热备份系统的gpio控制装置及其控制方法
热备份系统的gpio控制装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子技术领域，具体为一种热备份系统的GP1控制装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]在广电应用领域，机箱内部的重要模块必须做热备份处理，以使得在任何模块出现异常后，整个系统仍然能够正常运行和工作，保证在播出期间不会出现中断。机箱内的控制板作为系统的调度中心，基于热备份的要求，具备主控制板和备控制板，在正常情况下，主控制板完成对整个机箱的控制和系统的调度功能，备控制板不得对机箱和系统有任何影响，但是在主控制板出现异常的情况下，备控制板要能够自动接管机箱的控制权和系统的调度权，继续保持机箱和系统的正常工作。当主控制板或备控制板的任一控制板当前具有机箱的控制权和系统的调度权，相应地，该控制板的GP10接口则需要与机箱上对外的GP10接口相连接，以实现系统的调度和不同设备间的信息交互。现有技术中，对于主控制板或备控制板的GP10接口、与机箱的GP10接口之间的连接控制通常采用软件和程序来实现，而由上可知主控制板和备控制板既要彼此隔离，又要相互联系，采用软件和程序的连接控制方式可靠性不高、安全性差。
【发明内容】
[0003]本发明针对以上问题的提出，而研制一种热备份系统的GP10控制装置及其控制方法。
[0004]本发明的技术手段如下:
[0005]—种热备份系统的印10控制装置，所述热备份系统包括主控制板、备控制板和机箱;所述主控制板具有主GP10接口 ；所述备控制板具有备GP10接口 ；所述机箱具有机箱GP10接口 ；所述主控制板具有主地址线;所述备控制板具有备地址线，所述GP10控制装置包括:
[0006]配置在主控制板上的主可控开关;所述主可控开关置于所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间，用于接通或断开所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0007]配置在主控制板上，与主地址线、备控制器和主逻辑电路相连接的主控制器;所述主控制器用于读取主地址线上的电平信号，检测是否存在备控制板，检测所述主控制板是否异常，并当主控制板不存在异常时，通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常时，通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号相反的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常且检测到存在备控制板时，输出主备切换信号给备控制器；
[0008]配置在主控制板上，与主可控开关、主地址线和主控制线相连接的主逻辑电路；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号一致时，所述主逻辑电路控制所述主可控开关闭合，进而接通主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号不一致时，所述主逻辑电路控制所述主可控开关断开，进而断开主GP1接口和所述机箱GP1接口之间的连接；
[0009]配置在备控制板上的备可控开关;所述备可控开关置于所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间，用于接通或断开所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0010]配置在备控制板上，与备地址线、主控制器和备逻辑电路相连接的备控制器;所述备控制器用于读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路;所述备控制器还用于当接收到主控制器传输过来的主备切换信号且备控制板未存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，输出备主切换信号给主控制器；
[0011]配置在备控制板上，与备可控开关、备地址线和备控制线相连接的备逻辑电路;当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号一致时，所述备逻辑电路控制所述备可控开关闭合，进而接通备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致时，所述备逻辑电路控制所述备可控开关断开，进而断开备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0012]进一步地，当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，所述主控制器输出报警信息；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，所述备控制器输出报警信息；
[0013]进一步地，所述GP10控制装置还包括用于给主逻辑电路和备逻辑电路供电的电源VDD、以及用于给主可控开关和备可控开关供电的电源VCC;
[0014]进一步地，所述主可控开关采用继电器RL1，该继电器RL1的常开触点串接在主GP10接口和机箱GP10接口之间；所述主逻辑电路包括:异或门U1、异或门U2、电阻R1、开关管Q1、电阻R2、电容C2和二极管D1;所述异或门U1的两输入端分别连接主地址线和主控制线；所述异或门U1的输出端连接所述异或门U2的一输入端，所述异或门U2的另一输入端连接所述电源VDD正极;所述异或门U2的输出端经由电阻R1连接开关管Q1基极;所述开关管Q1发射极接地，所述开关管Q1集电极经由电阻R2连接继电器RL1线圈的一端，继电器RL1线圈的另一端连接电源VCC正极;所述电容C2与所述电阻R2并联;所述二极管D1并联在继电器RL1的线圈两端；
[0015]进一步地，所述备可控开关采用继电器RL2，该继电器RL2的常开触点串接在备GP10接口和机箱GP10接口之间；所述备逻辑电路包括:异或门U3、异或门U4、电阻R3、开关管Q2、电阻R4、电容C4和二极管D2;所述异或门U3的两输入端分别连接备地址线和备控制线；所述异或门U3的输出端连接所述异或门U4的一输入端，所述异或门U4的另一输入端连接所述电源VDD正极;所述异或门U4的输出端经由电阻R3连接开关管Q2基极;所述开关管Q2发射极接地，所述开关管Q2集电极经由电阻R4连接继电器RL2线圈的一端，继电器RL2线圈的另一端连接电源VCC正极;所述电容C4与所述电阻R4并联;所述二极管D2并联在继电器RL2的线圈两端。
[0016]一种热备份系统的GP10控制方法，所述热备份系统包括主控制板、备控制板和机箱;所述主控制板具有主GP10接口 ；所述备控制板具有备GP10接口 ；所述机箱具有机箱GP10接口；所述主控制板具有主地址线;所述备控制板具有备地址线，所述GP10控制方法包括如下步骤:
[0017]事先在主控制板上配置主可控开关、主逻辑电路和主控制器，以及在备控制板上配置备可控开关、备逻辑电路和备控制器;所述主可控开关置于所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间，所述备可控开关置于所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间；所述主控制器与主地址线、备控制器相连接，并通过主控制线连接主逻辑电路;所述主逻辑电路与所述主可控开关、主地址线相连接；
[0018]主控制器读取主地址线上的电平信号，检测是否存在备控制板，以及检测所述主控制板是否异常，当主控制板不存在异常时，主控制器通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常时，主控制器通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号相反的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常且检测到存在备控制板时，主控制器输出主备切换信号给备控制器；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号一致时，主逻辑电路控制所述主可控开关闭合，进而接通主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平 信号不一致时，主逻辑电路控制所述主可控开关断开，进而断开主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0019]备控制器读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，以及检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，备控制器通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路，当接收到主控制器传输过来的主备切换信号且备控制板未存在异常时，备控制器通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，备控制器输出备主切换信号给主控制器；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号一致时，备逻辑电路控制所述备可控开关闭合，进而接通备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致时，备逻辑电路控制所述备可控开关断开，进而断开备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0020]进一步地，当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，所述主控制器输出报警信息；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，所述备控制器输出报警信息。
[0021]由于采用了上述技术方案，本发明提供的热备份系统的GP10控制装置及其控制方法，主控制板和备控制板的控制在物理连接上自动隔离，不会彼此影响，能够实现系统内部物理接口与系统外部GP10接口之间的主备控制自动切换，采用硬件控制方式，相对于现有技术中基于软件和程序的控制方式，对于保证系统的可靠性和安全性更有优势。
【附图说明】
[0022]图1是本发明所述GP10控制装置的结构框图；
[0023]图2是本发明所述主逻辑电路的电路原理图；
[0024]图3是本发明所述备逻辑电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0025]如图1、图2和图3所示的一种热备份系统的GP1控制装置，所述热备份系统包括主控制板、备控制板和机箱;所述主控制板具有主GP10接口 ；所述备控制板具有备GP10接口 ；所述机箱具有机箱GP10接口；所述主控制板具有主地址线;所述备控制板具有备地址线，所述GP10控制装置包括:配置在主控制板上的主可控开关;所述主可控开关置于所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间，用于接通或断开所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接;配置在主控制板上，与主地址线、备控制器和主逻辑电路相连接的主控制器;所述主控制器用于读取主地址线上的电平信号，检测是否存在备控制板，检测所述主控制板是否异常，并当主控制板不存在异常时，通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常时，通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号相反的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常且检测到存在备控制板时，输出主备切换信号给备控制器;配置在主控制板上，与主可控开关、主地址线和主控制线相连接的主逻辑电路；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号一致时，所述主逻辑电路控制所述主可控开关闭合，进而接通主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号不一致时，所述主逻辑电路控制所述主可控开关断开，进而断开主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接;配置在备控制板上的备可控开关;所述备可控开关置于所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间，用于接通或断开所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接;配置在备控制板上，与备地址线、主控制器和备逻辑电路相连接的备控制器;所述备控制器用于读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路;所述备控制器还用于当接收到主控制器传输过来的主备切换信号且备控制板未存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，输出备主切换信号给主控制器;配置在备控制板上，与备可控开关、备地址线和备控制线相连接的备逻辑电路；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号一致时，所述备逻辑电路控制所述备可控开关闭合，进而接通备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致时，所述备逻辑电路控制所述备可控开关断开，进而断开备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接;进一步地，当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，所述主控制器输出报警信息；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，所述备控制器输出报警信息;进一步地，所述GP10控制装置还包括用于给主逻辑电路和备逻辑电路供电的电源VDD、以及用于给主可控开关和备可控开关供电的电源VCC;进一步地，所述主可控开关采用继电器RL1，该继电器RL1的常开触点串接在主GP10接口和机箱GP10接口之间；所述主逻辑电路包括:异或门U1、异或门U2、电阻R1、开关管Q1、电阻R2、电容C2和二极管D1;所述异或门U1的两输入端分别连接主地址线和主控制线;所述异或门U1的输出端连接所述异或门U2的一输入端，所述异或门U2的另一输入端连接所述电源VDD正极;所述异或门U2的输出端经由电阻R1连接开关管Q1基极;所述开关管Q1发射极接地，所述开关管Q1集电极经由电阻R2连接继电器RL1线圈的一端，继电器RL1线圈的另一端连接电源VCC正极;所述电容C2与所述电阻R2并联;所述二极管D1并联在继电器RL1的线圈两端;进一步地，所述备可控开关采用继电器RL2，该继电器RL2的常开触点串接在备GP1接口和机箱GP1接口之间；所述备逻辑电路包括:异或门U3、异或门U4、电阻R3、开关管Q2、电阻R4、电容C4和二极管D2;所述异或门U3的两输入端分别连接备地址线和备控制线;所述异或门U3的输出端连接所述异或门U4的一输入端，所述异或门U4的另一输入端连接所述电源VDD正极;所述异或门U4的输出端经由电阻R3连接开关管Q2基极;所述开关管Q2发射极接地，所述开关管Q2集电极经由电阻R4连接继电器RL2线圈的一端，继电器RL2线圈的另一端连接电源VCC正极;所述电容C4与所述电阻R4并联;所述二极管D2并联在继电器RL2的线圈两端。
[0026]一种热备份系统的GP10控制方法，所述热备份系统包括主控制板、备控制板和机箱;所述主控制板具有主GP10接口 ；所述备控制板具有备GP10接口 ；所述机箱具有机箱GP10接口；所述主控制板具有主地址线;所述备控制板具有备地址线，所述GP10控制方法包括如下步骤:
[0027]事先在主控制板上配置主可控开关、主逻辑电路和主控制器，以及在备控制板上配置备可控开关、备逻辑电路和备控制器;所述主可控开关置于所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间，所述备可控开关置于所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间；所述主控制器与主地址线、备控制器相连接，并通过主控制线连接主逻辑电路;所述主逻辑电路与所述主可控开关、主地址线相连接；
[0028]主控制器读取主地址线上的电平信号，检测是否存在备控制板，以及检测所述主控制板是否异常，当主控制板不存在异常时，主控制器通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常时，主控制器通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号相反的电平信 号给主逻辑电路，当主控制板存在异常且检测到存在备控制板时，主控制器输出主备切换信号给备控制器；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号一致时，主逻辑电路控制所述主可控开关闭合，进而接通主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号不一致时，主逻辑电路控制所述主可控开关断开，进而断开主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0029]备控制器读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，以及检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，备控制器通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路，当接收到主控制器传输过来的主备切换信号且备控制板未存在异常时，备控制器通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，备控制器输出备主切换信号给主控制器；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号一致时，备逻辑电路控制所述备可控开关闭合，进而接通备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致时，备逻辑电路控制所述备可控开关断开，进而断开备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0030]进一步地，当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，所述主控制器输出报警信息；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，所述备控制器输出报警信息。
[0031]本发明所述主地址线为主控制板的多根主地址线中的其中一个，通过多根主地址线上的电平信号能够获取主控制板的地址标识信息;所述备地址线为备控制板的多根备地址线中的其中一个，通过多根备地址线上的电平信号能够获取备控制板的地址标识信息；开关管Q1和开关管Q2采用型号为2N3904的NPN三极管；所述异或门U1和异或门U2采用74HC86芯片；电源VDD和地之间还并联接有电容C1和电容C3;当备控制板存在且处于正常状态时，备控制器持续向主控制器发送备控制板存在信号，当备控制板不存在或出现异常时，主控制器则接收不到备控制器发送过来的备控制板存在信号，进而主控制器能够判定出备控制板是否存在，同样地，当主控制板存在且处于正常状态时，主控制器持续向备控制器发送主控制板存在信号，当主控制板不存在或出现异常时，备控制器则接收不到主控制器发送过来的主控制板存在信号，进而备控制器能够判定出主控制板是否存在；当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，无法完成主控制板和备控制板之间的切换，主控制器输出报警信息提示用户；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，无法完成备控制板和主控制板之间的切换，备控制器输出报警信息提示用户；若当前由备控制板接管控制权和调度权(即备GP10接口与机箱GP10接口接通连接)，那么当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，备控制器输出备主切换信号给主控制器，此时若主控制板处于正常状态，则主控制器根据接收到的备主切换信号重新通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，主GP10接口与机箱GP 10接口接通连接，备GP10接口与机箱GP10接口之间的连接断开。
[0032]在广电系统，不同设备间的信息交互，采用GP10接口是最为简单可靠的，机箱的GP10接口可以根据用户来定义方向和功能，应用灵活;机箱控制板的热备份系统需要主控制板和备控制板在必要时均能分别连接机箱对外的GP10接口，如图2所示，当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号相同时，异或门U1输出低电平，则异或门U2的一输入端为低电平，另一输入端连接电源VDD正极，为高电平，进一步地，异或门U2输出高电平，开关管Q1导通，继电器RL 1线圈通电，常开触点闭合，进而主GP 10接口与机箱GP 10接口接通连接，一旦主控制板工作异常，主控制线上的电平信号发生偏转和跳变，当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号不一致(相反)时，异或门U1输出高电平，则异或门U2的两输入端均为高电平，进一步地，异或门U2输出低电平，开关管Q1不能导通，继电器RL1线圈断电，继电器RL1的常开触点处于断开状态，进而主GP10接口与机箱GP10接口之间的连接断开，同样地，如图3所示，当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号相同时，异或门U3输出低电平，则异或门U4的一输入端为低电平，另一输入端连接电源VDD正极，为高电平，进一步地，异或门U4输出高电平，开关管Q2导通，继电器RL2线圈通电，常开触点闭合，进而备GP10接口与机箱GP10接口接通连接，一旦备控制板工作异常，备控制线上的电平信号发生偏转和跳变，当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致(相反)时，异或门U3输出高电平，则异或门U4的两输入端均为高电平，进一步地，异或门U4输出低电平，开关管Q2不能导通，继电器RL2线圈断电，继电器RL2的常开触点处于断开状态，进而备GP10接口与机箱GP10接口之间的连接断开。当主控制板异常时，其控制权和调度权释放，备控制板接管控制权和调度权继续维持机箱正常工作，在备控制板接管控制权和调度权时，若备控制板异常，则主控制板继续接管控制权和调度权继续维持机箱正常工作;本发明能够安全可靠地保证热备份系统的良好运行，当用于广电领域时，能够有效保证在播出期间不会出现中断。
[0033]本发明主控制板和备控制板的控制在物理连接上自动隔离，不会彼此影响；本发明主要适用于热备份系统中GP10对外接口的控制，能够实现系统内部物理接口与系统外部GP10接口之间的主备控制自动切换，采用硬件控制方式，相对于现有技术中基于软件和程序的控制方式，对于保证系统的可靠性和安全性更有优势。
[0034]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种热备份系统的GP1控制装置，所述热备份系统包括主控制板、备控制板和机箱；所述主控制板具有主GP10接口；所述备控制板具有备GP10接口；所述机箱具有机箱GP10接口；所述主控制板具有主地址线;所述备控制板具有备地址线，其特征在于所述GP10控制装置包括: 配置在主控制板上的主可控开关；所述主可控开关置于所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间，用于接通或断开所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接； 配置在主控制板上，与主地址线、备控制器和主逻辑电路相连接的主控制器;所述主控制器用于读取主地址线上的电平信号，检测是否存在备控制板，检测所述主控制板是否异常，并当主控制板不存在异常时，通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常时，通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号相反的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常且检测到存在备控制板时，输出主备切换信号给备控制器； 配置在主控制板上，与主可控开关、主地址线和主控制线相连接的主逻辑电路；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号一致时，所述主逻辑电路控制所述主可控开关闭合，进而接通主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号不一致时，所述主逻辑电路控制所述主可控开关断开，进而断开主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接； 配置在备控制板上的备可控开关；所述备可控开关置于所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间，用于接通或断开所述备GP10接口和 所述机箱GP10接口之间的连接； 配置在备控制板上，与备地址线、主控制器和备逻辑电路相连接的备控制器;所述备控制器用于读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路;所述备控制器还用于当接收到主控制器传输过来的主备切换信号且备控制板未存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，输出备主切换信号给主控制器； 配置在备控制板上，与备可控开关、备地址线和备控制线相连接的备逻辑电路；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号一致时，所述备逻辑电路控制所述备可控开关闭合，进而接通备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致时，所述备逻辑电路控制所述备可控开关断开，进而断开备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接。2.根据权利要求1所述的热备份系统的GP10控制装置，其特征在于当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，所述主控制器输出报警信息；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，所述备控制器输出报警信息。3.根据权利要求1所述的热备份系统的GP10控制装置，其特征在于所述GP10控制装置还包括用于给主逻辑电路和备逻辑电路供电的电源VDD、以及用于给主可控开关和备可控开关供电的电源VCC。4.根据权利要求3所述的热备份系统的GP10控制装置，其特征在于所述主可控开关采用继电器RL1，该继电器RL1的常开触点串接在主GP10接口和机箱GP10接口之间；所述主逻辑电路包括:异或门U1、异或门U2、电阻R1、开关管Q1、电阻R2、电容C2和二极管D1;所述异或门U1的两输入端分别连接主地址线和主控制线;所述异或门U1的输出端连接所述异或门U2的一输入端，所述异或门U2的另一输入端连接所述电源VDD正极;所述异或门U2的输出端经由电阻R1连接开关管Q1基极;所述开关管Q1发射极接地，所述开关管Q1集电极经由电阻R2连接继电器RL1线圈的一端，继电器RL1线圈的另一端连接电源VCC正极;所述电容C2与所述电阻R2并联;所述二极管D1并联在继电器RL1的线圈两端。5.根据权利要求3或4所述的热备份系统的GP1控制装置，其特征在于所述备可控开关采用继电器RL2，该继电器RL2的常开触点串接在备GP1接口和机箱GP1接口之间；所述备逻辑电路包括:异或门U3、异或门U4、电阻R3、开关管Q2、电阻R4、电容C4和二极管D2;所述异或门U3的两输入端分别连接备地址线和备控制线;所述异或门U3的输出端连接所述异或门U4的一输入端，所述异或门U4的另一输入端连接所述电源VDD正极;所述异或门U4的输出端经由电阻R3连接开关管Q2基极;所述开关管Q2发射极接地，所述开关管Q2集电极经由电阻R4连接继电器RL2线圈的一端，继电器RL2线圈的另一端连接电源VCC正极;所述电容C4与所述电阻R4并联;所述二极管D2并联在继电器RL2的线圈两端。6.—种热备份系统的GP1控制方法，所述热备份系统包括主控制板、备控制板和机箱；所述主控制板具有主GP1接口；所述备控制板具有备GP1接口；所述机箱具有机箱GP1接口；所述主控制板具有主地址线;所述备控制板具有备地址线，其特征在于所述GP10控制方法包括如下步骤: 事先在主控制板上配置主可控开关、主逻辑电路和主控制器，以及在备控制板上配置备可控开关、备逻辑电路和备控制器；所述主可控开关置于所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间，所述备可控开关置于所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间；所述主控制器与主地址线、备控制器相连接，并通过主控制线连接主逻辑电路;所述主逻辑电路与所述主可控开关、主地址线相连接； 主控制器读取主地址线上的电平信号，检测是否存在备控制板，以及检测所述主控制板是否异常，当主控制板不存在异常时，主控制器通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常时，主控制器通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号相反的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常且检测到存在备控制板时，主控制器输出主备切换信号给备控制器；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号一致时，主逻辑电路控制所述主可控开关闭合，进而接通主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号不一致时，主逻辑电路控制所述主可控开关断开，进而断开主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接； 配置在备控制板上，与备地址线、主控制器和备逻辑电路相连接的备控制器;所述备控制器用于读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路;所述备控制器还用于当接收到主控制器传输过来的主备切换信号时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，输出备主切换信号给主控制器； 备控制器读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，以及检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，备控制器通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路，当接收到主控制器传输过来的主备切换信号且备控制板未存在异常时，备控制器通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，备控制器输出备主切换信号给主控制器；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号一致时，备逻辑电路控制所述备可控开关闭合，进而接通备GP1接口和所述机箱GP1接口之间的连接；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致时，备逻辑电路控制所述备可控开关断开，进而断开备GP1接口和所述机箱GP1接口之间的连接。7.根据权利要求6所述的热备份系统的GP1控制方法，其特征在于当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，所述主控制器输出报警信息；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，所述备控制器输出报警信息。
【专利摘要】本发明公开了一种热备份系统的GPIO控制装置及其控制方法；所述GPIO控制装置包括：配置在主控制板上的主可控开关；配置在主控制板上，与主地址线、备控制器和主逻辑电路相连接的主控制器；配置在主控制板上，与主可控开关、主地址线和主控制线相连接的主逻辑电路；配置在备控制板上的备可控开关；配置在备控制板上，与备地址线、主控制器和备逻辑电路相连接的备控制器；配置在备控制板上，与备可控开关、备地址线和备控制线相连接的备逻辑电路；本发明能够实现系统内部物理接口与系统外部GPIO接口之间的主备控制自动切换，采用硬件控制方式，相对于现有技术中基于软件和程序的控制方式，对于保证系统的可靠性和安全性更有优势。
【IPC分类】G05B9/03
【公开号】CN105487374
【申请号】CN201511030525
【发明人】程鹏, 韩云东, 高建威
【申请人】大连捷成科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月31日
【技术领域】
[0001]本发明属于电子技术领域，具体为一种热备份系统的GP1控制装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]在广电应用领域，机箱内部的重要模块必须做热备份处理，以使得在任何模块出现异常后，整个系统仍然能够正常运行和工作，保证在播出期间不会出现中断。机箱内的控制板作为系统的调度中心，基于热备份的要求，具备主控制板和备控制板，在正常情况下，主控制板完成对整个机箱的控制和系统的调度功能，备控制板不得对机箱和系统有任何影响，但是在主控制板出现异常的情况下，备控制板要能够自动接管机箱的控制权和系统的调度权，继续保持机箱和系统的正常工作。当主控制板或备控制板的任一控制板当前具有机箱的控制权和系统的调度权，相应地，该控制板的GP10接口则需要与机箱上对外的GP10接口相连接，以实现系统的调度和不同设备间的信息交互。现有技术中，对于主控制板或备控制板的GP10接口、与机箱的GP10接口之间的连接控制通常采用软件和程序来实现，而由上可知主控制板和备控制板既要彼此隔离，又要相互联系，采用软件和程序的连接控制方式可靠性不高、安全性差。
【发明内容】
[0003]本发明针对以上问题的提出，而研制一种热备份系统的GP10控制装置及其控制方法。
[0004]本发明的技术手段如下:
[0005]—种热备份系统的印10控制装置，所述热备份系统包括主控制板、备控制板和机箱;所述主控制板具有主GP10接口 ；所述备控制板具有备GP10接口 ；所述机箱具有机箱GP10接口 ；所述主控制板具有主地址线;所述备控制板具有备地址线，所述GP10控制装置包括:
[0006]配置在主控制板上的主可控开关;所述主可控开关置于所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间，用于接通或断开所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0007]配置在主控制板上，与主地址线、备控制器和主逻辑电路相连接的主控制器;所述主控制器用于读取主地址线上的电平信号，检测是否存在备控制板，检测所述主控制板是否异常，并当主控制板不存在异常时，通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常时，通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号相反的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常且检测到存在备控制板时，输出主备切换信号给备控制器；
[0008]配置在主控制板上，与主可控开关、主地址线和主控制线相连接的主逻辑电路；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号一致时，所述主逻辑电路控制所述主可控开关闭合，进而接通主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号不一致时，所述主逻辑电路控制所述主可控开关断开，进而断开主GP1接口和所述机箱GP1接口之间的连接；
[0009]配置在备控制板上的备可控开关;所述备可控开关置于所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间，用于接通或断开所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0010]配置在备控制板上，与备地址线、主控制器和备逻辑电路相连接的备控制器;所述备控制器用于读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路;所述备控制器还用于当接收到主控制器传输过来的主备切换信号且备控制板未存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，输出备主切换信号给主控制器；
[0011]配置在备控制板上，与备可控开关、备地址线和备控制线相连接的备逻辑电路;当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号一致时，所述备逻辑电路控制所述备可控开关闭合，进而接通备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致时，所述备逻辑电路控制所述备可控开关断开，进而断开备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0012]进一步地，当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，所述主控制器输出报警信息；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，所述备控制器输出报警信息；
[0013]进一步地，所述GP10控制装置还包括用于给主逻辑电路和备逻辑电路供电的电源VDD、以及用于给主可控开关和备可控开关供电的电源VCC;
[0014]进一步地，所述主可控开关采用继电器RL1，该继电器RL1的常开触点串接在主GP10接口和机箱GP10接口之间；所述主逻辑电路包括:异或门U1、异或门U2、电阻R1、开关管Q1、电阻R2、电容C2和二极管D1;所述异或门U1的两输入端分别连接主地址线和主控制线；所述异或门U1的输出端连接所述异或门U2的一输入端，所述异或门U2的另一输入端连接所述电源VDD正极;所述异或门U2的输出端经由电阻R1连接开关管Q1基极;所述开关管Q1发射极接地，所述开关管Q1集电极经由电阻R2连接继电器RL1线圈的一端，继电器RL1线圈的另一端连接电源VCC正极;所述电容C2与所述电阻R2并联;所述二极管D1并联在继电器RL1的线圈两端；
[0015]进一步地，所述备可控开关采用继电器RL2，该继电器RL2的常开触点串接在备GP10接口和机箱GP10接口之间；所述备逻辑电路包括:异或门U3、异或门U4、电阻R3、开关管Q2、电阻R4、电容C4和二极管D2;所述异或门U3的两输入端分别连接备地址线和备控制线；所述异或门U3的输出端连接所述异或门U4的一输入端，所述异或门U4的另一输入端连接所述电源VDD正极;所述异或门U4的输出端经由电阻R3连接开关管Q2基极;所述开关管Q2发射极接地，所述开关管Q2集电极经由电阻R4连接继电器RL2线圈的一端，继电器RL2线圈的另一端连接电源VCC正极;所述电容C4与所述电阻R4并联;所述二极管D2并联在继电器RL2的线圈两端。
[0016]一种热备份系统的GP10控制方法，所述热备份系统包括主控制板、备控制板和机箱;所述主控制板具有主GP10接口 ；所述备控制板具有备GP10接口 ；所述机箱具有机箱GP10接口；所述主控制板具有主地址线;所述备控制板具有备地址线，所述GP10控制方法包括如下步骤:
[0017]事先在主控制板上配置主可控开关、主逻辑电路和主控制器，以及在备控制板上配置备可控开关、备逻辑电路和备控制器;所述主可控开关置于所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间，所述备可控开关置于所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间；所述主控制器与主地址线、备控制器相连接，并通过主控制线连接主逻辑电路;所述主逻辑电路与所述主可控开关、主地址线相连接；
[0018]主控制器读取主地址线上的电平信号，检测是否存在备控制板，以及检测所述主控制板是否异常，当主控制板不存在异常时，主控制器通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常时，主控制器通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号相反的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常且检测到存在备控制板时，主控制器输出主备切换信号给备控制器；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号一致时，主逻辑电路控制所述主可控开关闭合，进而接通主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平 信号不一致时，主逻辑电路控制所述主可控开关断开，进而断开主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0019]备控制器读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，以及检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，备控制器通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路，当接收到主控制器传输过来的主备切换信号且备控制板未存在异常时，备控制器通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，备控制器输出备主切换信号给主控制器；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号一致时，备逻辑电路控制所述备可控开关闭合，进而接通备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致时，备逻辑电路控制所述备可控开关断开，进而断开备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0020]进一步地，当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，所述主控制器输出报警信息；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，所述备控制器输出报警信息。
[0021]由于采用了上述技术方案，本发明提供的热备份系统的GP10控制装置及其控制方法，主控制板和备控制板的控制在物理连接上自动隔离，不会彼此影响，能够实现系统内部物理接口与系统外部GP10接口之间的主备控制自动切换，采用硬件控制方式，相对于现有技术中基于软件和程序的控制方式，对于保证系统的可靠性和安全性更有优势。
【附图说明】
[0022]图1是本发明所述GP10控制装置的结构框图；
[0023]图2是本发明所述主逻辑电路的电路原理图；
[0024]图3是本发明所述备逻辑电路的电路原理图。
【具体实施方式】
[0025]如图1、图2和图3所示的一种热备份系统的GP1控制装置，所述热备份系统包括主控制板、备控制板和机箱;所述主控制板具有主GP10接口 ；所述备控制板具有备GP10接口 ；所述机箱具有机箱GP10接口；所述主控制板具有主地址线;所述备控制板具有备地址线，所述GP10控制装置包括:配置在主控制板上的主可控开关;所述主可控开关置于所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间，用于接通或断开所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接;配置在主控制板上，与主地址线、备控制器和主逻辑电路相连接的主控制器;所述主控制器用于读取主地址线上的电平信号，检测是否存在备控制板，检测所述主控制板是否异常，并当主控制板不存在异常时，通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常时，通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号相反的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常且检测到存在备控制板时，输出主备切换信号给备控制器;配置在主控制板上，与主可控开关、主地址线和主控制线相连接的主逻辑电路；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号一致时，所述主逻辑电路控制所述主可控开关闭合，进而接通主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号不一致时，所述主逻辑电路控制所述主可控开关断开，进而断开主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接;配置在备控制板上的备可控开关;所述备可控开关置于所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间，用于接通或断开所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接;配置在备控制板上，与备地址线、主控制器和备逻辑电路相连接的备控制器;所述备控制器用于读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路;所述备控制器还用于当接收到主控制器传输过来的主备切换信号且备控制板未存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，输出备主切换信号给主控制器;配置在备控制板上，与备可控开关、备地址线和备控制线相连接的备逻辑电路；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号一致时，所述备逻辑电路控制所述备可控开关闭合，进而接通备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致时，所述备逻辑电路控制所述备可控开关断开，进而断开备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接;进一步地，当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，所述主控制器输出报警信息；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，所述备控制器输出报警信息;进一步地，所述GP10控制装置还包括用于给主逻辑电路和备逻辑电路供电的电源VDD、以及用于给主可控开关和备可控开关供电的电源VCC;进一步地，所述主可控开关采用继电器RL1，该继电器RL1的常开触点串接在主GP10接口和机箱GP10接口之间；所述主逻辑电路包括:异或门U1、异或门U2、电阻R1、开关管Q1、电阻R2、电容C2和二极管D1;所述异或门U1的两输入端分别连接主地址线和主控制线;所述异或门U1的输出端连接所述异或门U2的一输入端，所述异或门U2的另一输入端连接所述电源VDD正极;所述异或门U2的输出端经由电阻R1连接开关管Q1基极;所述开关管Q1发射极接地，所述开关管Q1集电极经由电阻R2连接继电器RL1线圈的一端，继电器RL1线圈的另一端连接电源VCC正极;所述电容C2与所述电阻R2并联;所述二极管D1并联在继电器RL1的线圈两端;进一步地，所述备可控开关采用继电器RL2，该继电器RL2的常开触点串接在备GP1接口和机箱GP1接口之间；所述备逻辑电路包括:异或门U3、异或门U4、电阻R3、开关管Q2、电阻R4、电容C4和二极管D2;所述异或门U3的两输入端分别连接备地址线和备控制线;所述异或门U3的输出端连接所述异或门U4的一输入端，所述异或门U4的另一输入端连接所述电源VDD正极;所述异或门U4的输出端经由电阻R3连接开关管Q2基极;所述开关管Q2发射极接地，所述开关管Q2集电极经由电阻R4连接继电器RL2线圈的一端，继电器RL2线圈的另一端连接电源VCC正极;所述电容C4与所述电阻R4并联;所述二极管D2并联在继电器RL2的线圈两端。
[0026]一种热备份系统的GP10控制方法，所述热备份系统包括主控制板、备控制板和机箱;所述主控制板具有主GP10接口 ；所述备控制板具有备GP10接口 ；所述机箱具有机箱GP10接口；所述主控制板具有主地址线;所述备控制板具有备地址线，所述GP10控制方法包括如下步骤:
[0027]事先在主控制板上配置主可控开关、主逻辑电路和主控制器，以及在备控制板上配置备可控开关、备逻辑电路和备控制器;所述主可控开关置于所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间，所述备可控开关置于所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间；所述主控制器与主地址线、备控制器相连接，并通过主控制线连接主逻辑电路;所述主逻辑电路与所述主可控开关、主地址线相连接；
[0028]主控制器读取主地址线上的电平信号，检测是否存在备控制板，以及检测所述主控制板是否异常，当主控制板不存在异常时，主控制器通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常时，主控制器通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号相反的电平信 号给主逻辑电路，当主控制板存在异常且检测到存在备控制板时，主控制器输出主备切换信号给备控制器；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号一致时，主逻辑电路控制所述主可控开关闭合，进而接通主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号不一致时，主逻辑电路控制所述主可控开关断开，进而断开主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0029]备控制器读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，以及检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，备控制器通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路，当接收到主控制器传输过来的主备切换信号且备控制板未存在异常时，备控制器通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，备控制器输出备主切换信号给主控制器；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号一致时，备逻辑电路控制所述备可控开关闭合，进而接通备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致时，备逻辑电路控制所述备可控开关断开，进而断开备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；
[0030]进一步地，当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，所述主控制器输出报警信息；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，所述备控制器输出报警信息。
[0031]本发明所述主地址线为主控制板的多根主地址线中的其中一个，通过多根主地址线上的电平信号能够获取主控制板的地址标识信息;所述备地址线为备控制板的多根备地址线中的其中一个，通过多根备地址线上的电平信号能够获取备控制板的地址标识信息；开关管Q1和开关管Q2采用型号为2N3904的NPN三极管；所述异或门U1和异或门U2采用74HC86芯片；电源VDD和地之间还并联接有电容C1和电容C3;当备控制板存在且处于正常状态时，备控制器持续向主控制器发送备控制板存在信号，当备控制板不存在或出现异常时，主控制器则接收不到备控制器发送过来的备控制板存在信号，进而主控制器能够判定出备控制板是否存在，同样地，当主控制板存在且处于正常状态时，主控制器持续向备控制器发送主控制板存在信号，当主控制板不存在或出现异常时，备控制器则接收不到主控制器发送过来的主控制板存在信号，进而备控制器能够判定出主控制板是否存在；当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，无法完成主控制板和备控制板之间的切换，主控制器输出报警信息提示用户；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，无法完成备控制板和主控制板之间的切换，备控制器输出报警信息提示用户；若当前由备控制板接管控制权和调度权(即备GP10接口与机箱GP10接口接通连接)，那么当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，备控制器输出备主切换信号给主控制器，此时若主控制板处于正常状态，则主控制器根据接收到的备主切换信号重新通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，主GP10接口与机箱GP 10接口接通连接，备GP10接口与机箱GP10接口之间的连接断开。
[0032]在广电系统，不同设备间的信息交互，采用GP10接口是最为简单可靠的，机箱的GP10接口可以根据用户来定义方向和功能，应用灵活;机箱控制板的热备份系统需要主控制板和备控制板在必要时均能分别连接机箱对外的GP10接口，如图2所示，当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号相同时，异或门U1输出低电平，则异或门U2的一输入端为低电平，另一输入端连接电源VDD正极，为高电平，进一步地，异或门U2输出高电平，开关管Q1导通，继电器RL 1线圈通电，常开触点闭合，进而主GP 10接口与机箱GP 10接口接通连接，一旦主控制板工作异常，主控制线上的电平信号发生偏转和跳变，当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号不一致(相反)时，异或门U1输出高电平，则异或门U2的两输入端均为高电平，进一步地，异或门U2输出低电平，开关管Q1不能导通，继电器RL1线圈断电，继电器RL1的常开触点处于断开状态，进而主GP10接口与机箱GP10接口之间的连接断开，同样地，如图3所示，当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号相同时，异或门U3输出低电平，则异或门U4的一输入端为低电平，另一输入端连接电源VDD正极，为高电平，进一步地，异或门U4输出高电平，开关管Q2导通，继电器RL2线圈通电，常开触点闭合，进而备GP10接口与机箱GP10接口接通连接，一旦备控制板工作异常，备控制线上的电平信号发生偏转和跳变，当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致(相反)时，异或门U3输出高电平，则异或门U4的两输入端均为高电平，进一步地，异或门U4输出低电平，开关管Q2不能导通，继电器RL2线圈断电，继电器RL2的常开触点处于断开状态，进而备GP10接口与机箱GP10接口之间的连接断开。当主控制板异常时，其控制权和调度权释放，备控制板接管控制权和调度权继续维持机箱正常工作，在备控制板接管控制权和调度权时，若备控制板异常，则主控制板继续接管控制权和调度权继续维持机箱正常工作;本发明能够安全可靠地保证热备份系统的良好运行，当用于广电领域时，能够有效保证在播出期间不会出现中断。
[0033]本发明主控制板和备控制板的控制在物理连接上自动隔离，不会彼此影响；本发明主要适用于热备份系统中GP10对外接口的控制，能够实现系统内部物理接口与系统外部GP10接口之间的主备控制自动切换，采用硬件控制方式，相对于现有技术中基于软件和程序的控制方式，对于保证系统的可靠性和安全性更有优势。
[0034]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种热备份系统的GP1控制装置，所述热备份系统包括主控制板、备控制板和机箱；所述主控制板具有主GP10接口；所述备控制板具有备GP10接口；所述机箱具有机箱GP10接口；所述主控制板具有主地址线;所述备控制板具有备地址线，其特征在于所述GP10控制装置包括: 配置在主控制板上的主可控开关；所述主可控开关置于所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间，用于接通或断开所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接； 配置在主控制板上，与主地址线、备控制器和主逻辑电路相连接的主控制器;所述主控制器用于读取主地址线上的电平信号，检测是否存在备控制板，检测所述主控制板是否异常，并当主控制板不存在异常时，通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常时，通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号相反的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常且检测到存在备控制板时，输出主备切换信号给备控制器； 配置在主控制板上，与主可控开关、主地址线和主控制线相连接的主逻辑电路；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号一致时，所述主逻辑电路控制所述主可控开关闭合，进而接通主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号不一致时，所述主逻辑电路控制所述主可控开关断开，进而断开主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接； 配置在备控制板上的备可控开关；所述备可控开关置于所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间，用于接通或断开所述备GP10接口和 所述机箱GP10接口之间的连接； 配置在备控制板上，与备地址线、主控制器和备逻辑电路相连接的备控制器;所述备控制器用于读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路;所述备控制器还用于当接收到主控制器传输过来的主备切换信号且备控制板未存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，输出备主切换信号给主控制器； 配置在备控制板上，与备可控开关、备地址线和备控制线相连接的备逻辑电路；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号一致时，所述备逻辑电路控制所述备可控开关闭合，进而接通备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致时，所述备逻辑电路控制所述备可控开关断开，进而断开备GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接。2.根据权利要求1所述的热备份系统的GP10控制装置，其特征在于当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，所述主控制器输出报警信息；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，所述备控制器输出报警信息。3.根据权利要求1所述的热备份系统的GP10控制装置，其特征在于所述GP10控制装置还包括用于给主逻辑电路和备逻辑电路供电的电源VDD、以及用于给主可控开关和备可控开关供电的电源VCC。4.根据权利要求3所述的热备份系统的GP10控制装置，其特征在于所述主可控开关采用继电器RL1，该继电器RL1的常开触点串接在主GP10接口和机箱GP10接口之间；所述主逻辑电路包括:异或门U1、异或门U2、电阻R1、开关管Q1、电阻R2、电容C2和二极管D1;所述异或门U1的两输入端分别连接主地址线和主控制线;所述异或门U1的输出端连接所述异或门U2的一输入端，所述异或门U2的另一输入端连接所述电源VDD正极;所述异或门U2的输出端经由电阻R1连接开关管Q1基极;所述开关管Q1发射极接地，所述开关管Q1集电极经由电阻R2连接继电器RL1线圈的一端，继电器RL1线圈的另一端连接电源VCC正极;所述电容C2与所述电阻R2并联;所述二极管D1并联在继电器RL1的线圈两端。5.根据权利要求3或4所述的热备份系统的GP1控制装置，其特征在于所述备可控开关采用继电器RL2，该继电器RL2的常开触点串接在备GP1接口和机箱GP1接口之间；所述备逻辑电路包括:异或门U3、异或门U4、电阻R3、开关管Q2、电阻R4、电容C4和二极管D2;所述异或门U3的两输入端分别连接备地址线和备控制线;所述异或门U3的输出端连接所述异或门U4的一输入端，所述异或门U4的另一输入端连接所述电源VDD正极;所述异或门U4的输出端经由电阻R3连接开关管Q2基极;所述开关管Q2发射极接地，所述开关管Q2集电极经由电阻R4连接继电器RL2线圈的一端，继电器RL2线圈的另一端连接电源VCC正极;所述电容C4与所述电阻R4并联;所述二极管D2并联在继电器RL2的线圈两端。6.—种热备份系统的GP1控制方法，所述热备份系统包括主控制板、备控制板和机箱；所述主控制板具有主GP1接口；所述备控制板具有备GP1接口；所述机箱具有机箱GP1接口；所述主控制板具有主地址线;所述备控制板具有备地址线，其特征在于所述GP10控制方法包括如下步骤: 事先在主控制板上配置主可控开关、主逻辑电路和主控制器，以及在备控制板上配置备可控开关、备逻辑电路和备控制器；所述主可控开关置于所述主GP10接口和所述机箱GP10接口之间，所述备可控开关置于所述备GP10接口和所述机箱GP10接口之间；所述主控制器与主地址线、备控制器相连接，并通过主控制线连接主逻辑电路;所述主逻辑电路与所述主可控开关、主地址线相连接； 主控制器读取主地址线上的电平信号，检测是否存在备控制板，以及检测所述主控制板是否异常，当主控制板不存在异常时，主控制器通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号一致的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常时，主控制器通过主控制线输出同读取的主地址线上的电平信号相反的电平信号给主逻辑电路，当主控制板存在异常且检测到存在备控制板时，主控制器输出主备切换信号给备控制器；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号一致时，主逻辑电路控制所述主可控开关闭合，进而接通主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接；当主地址线上的电平信号与主控制线上的电平信号不一致时，主逻辑电路控制所述主可控开关断开，进而断开主GP10接口和所述机箱GP10接口之间的连接； 配置在备控制板上，与备地址线、主控制器和备逻辑电路相连接的备控制器;所述备控制器用于读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路;所述备控制器还用于当接收到主控制器传输过来的主备切换信号时，通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，输出备主切换信号给主控制器； 备控制器读取备地址线上的电平信号，检测是否存在主控制板，以及检测所述备控制板是否异常，当未接收到主控制器传输过来的主备切换信号或备控制板存在异常时，备控制器通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号相反的电平信号给备逻辑电路，当接收到主控制器传输过来的主备切换信号且备控制板未存在异常时，备控制器通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路，并在通过备控制线输出同读取的备地址线上的电平信号一致的电平信号给备逻辑电路之后，当备控制板存在异常且检测到存在主控制板时，备控制器输出备主切换信号给主控制器；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号一致时，备逻辑电路控制所述备可控开关闭合，进而接通备GP1接口和所述机箱GP1接口之间的连接；当备地址线上的电平信号与备控制线上的电平信号不一致时，备逻辑电路控制所述备可控开关断开，进而断开备GP1接口和所述机箱GP1接口之间的连接。7.根据权利要求6所述的热备份系统的GP1控制方法，其特征在于当主控制板存在异常且检测到不存在备控制板时，所述主控制器输出报警信息；当备控制板存在异常且检测到不存在主控制板时，所述备控制器输出报警信息。
【专利摘要】本发明公开了一种热备份系统的GPIO控制装置及其控制方法；所述GPIO控制装置包括：配置在主控制板上的主可控开关；配置在主控制板上，与主地址线、备控制器和主逻辑电路相连接的主控制器；配置在主控制板上，与主可控开关、主地址线和主控制线相连接的主逻辑电路；配置在备控制板上的备可控开关；配置在备控制板上，与备地址线、主控制器和备逻辑电路相连接的备控制器；配置在备控制板上，与备可控开关、备地址线和备控制线相连接的备逻辑电路；本发明能够实现系统内部物理接口与系统外部GPIO接口之间的主备控制自动切换，采用硬件控制方式，相对于现有技术中基于软件和程序的控制方式，对于保证系统的可靠性和安全性更有优势。
【IPC分类】G05B9/03
【公开号】CN105487374
【申请号】CN201511030525
【发明人】程鹏, 韩云东, 高建威
【申请人】大连捷成科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月31日
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