端口中分配適合的通信端口；23)主控模塊將分配的通信端口的信息發(fā)送給用戶模塊的模塊處理器，模塊處理器確定分配到的端口類型并配置相應(yīng)的通信端口；24)主控模塊向分配的通信端口發(fā)送通信測試命令，如果接收到正確的響應(yīng)，則通信端口分配成功，進(jìn)行通信，否則，返回步驟21)，重新分配端口。所述的資源鏈表中的項(xiàng)目包括插槽號、模塊類型、分配的端口類型及端口號、模塊的固件版本號、模塊工作狀態(tài)和對外端口的工作狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：一、便于擴(kuò)展，電源模塊、主控模塊和用戶模塊可以插在互連板的任意插槽上，便于用戶模塊的擴(kuò)展和操作。二、便于診斷維修，主控模塊完全掌控插槽、模塊及通信端口之間的對應(yīng)關(guān)系，方便故障診斷、定位及維修。三、便于恢復(fù)故障，在有通信端口空閑的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)對通信故障的模塊進(jìn)行通信端口重分配，從而，快速恢復(fù)故障模塊功能。附圖說明圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明中模塊識別結(jié)構(gòu)圖。圖3為通信端口分配功能框圖。圖4為通信口選擇原理框圖。其中，1、互聯(lián)板，2、主控模塊，3、用戶模塊，4、電源模塊。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例：如圖1所示，該系統(tǒng)包含用于系統(tǒng)供電的電源模塊4，用于模塊識別以及通信端口分配的主控模塊2，用于完成各種功能的用戶模塊3，用于連接各模塊的互連板1?；ミB板1上安裝8個通用插槽，而必配的電源模塊4不需要通信接口，必配的主控模塊2是與其他模塊實(shí)現(xiàn)通信對端，也可以說是不需要通信接口，這樣，8個通用插槽只需要6個通信接口就足夠。主控模塊2的ARM處理器內(nèi)置有4個UART接口和2個SPI接口分配給插槽使用。這6個通信端口與插槽及模塊之間也不設(shè)置強(qiáng)制的固定對應(yīng)關(guān)系，因此，需要實(shí)現(xiàn)一種通信端口在模塊之間進(jìn)行自動分配的方案。模塊識別方案每個模塊上有4位模塊標(biāo)識信號(M0～M3)用來表示模塊的種類。分配情況如表1所示：表1模塊標(biāo)識信號分配表M3M2M1M0模塊種類0000電源模塊0001主控模塊20010用戶模塊310011用戶模塊320100用戶模塊330101用戶模塊340110用戶模塊350111用戶模塊361111無模塊依據(jù)上表，每個模塊上這4位信號都根據(jù)模塊類型固定，不可人為更改?；ミB板插槽上用4位信號(Slot0～Slot3)來標(biāo)示插槽號，Slot0～Slot3(Slot0為最低位，Slot3為最高位)的十進(jìn)制數(shù)值即為對應(yīng)的插槽號，通過以下機(jī)制就能識別出插槽上對應(yīng)的模塊。8個插槽選擇/標(biāo)識信號對應(yīng)到每個插槽上只需該插槽號對應(yīng)的那個信號就行，因此，插槽上只需一個信號引腳工作原理如下：如圖2所示，Slot0～Slot3是主控模塊2的輸出信號，M0～M3是主控模塊2的輸入信號。主控模塊2周期性地從0到互連板上最大插槽數(shù)-1向Slot0～Slot3發(fā)查詢命令，每一個查詢命令對應(yīng)4/16譯碼器的一個輸出端輸出為低，這樣，對應(yīng)插槽上三態(tài)驅(qū)動器被選通，模塊上模塊標(biāo)識選擇開關(guān)分別設(shè)置在相應(yīng)的模塊種類狀態(tài)，主控模塊2的M0～M3信號上出現(xiàn)的就是該插槽上當(dāng)前插上的模塊的標(biāo)識值。當(dāng)讀到的M0～M3信號上數(shù)值為1111時，表示該插槽上沒插上模塊，處于空閑狀態(tài)。周期性的查詢能夠?qū)崟r性地反映各插槽上模塊的插拔狀態(tài)，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)模塊的自動識別功能。通信端口分配方案圖3為通信端口分配功能框圖，主控模塊2可分配給用戶模塊3的通信端口為UART0、UART2、UART3、UART4、SPI0和SPI1，主控模塊2會用4個I/O口信號Psel0、Psel1、Ptype和Pset向用戶模塊3輸出通信端口配置信號，通信端口配置如表2所示，Pset用于配置使能信號，高電平有效，當(dāng)主控模塊2配置好通信端口后，用戶模塊3的CPLD會根據(jù)主控模塊2輸出的Psel0、Psel1和Ptype的狀態(tài)來選擇主控模塊2的通信端口，其實(shí)現(xiàn)原理如圖4所示，圖4為通信口選擇原理框圖，用戶模塊3CPLD內(nèi)部包含一個鎖存器、4路4信號分配器和4路2信號 分配器，主控模塊2掃描某一插槽時，會將Ssel信號拉低，當(dāng)插槽上有用戶模塊3，主控模塊2會改變Psel0、Psel1和Ptype的狀態(tài)，進(jìn)行通信端口的分配，并將Pset拉高，然后置低，這樣Psel0、Psel1和Ptype的狀態(tài)就會被鎖存器鎖存，信道復(fù)用器會根據(jù)Psel0、Psel1和Ptype的狀態(tài)去選擇主控模塊2的哪一路通信端口與用戶模塊3ARM控制器UART或SPI通信端口搭接，并通過Comm_port信號告訴用戶模塊3的ARM控制器分配的是UART還是SPI端口，以便用戶模塊3配置相應(yīng)的通信端口，以此實(shí)現(xiàn)通信端口分配。例如當(dāng)配置為UART0為通信端口時，4信道復(fù)用器分別將主控模塊2的TXD0、RTS0、CTS0和RXD0分別搭接到用戶模塊3ARM控制器的RXD1、CTS1、RTS1和TXD1。并將Comm_port置高電平告訴用戶模塊3的ARM控制器分配的是UART通信端口。表2通信端口配置表NA：表示任意狀態(tài)插槽上需增加Psel0、Psel1、Ptype及Pset4個信號，這4個信號都由主控模塊2輸出。Ptype–用于區(qū)分通信端口類型，Ptype為1(高電平)，選用SPI，Ptype為0(低電平)，選用UART口。Psel0、Psel1–用于選擇具體的通信端口。Ptype為0，選用UART口時：Ptype為1，選用SPI口時：Psel00SPI01SPI1Pset–通信端口類型及通信端口號使能信號，高電平有效。Ssel–插槽選擇/標(biāo)識信號。Comm_Port–選擇的通信口類型指示，用于模塊處理器識別選擇的通信口類型。通信口分配過程：(1)由插槽及模塊自動識別過程可以檢測出新插入的模塊是在哪個插槽上及模塊類型，并添加到一個資源鏈表中，資源鏈的項(xiàng)目是一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含插槽號、模塊類型、分配的端口類型及端口號、模塊的固件版本號、模塊工作狀態(tài)、對外端口的工作狀態(tài)等信息；(2)通過查詢資源鏈表，找出空閑的通信端口，根據(jù)模塊類型，從空閑通信端口中分配最適合的通信端口；(3)根據(jù)分配的通信端口類型設(shè)置Ptype，根據(jù)分配的通信端口號設(shè)置Psel0、Psel1，設(shè)定Pset為高，根據(jù)模塊所在的插槽號設(shè)置Slot0～Slot3，而后恢復(fù)Pset為低，Ptype、Psel0、Psel1信號上的信息就所存在模塊中，通信端口類型及端口號就被選定。在該電路中，Pset信號采取適當(dāng)?shù)臑V波處理措施，以防止鎖存器誤動作；(4)模塊處理器讀取Comm_Port信息，確定分配的端口類型，根據(jù)分配的通信端口類型配置相應(yīng)的通信端口。(5)主控模塊2向分配的通信端口發(fā)送通信測試命令，如果接收到正確的響應(yīng)，則表明通信端口分配成功，否則，找到下一個空閑端口，按以上過程進(jìn)行重新分配。當(dāng)前第1頁1 2 3