專利名稱：嵌入式設(shè)備的失效恢復(fù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及具有處理器系統(tǒng)的嵌入式設(shè)備，尤其涉及嵌入 式設(shè)備失效后故障診斷與恢復(fù)的裝置。
背景技術(shù)：
嵌入式i殳備大都運(yùn)行在比4交惡劣的環(huán)境，并且承擔(dān)著重要的業(yè) 務(wù)運(yùn)營任務(wù)，比如承擔(dān)信息通訊的電信設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備， 一旦 失效將會(huì)給商業(yè)運(yùn)營帶來重大風(fēng)險(xiǎn)。
由于上述原因， 一些通訊i殳備都具有4呆護(hù)功能，以避免由于個(gè) 別單板或模塊失效導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。保護(hù)功能主要是采用冗余熱 備份的方式，當(dāng)某個(gè)單板發(fā)生故障時(shí)，由備用單板接管其業(yè)務(wù)，從 而4吏整個(gè)系統(tǒng)能夠照常運(yùn)4亍。
然而，由于此時(shí)存在失效單^反，系統(tǒng)就處于非-保護(hù)狀態(tài)，如果 備用單才反再發(fā)生故障，則整個(gè)系統(tǒng)將不可避免地陷于崩潰。因此， 盡快恢復(fù)失效單板或模塊具有重要意義。
單板在運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)由于人為或自然原因?qū)е率?，?如人為造成的配置數(shù)據(jù)丟失、軟件版本升級(jí)失敗、引導(dǎo)程序損壞等 原因使單板無法正常啟動(dòng)運(yùn)行，以及元器件老化、4姿插件^^落等自 然因素導(dǎo)致的損壞。對(duì)于單4反失效，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營維護(hù)人員往往缺少快速有效的手段定位故障，通常的做法是更換整個(gè)單板，失效單板作 返》務(wù)處理，這4及大地增加了運(yùn)營維護(hù)成本。
目前最常用的應(yīng)對(duì)單板失效的做法是對(duì)單板的關(guān)鍵器件作冗余設(shè)計(jì)。
一種典型的嵌入式設(shè)備中處理器系統(tǒng)的最小組成如圖1所示，
包4舌處理器101、系統(tǒng)總線102、存方欠引導(dǎo)考呈序的只讀存4諸器(ROM) 106、存放應(yīng)用程序的Flash芯片104、供程序運(yùn)行的隨機(jī)存儲(chǔ)器 (RAM) 103和可編禾呈邏輯器件(Programmable Logic Device,簡 稱PLD) 105。
冗余設(shè)計(jì)是指對(duì)ROM、 Flash等芯片分別采用兩組， 一組作為 主用， 一組為作備用，由PLD才艮據(jù)一定失見程選4奪一組4殳入工作。當(dāng) 一組器件由于軟件或硬件原因?qū)е聠伟鍩o法正常工作時(shí)，PLD選擇 另外一組器件沖殳入工作，同時(shí)試圖〗務(wù)復(fù)失效的一組器件，實(shí)現(xiàn)一種 失效單板的自我保護(hù)。
這種方式存在以下主要缺陷， 一是硬件成本太高，畢竟單板失 效是小概率事件，對(duì)于像通訊設(shè)備中業(yè)務(wù)線卡這樣的應(yīng)用數(shù)量龐大 的單板，都釆用冗余設(shè)計(jì)，無疑會(huì)極大地增加制造成本。
再者，冗余設(shè)計(jì)只是針對(duì)單板上的個(gè)別關(guān)鍵元器件，當(dāng)出現(xiàn)其 它元器件故障時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)仍然很難對(duì)單板進(jìn)行分析診斷并對(duì)故障做 出準(zhǔn)確定位。
實(shí)用新型內(nèi)容
雜、制造成本高以及無法提供在故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速診斷機(jī)制等缺陷，
5提出 一種用于嵌入式設(shè)備失效恢復(fù)的裝置，盡可能在現(xiàn)場(chǎng)解決故障， 降{氐維護(hù)成本和運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)。
為此，本實(shí)用新型提供了一種嵌入式設(shè)備的失效恢復(fù)裝置，該
嵌入式設(shè)備包括設(shè)置于單板上的處理器系統(tǒng)，該失效恢復(fù)裝置包括 判別選擇^^莫塊，電連接至處理器系統(tǒng)的系統(tǒng)總線上，切換處理器系 統(tǒng)的處理器的兩個(gè)片選信號(hào)；it斷恢復(fù)才莫塊，電連4妻至處理器系統(tǒng) 的系統(tǒng)總線上；觸發(fā)模塊，電連接至判別選擇模塊，觸發(fā)判斷選擇 模塊；以及指示模塊，電連接至診斷恢復(fù)模塊，指示的工作狀態(tài)， 其中，兩片選信號(hào)中的 一片選信號(hào)接通處理器系統(tǒng)的只讀存儲(chǔ)器， 另 一片選信號(hào)接通診斷恢復(fù)模塊。
其中，上述判斷選擇模塊由單板上的處理器系統(tǒng)的可編程控制 器實(shí)現(xiàn)。
其中，上述指示模塊設(shè)置于單板上，指示模塊具有電連接于可 編程控制器的發(fā)光二才及管。
其中，上述觸發(fā)模塊設(shè)置于單板上，觸發(fā)模塊具有電連接于可 編程控制器的按4丑。
其中，上述觸發(fā)模塊設(shè)置于單板上，觸發(fā)模塊具有電連接于可 編程控制器的撥位開關(guān)。
其中，上述觸發(fā)模塊設(shè)置于單板上，觸發(fā)模塊具有電連接于可 編程控制器的跳線器。
其中，上述單板上具有供診斷恢復(fù)才莫塊插接的插座，診斷恢復(fù) 模塊為診斷恢復(fù)芯片。
其中，上述單板上的插座為塑料有引腳片式載體插座。本實(shí)用新型的失效恢復(fù)裝置，相對(duì)于現(xiàn)有才支術(shù)而言，成本大大 降低，只需要很常用元器件就可實(shí)現(xiàn)該裝置，并可重復(fù)利用。而且 該失效恢復(fù)裝置自帶診斷程序，可方便現(xiàn)場(chǎng)快速定位并解決故障。 另外，該失效恢復(fù)裝置也可在生產(chǎn)線上用于檢測(cè)單板。
應(yīng)該指出，以上說明和以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對(duì)所 要求的本實(shí)用新型提供進(jìn)一步的說明。
除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其 它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本實(shí)用新型的其它的目
的、特4i和歲文果作進(jìn)一步詳細(xì)的i兌明。
此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成 本申請(qǐng)的一部分。圖中
圖1是一種典型的處理器最小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2是包含本實(shí)用新型裝置實(shí)施例的處理器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意
圖3是本實(shí)用新型失效恢復(fù)裝置實(shí)施例在單4反處于正常運(yùn)行 狀態(tài)時(shí)的示意圖4是本實(shí)用新型失效恢復(fù)裝置實(shí)施例在單板處于診斷恢復(fù) 狀態(tài)時(shí)的示意圖5是診斷恢復(fù)模塊的存儲(chǔ)示意圖；以及
圖6是本實(shí)用新型失效恢復(fù)裝置的操作使用流程圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型的嵌入式i殳備的失效恢復(fù)裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。
本實(shí)用新型失效恢復(fù)裝置主要包括四部分診斷恢復(fù)模塊、觸 發(fā)模塊、判別選擇模塊以及指示模塊。
其中，診斷恢復(fù)模塊通過系統(tǒng)總線與處理器引導(dǎo)總線接口相連， 該系統(tǒng)總線可以是局域總線(Local Bus )、串行外圍接口 (Serial Peripheral Interface, SPI )、同步串4亍總線(inter-IC, I2C )或外圍 部件互聯(lián)總線(Peripheral Component Interconnect, PCI),該診斷恢 復(fù)模塊存儲(chǔ)處理器引導(dǎo)代碼、診斷恢復(fù)程序、單板重要的固件程序、 配置信息等，處理器能夠從診斷恢復(fù)模塊引導(dǎo)，加載并運(yùn)行診斷恢 復(fù)程序。
觸發(fā)模塊通過手動(dòng)觸發(fā)，為判別選擇模塊提供控制信號(hào)作為判 別依據(jù)。判別選擇模塊根據(jù)控制信號(hào)進(jìn)行判別，對(duì)兩種情形進(jìn)行切
換處理器從處理器系統(tǒng)的只讀存儲(chǔ)器中的引導(dǎo)代碼開始執(zhí)行，加 載并運(yùn)行i貪斷恢復(fù)才莫塊中的應(yīng)用程序，單^反進(jìn)入正常i行狀態(tài)?；?者，處理器從診斷恢復(fù)模塊中的引導(dǎo)代碼開始執(zhí)行，之后單板進(jìn)入 診斷恢復(fù)狀態(tài)。指示模塊用于指示單板是否處于診斷恢復(fù)狀態(tài)。
在下面的詳細(xì)描述中，對(duì)實(shí)施例的大量的具體細(xì)節(jié)進(jìn)行了闡述 以i更對(duì)本實(shí)用新型能夠徹底理解。不過，對(duì)一些眾所周知的結(jié)構(gòu)、 器件、電路以及接口等沒有在細(xì)節(jié)上加以描述，因?yàn)閷?duì)本領(lǐng)域普通 」技術(shù)人員來i兌，要實(shí)踐本實(shí)用新型，這些細(xì)節(jié)的描述不是必需的。各附圖中，相同的器件的標(biāo)號(hào)相差I(lǐng)OO的整數(shù)倍，例如圖1中 的器件106與圖2中器件206、圖3中的器件306、圖4中的器件 406是同一器件，其標(biāo)號(hào)之間相差100的整數(shù)倍。
對(duì)于使用本實(shí)用新型失效恢復(fù)裝置的嵌入式i殳備一個(gè)實(shí)施例， 其處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，虛線框內(nèi)的各個(gè)模塊構(gòu)成了本實(shí)用 新型失效恢復(fù)裝置，具體包括診斷恢復(fù)模塊207、觸發(fā)模塊208、指 示模塊209和在PLD芯片205中實(shí)現(xiàn)的判別選擇模塊，以及處理器 的系統(tǒng)總線中特定的信號(hào)線，共同實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型失效恢復(fù)裝置 的功能。
在實(shí)施例中，i貪斷恢復(fù)才莫塊207由一片閃速存^f渚芯片(Flash芯 片)實(shí)現(xiàn)，用于儲(chǔ)存引導(dǎo)程序、診斷恢復(fù)程序和備份的固件程序。 單^反預(yù)留一個(gè)塑4牛有引扭P片式載體(PLCC， Plastic Leaded Chip Carriers )插座，并連4妄到系統(tǒng)總線202，系統(tǒng)總線202是處理器的 Local Bus。當(dāng)需要對(duì)單板進(jìn)行診斷恢復(fù)時(shí)，將該芯片插入PLCC插 入，相當(dāng)于安裝恢復(fù)診斷裝置。
觸發(fā)模塊的具體實(shí)現(xiàn)如圖3中的標(biāo)號(hào)308和圖4中的標(biāo)號(hào)408 所示，主要通過按鈕、撥位開關(guān)或跳線器實(shí)現(xiàn)，在本實(shí)施例中采用 4安確丑實(shí)現(xiàn)，并預(yù)制在單才反上。圖3中的標(biāo)號(hào)308也體現(xiàn)了單才反正常 工作時(shí)觸發(fā)才莫塊的狀態(tài)。圖4中的標(biāo)號(hào)408則體現(xiàn)了單^反處于i貪斷 恢復(fù)時(shí)觸發(fā)模塊的狀態(tài)。
指示才莫塊的具體實(shí)現(xiàn)如圖3中的標(biāo)號(hào)309和圖4中的標(biāo)號(hào)409 所示，主要通過發(fā)光二極管(LED)實(shí)現(xiàn)，并預(yù)制在單板上，其驅(qū) 動(dòng)電^各310在PLD芯片305內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。圖3中的標(biāo)號(hào)309也體現(xiàn)了 單4反正常工作時(shí)指示才莫塊的狀態(tài)(LED熄滅)。圖4中的標(biāo)號(hào)409 則體現(xiàn)了單板處于診斷恢復(fù)時(shí)指示模塊的狀態(tài)(LED點(diǎn)亮)。
9判別選擇模塊在PLD內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)如圖3中的標(biāo)號(hào)311 和圖4中的標(biāo)號(hào)411所示。它的輸入為處理器的兩個(gè)片選信號(hào)312 和313,它的輸出信號(hào)314和315分別連接單斧反上ROM芯片的片 選和診斷恢復(fù)模塊的片選，觸發(fā)模塊的輸出信號(hào)作為判別控制信號(hào)， 決定片選信號(hào)的選通方式。
單才反處于正常工作狀態(tài)時(shí)，如圖3所示，處理器用于引導(dǎo)的片 選信號(hào)312 4妻通單々反ROM芯片的片選信號(hào)315，這樣處理器通過 ROM引導(dǎo)并裝載應(yīng)用程序運(yùn)行。單4反處于失效恢復(fù)狀態(tài)時(shí)，如圖4 所示，處理器用于引導(dǎo)的片選信號(hào)412接通失效恢復(fù)模塊的片選信 號(hào)415，處理器另外一個(gè)片選信號(hào)413 4妄通單板的ROM芯片的片選 信號(hào)415,這樣單板通過失效恢復(fù)模塊來引導(dǎo)并加載診斷恢復(fù)程序 運(yùn)行。
圖6說明了本實(shí)用新型公開實(shí)施例的主要操作使用流程。
先將失效單板對(duì)應(yīng)的引導(dǎo)代碼、診斷恢復(fù)程序、單板重要的固 件程序、配置信息等相關(guān)文件存儲(chǔ)到診斷恢復(fù)模塊。使用時(shí)，
步驟一，將失效恢復(fù)裝置連接到失效單纟反上； 步驟二，手動(dòng)激活觸發(fā)模塊并使單板上電；
步驟三，通過指示模塊判斷單板是否進(jìn)入診斷恢復(fù)狀態(tài)，如是 則進(jìn)行下一步驟，否則表明單板無法恢復(fù)，作返修處理；
步驟四，引導(dǎo)代碼加載并運(yùn)行診斷恢復(fù)程序，對(duì)單板進(jìn)行測(cè)試 并定4立古t障原因；
步驟五，判斷故障是否可恢復(fù)，如是則進(jìn)行下一步驟，否則表 明單外反無法恢復(fù)，作返+務(wù)處理。
10步驟六，修復(fù)單板故障，完成后取下失效恢復(fù)裝置，使單板進(jìn) 入正常運(yùn)4于狀態(tài)。
對(duì)于步驟四，可通過控制臺(tái)人機(jī)交互界面，對(duì)單板進(jìn)行全面測(cè) 試，進(jìn)一步，單板還可以通過網(wǎng)絡(luò)連接到維護(hù)臺(tái)，獲取更多診斷程 序，能更深入地對(duì)單板進(jìn)行測(cè)試。對(duì)于步驟六，通過網(wǎng)絡(luò)，本實(shí)用 新型裝置還可作為專欠件X反本升級(jí)的 一種途徑。
具體而言，當(dāng)單板失效后，首先將單板對(duì)應(yīng)的引導(dǎo)程序、診斷
恢復(fù)程序、固件程序存儲(chǔ)到診斷恢復(fù)才莫塊，存儲(chǔ)方案如圖5所示，
然后將診斷恢復(fù)模塊安裝到單板上，由于觸發(fā)模塊、指示模塊以及 判別選擇模塊都預(yù)制在單板上，因此不需要安裝其它模塊。
手動(dòng)按下按鈕或安裝跳線器后使單板上電。等待一定時(shí)間后如
指示模塊的LED不亮表明單板無法修復(fù)，否則LED點(diǎn)亮表明單板 進(jìn)入診斷恢復(fù)狀態(tài)，此時(shí)可以放松按鈕或取下跳線器。處理器加載 并運(yùn)4亍i貪斷恢復(fù)程序，開始對(duì)單4反進(jìn)4亍^r測(cè)，并通過控制臺(tái)用人才幾 命令進(jìn)行交互。
當(dāng)定位故障后，如果判斷故障無法修復(fù)則停止恢復(fù)單板準(zhǔn)備返 <奮，否則進(jìn)4于單才反故障恢復(fù)。恢復(fù)過程一見具體故障而定，比如單4反 由于固件程序失效，則可將診斷恢復(fù)模塊備份的固件程序恢復(fù)到單 才反。單4反恢復(fù)成功后，耳又下i貪斷恢復(fù)裝置，使單纟反重新4更入正常運(yùn) 行。
由此可以看出，本實(shí)用新型失效恢復(fù)裝置在單板批量生產(chǎn)和枱r 驗(yàn)時(shí)，既可作為單板固件的燒結(jié)工具，又可作為單板測(cè)試的一種有 效檢測(cè)工具。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本 實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更 改和變4匕。凡在本實(shí)用新型的4青4申和原則之內(nèi)，所作的^f壬^T修改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種嵌入式設(shè)備的失效恢復(fù)裝置，所述嵌入式設(shè)備包括設(shè)置于單板上的處理器系統(tǒng)，其特征在于，所述失效恢復(fù)裝置包括判別選擇模塊，電連接至所述處理器系統(tǒng)的系統(tǒng)總線上，切換所述處理器系統(tǒng)的處理器的兩個(gè)片選信號(hào)；診斷恢復(fù)模塊，電連接至所述處理器系統(tǒng)的系統(tǒng)總線上；觸發(fā)模塊，電連接至所述判別選擇模塊，觸發(fā)所述判斷選擇模塊；以及指示模塊，電連接至所述診斷恢復(fù)模塊，所述指示的工作狀態(tài)，其中，所述兩片選信號(hào)中的一片選信號(hào)接通所述處理器系統(tǒng)的只讀存儲(chǔ)器，另一片選信號(hào)接通所述診斷恢復(fù)模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式設(shè)備的失效恢復(fù)裝置，其特征在 于，所述判斷選擇模塊由所述單板上的所述處理器系統(tǒng)的可 編程控制器實(shí)現(xiàn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的嵌入式設(shè)備的失效恢復(fù)裝置，其特 征在于，所述指示模塊設(shè)置于所述單板上，所述指示模塊具有電連 接于所述可編程控制器的發(fā)光二極管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的嵌入式設(shè)備的失效恢復(fù)裝置，其特征在 于，所述觸發(fā)纟莫塊設(shè)置于所述單板上，所述觸發(fā)才莫塊具有電連 接于所述可編程控制器的按鈕。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的嵌入式設(shè)備的失效恢復(fù)裝置，其特征在 于，所述觸發(fā)模塊設(shè)置于所述單板上，所述觸發(fā)模塊具有電連 接于所述可編程控制器的撥位開關(guān)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的嵌入式設(shè)備的失效恢復(fù)裝置，其特征在 于，所述觸發(fā)模塊設(shè)置于所述單板上，所述觸發(fā)模塊具有電連 接于所述可編程控制器的跳線器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的嵌入式設(shè)備的失效恢復(fù)裝 置，其特征在于，所述單板上具有供診斷恢復(fù)模塊插接的插座，所述診斷恢 復(fù)模塊為診斷恢復(fù)芯片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的嵌入式設(shè)備的失效恢復(fù)裝置，其特征在 于，所述單^^反上的插座為塑料有引腳片式載體插座。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種嵌入式設(shè)備的失效恢復(fù)裝置，該失效恢復(fù)裝置包括判別選擇模塊，電連接至嵌入式設(shè)備的處理器系統(tǒng)的系統(tǒng)總線上，切換處理器系統(tǒng)的處理器的兩個(gè)片選信號(hào)；診斷恢復(fù)模塊，電連接至處理器系統(tǒng)的系統(tǒng)總線上；觸發(fā)模塊，電連接至判別選擇模塊，觸發(fā)判斷選擇模塊；以及指示模塊，電連接至診斷恢復(fù)模塊，指示的工作狀態(tài)，其中，兩片選信號(hào)中的一片選信號(hào)接通處理器系統(tǒng)的只讀存儲(chǔ)器，另一片選信號(hào)接通診斷恢復(fù)模塊。本實(shí)用新型的失效恢復(fù)裝置克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的設(shè)計(jì)復(fù)雜、制造成本高以及無法提供在故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速診斷機(jī)制等缺陷，實(shí)現(xiàn)了盡可能在現(xiàn)場(chǎng)解決故障的要求，同時(shí)可以降低維護(hù)成本和運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號(hào)G06F11/22GK201348779SQ20092000024
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者劉志強(qiáng) 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司