多数据通道背板、多数据通道管理方法及系统与流程

本发明属于车载控制设备，具体涉及一种多数据通道背板、多数据通道管理方法及系统。

背景技术：

1、在自动驾驶的车载领域内，需要高可靠性的控制器，来保证车辆人身安全，为此，通常控制器需要设计成双备份或多备份的形式。例如有采用的主从备份，接口限于主从cpu直接相连。有采用千兆网的，进行双网络备份。

2、但是对于备份的功能模块，不一定有两个相同的接口，比如双千兆网，需要增加其它接口到此接口的转换电路，增加复杂度。对于主从备份的架构，功能模块不对等，开发不统一，接口不统一，扩展性差，比如无法实现三备份。相同接口的多备份，如双千兆网备份，由于其电路信号结构相同，出同一问题的概率很大，导致备份不起作用。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的需要转换电路或双备份效果不佳等问题，本发明提供一种多数据通道背板、多数据通道管理方法及系统，以解决上述技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种多数据通道背板，包括：

3、多个控制芯片和多个网络交换机芯片；

4、多个控制芯片分别通过各自对应的通信芯片连接多个插槽；

5、多个网络交换机芯片分别连接多个插槽；

6、多个所述插槽分别插接外部的处理板卡。

7、在一个可选的实施方式中，多个控制芯片包括第一控制芯片和第二控制芯片，第一控制芯片作为pcie主设备连接pcie转换芯片，所述pcie转换芯片连接多个插槽，插槽上插接的处理板卡作为pcie从设备；所述第二控制芯片连接usb接口芯片，所述usb接口芯片连接多个插槽。

8、在一个可选的实施方式中，第一控制芯片与第二控制芯片通过upi总线连接。

9、第二方面，本发明提供一种多数据通道管理方法，包括：

10、各控制芯片监控自身的任务队列的待处理任务数量；

11、各控制芯片协商出待处理任务数量最大的第一目标芯片和待处理任务数量最小的第二目标芯片；

12、将第一目标芯片管理的处理板卡转移至第二目标芯片；

13、确认存在故障控制芯片，将故障控制芯片管理的处理板卡转移至正常控制芯片。

14、在一个可选的实施方式中，各控制芯片监控自身的任务队列的待处理任务数量，包括：

15、在控制芯片创建任务队列，所述任务队列用于缓存处理板卡的业务请求；

16、创建监控线程，所述监控线程定期采集任务队列的任务数量。

17、在一个可选的实施方式中，各控制芯片协商出待处理任务数量最大的第一目标芯片和待处理任务数量最小的第二目标芯片，包括：

18、控制芯片将自身待处理任务数量和ip保存至协商列表，并将协商列表标记后发送至下一没有对应标记的控制芯片，直至遍历全部控制芯片；

19、最后收到协商列表的控制芯片从协商列表中筛选出最大待处理任务数量对应的第一目标芯片的第一ip和最小待处理任务数量对应的第二目标芯片的第二ip；

20、向第一ip发送第一通知信息，所述第一通知信息包括转移处理板卡的指令和第二ip；

21、向第二ip发送第二通知信息，所述第二通知信息包括接收处理板卡的指令和第一ip。

22、在一个可选的实施方式中，将第一目标芯片管理的处理板卡转移至第二目标芯片，包括：

23、第一目标芯片和第二目标芯片基于第一通知信息和第二通知信息建立对话，第二目标芯片将自身管理的处理板卡数量通过对话发送至第一目标芯片；

24、第一目标芯片计算自身管理的处理板卡数量与第二目标芯片管理的处理板卡数量的平均值，并基于自身管理的处理板卡数量和所述平均值选取目标处理板卡；

25、第一目标芯片将目标处理板卡所属的目标插槽号及设备信息发送至第二目标芯片；

26、第二目标芯片基于目标插槽号和设备信息向目标处理板卡发送接管请求，所述接管请求包括第二ip。

27、在一个可选的实施方式中，确认存在故障控制芯片，将故障控制芯片管理的处理板卡转移至正常控制芯片，包括：

28、第一控制芯片与第二控制芯片共享处理板卡管理列表，所述处理板卡管理列表包括所属主端控制芯片、所属插槽号和处理板卡设备信息；

29、令第一控制芯片与第二控制芯片互发心跳信号；

30、若第一控制芯片在指定期限内未接收到第二控制芯片的心跳信号，则判定第二控制芯片故障；

31、第一控制芯片从处理板卡管理列表中筛选出所属主端芯片为第二控制芯片的处理板卡作为目标对象，并读取目标对象的所属插槽号和处理板卡设备信息；

32、第一控制芯片基于目标对象的所属插槽号和处理板卡设备信息向目标对象发送接管请求，并在请求通过后接管目标对象的业务。

33、第三方面，本发明还提供一种多数据通道管理系统，包括：

34、任务监控模块，用于各控制芯片监控自身的任务队列的待处理任务数量；

35、目标协商模块，用于各控制芯片协商出待处理任务数量最大的第一目标芯片和待处理任务数量最小的第二目标芯片；

36、业务转移模块，用于将第一目标芯片管理的处理板卡转移至第二目标芯片；

37、故障处理模块，用于确认存在故障控制芯片，将故障控制芯片管理的处理板卡转移至正常控制芯片。

38、在一个可选的实施方式中，任务监控模块包括：

39、队列创建单元，用于在控制芯片创建任务队列，所述任务队列用于缓存处理板卡的业务请求；

40、数量监控单元，用于创建监控线程，所述监控线程定期采集任务队列的任务数量。

41、在一个可选的实施方式中，目标协商模块包括：

42、列表生成单元，用于控制芯片将自身待处理任务数量和ip保存至协商列表，并将协商列表标记后发送至下一没有对应标记的控制芯片，直至遍历全部控制芯片；

43、目标筛选单元，用于最后收到协商列表的控制芯片从协商列表中筛选出最大待处理任务数量对应的第一目标芯片的第一ip和最小待处理任务数量对应的第二目标芯片的第二ip；

44、第一通知单元，用于向第一ip发送第一通知信息，所述第一通知信息包括转移处理板卡的指令和第二ip；

45、第二通知单元，用于向第二ip发送第二通知信息，所述第二通知信息包括接收处理板卡的指令和第一ip。

46、在一个可选的实施方式中，业务转移模块包括：

47、对话建立单元，用于第一目标芯片和第二目标芯片基于第一通知信息和第二通知信息建立对话，第二目标芯片将自身管理的处理板卡数量通过对话发送至第一目标芯片；

48、板卡选取单元，用于第一目标芯片计算自身管理的处理板卡数量与第二目标芯片管理的处理板卡数量的平均值，并基于自身管理的处理板卡数量和所述平均值选取目标处理板卡；

49、信息发送单元，用于第一目标芯片将目标处理板卡所属的目标插槽号及设备信息发送至第二目标芯片；

50、请求发送单元，用于第二目标芯片基于目标插槽号和设备信息向目标处理板卡发送接管请求，所述接管请求包括第二ip。

51、在一个可选的实施方式中，故障处理模块包括：

52、信息共享单元，用于第一控制芯片与第二控制芯片共享处理板卡管理列表，所述处理板卡管理列表包括所属主端控制芯片、所属插槽号和处理板卡设备信息；

53、心跳监控单元，用于令第一控制芯片与第二控制芯片互发心跳信号；

54、故障确认单元，用于若第一控制芯片在指定期限内未接收到第二控制芯片的心跳信号，则判定第二控制芯片故障；

55、对象确定单元，用于第一控制芯片从处理板卡管理列表中筛选出所属主端芯片为第二控制芯片的处理板卡作为目标对象，并读取目标对象的所属插槽号和处理板卡设备信息；

56、业务接管单元，用于第一控制芯片基于目标对象的所属插槽号和处理板卡设备信息向目标对象发送接管请求，并在请求通过后接管目标对象的业务。

57、第四方面，提供一种终端，包括：

58、处理器、存储器，其中，

59、该存储器用于存储计算机程序，

60、该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端执行上述的终端的方法。

61、第五方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

62、本发明的有益效果在于，本发明提供的多数据通道背板，在背板上设置了双网络交换机芯片，用于连接和组网各个处理板卡，以提供网络通信功能。此外，还设置了pcieswitch交换芯片及cpu，用于实现pcie从设备之间的通信，以及usb hub芯片及cpu，用于转发usb从设备之间的数据。从可插入的模块角度来看，所有插槽的通迅链路相同，对于有usb、pcie有主从关系的接口，本方案将主设备放置在背板上，保证了插槽的从设备均为从设备，这意味着可根据应用，快速扩展从1个到n个的模块。对于通讯，有3种不同的通迅链路，彼此之间相互独立，可互为备份，相对于同一链路的备份，由于实现机制，设计不同，受到同一干扰的因素同时失效的概率变小。更为重要的是，对于通常用的处理板模块，通用的ai处理器，默认会带有三种接口，减小了处理板卡的复杂度(将复杂度放在了背板上)，这种处理方式，当处理板卡越多时，优势越来越明显，可灵活的实现处理板卡的多备份或n+1冗余备份。对于开发工作量，前期背板工作开发完后，板卡的通迅机制，完成一个的开发，即可快速复制，类似于分布式的架构，不需要考虑多板卡之间主从关系及通迅机制的变化。

63、本发明提供的多数据通道管理方法及系统，考虑了不同cpu业务之间的负载均衡，实现了对从端处理板卡的转换，实现了自动业务调节和故障处理，提升了控制的稳定性。

64、此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。