CN100440105C - 在多节点计算机系统提供故障安全冗余电源的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种提供跳线的数据处理系统和方法，该跳线从冗余电源向一个框架中的至少两个关键功能之一提供备用电能，该框架具有用于容纳至少两个节点的舱。该冗余电源向在框架中的节点之一和关键功能之一供电。跳线可滑动地接合在框架中节点之一的位置中。当接合在框架中时，该跳线从冗余电源向关键功能的另一个关键功能传递电能。跳线包括在气阻的跳线叠层中，其中该气阻包括无源气阻叠层。在无源气阻叠层上的机械栓防止了在无源气阻叠层被移去之前跳线叠层被移去。

Description

在多节点计算机系统提供故障安全冗余电源的系统和方法

技术领域

本发明涉及冗余电源，以及更特别地，涉及从冗余电源向多节点系统中的基本功能提供电能。

背景技术

在多节点计算机系统中，对于所有节点来说共同的关键功能必须高度可靠，并且因此被冗余地供电。在所公开的系统中，配置从一个节点到四个节点变化。对于所有配置，振荡器(OSC)和这里称为灵活服务处理器(Flexible Service Processor：FSP)的系统控制处理器是双份的。对于多节点配置，从独立电源组为每个OSC/FSP对供电是可靠性、可用性、可服务性(RAS)要求，但是当安装单一节点时，必须对这两对OSC/FSP进行供电。

一种现有技术解决方案是始终从第一节点电源为关键功能供电，原因是电源本身有N+1个。这种解决方案不能满足更新系统的更严格要求，并且要求第一节点安装在一个固定的位置，而这对于未来应用来说不灵活。

另一种现有技术解决方案是在单节点配置中安装用于第二节点的电源组。这种解决方案是昂贵的，并且在电源连接中不能提供灵活性。

于2000年12月26日发出公告的题为“CASING MOUNTABLEFILLER MODULE”(可安装壳体的填充器模块)的Nicolici等人的美国专利No.6,166,919公开了一种填充器模块，其可滑动地安装在容纳在壳体中的多插槽、多模块电子系统的在另外的情况下不使用的插槽中。该壳体使得气流被维持在支架(shelf)中，而不管使用的和未使用的插槽的数目或位置如何。

于2004年5月18日发出公告的题为“PORT FILLER BAFFLE”的Trioli等人的美国专利No.6,738,262 B2公开了一种用于防止灰尘和颗粒物质累积在硬件部件底座(chassis)的未利用机架(housing)或端口内的装置。

于2003年1月23日公开的题为“SCALABLE INTERNETENGINE”(可扩展的因特网引擎)的Jackson等人的美国专利申请公开No.2003/0016515 A1公开了一种可扩展的因特网引擎，该引擎包括大量市面上有售的服务器板，每个板布置为在电能和空间有效室中的引擎叶片。

于2003年6月19日公开的题为“REDUNDANT DATA ANDPOWER INFRASTRUCTURE FOR MODULAR SERVERCOMPONENTS IN A RACK”(机柜中用于模块化服务器部件的冗余数据和电源基础设施)的Sanders等人的美国专利申请公开No.2003/0112582A1公开了一种包括模块化的服务器底座的计算机服务器机柜(rack)的模块化基础设施，每个底座配置成容纳多个服务器和两个网络交换机并且包括冗余AC/DC(交流/直流)电源。每个电源足以对整个机柜供电。

于2003年9月11日公开的题为“KEYED FILLER PANEL WITHREMOVABLE-COUPLEABLE AIRFLOW RESISTIVE FILLER CARDASSEMBLY”(具有可移除-可连接气阻填充器卡组件的键入式填充器面板)的Brooks等人的美国专利申请公开No.2003/0169580A1公开了一种具有可移除-可连接气阻填充器卡组件的键入式填充器面板。

于2003年11月6日公开的题为“SYSTEMS FOR USE WITHDATA STORAGE DEVICES”(结合数据存储设备而使用的系统)的Tsuyuki等人的美国专利申请公开No.2003/0206402A1公开了一种用于将数据存储设备安装到底座的系统。

于2004年4月1日公开的题为“HIGH DENSITY MODULARINPUT/OUTPUT PACKAGE IN A DATA PROCESSING SYSTEM”(数据处理系统中的高密度模块化输入/输出封装)的Barringer等人的美国专利申请公开No.2004/0062002A1公开了一种I/O子系统，用于在包括冗余电源的数据处理系统中提供高密度模块化输入/输出封装。当没有包括该子系统的DASD设备(直接存取存储设备)时，使用一个位置正确的空筒以保持冷却气流。

发明内容

本发明的主要目的是使用气阻叠层(book)底座来提供跳线，该跳线连接用于第一节点和第二节点的电源分配电路。在电源不存在的情况下该气阻存在，以平衡通过机器的气流。在对于所使用的位置适度增加成本的情况下，跳线起双重作用。由于电源和气阻叠层插入是互相排斥的，因此得到了更可靠的安装。

这里也描述和要求保护对应于上面总结的方法的系统和计算机程序产品。

通过本发明的技术实现另外的特征和优点。这里详细描述了本发明的其他实施例和方面，并且这些其他实施例和方面被认为是所要求保护的发明的一部分。为了更好地理解本发明的优点和特征，参考以下描述和参考附图。

附图说明

在所附权利要求中特别地指出并明确地要求保护被认为是本发明的主题。通过以下结合附图进行的详细描述，本发明的前述和其他目的、特征以及优点将显而易见，其中：

图1是具有单一节点和3个节点气阻的单节点系统的示意图；

图2是具有2个节点和2个节点气阻的双节点系统的示意图；

图3是具有3个节点和1个节点气阻的三节点系统的示意图；

图4是具有4个节点的四节点系统的示意图；

图5是示出四节点系统的电源板结构的示意图；

图6是示出在四节点系统中的电源组的示意图，该四节点系统具有跳线功能，该跳线功能连接到一个节点的一个电源分配电路，以在没有安装第二节点和其电源时，向关键功能供电；并且

图7是示出用于防止图6的跳线过早地拔出的互锁突出(interlocktab)的示意图。

通过参考附图的例子，下面的详细描述解释了本发明的优选实施例以及优点和特征。

具体实施方式

一种处理器系统，具有四个多处理器节点，这四个节点被独立地提供电源。系统可以包括一个节点，如图1所示；可以包括两个节点，如图2所示；可以包括三个节点，如图3所示；或可以包括四个节点，如图4所示。系统包含对于所有节点来说共同的关键功能，即系统振荡器(OSC)功能和系统控制处理器(FSP)功能，这些功能冗余地实现(每个功能有两份)。对于从一个节点到四个节点的所有系统配置，这两组关键功能都是需要的。在图1中，单节点系统10安装在系统框架11中，该系统框架11具有用于容纳至少四个节点的舱。该系统10具有单一节点12、系统控制处理器0(FSP0)13、振荡器0(OSC0)14、FSP1 15、以及OSC1 16。用于第二节点的舱由节点气阻(airblock)17所阻塞，用于第三节点的舱由节点气阻18所阻塞，用于第四节点的舱由节点气阻19所阻塞。如在本领域中所公知的，当没有安装节点时，气阻限定了冷却气体在框架11中的分布。

如上所述，始终需要FSP0 13/OSC0 14和FSP1 15/OSC1 16的共同功能20。每个节点需要这里称为分布式变换器组件(DCA)的含三个逻辑电源的电源组，并且该电源组通过电源线21连接到每个节点。用于每个节点的电源组是N+1冗余的。所有节点功能要求三个电源DCA中的两个DCA工作，即在每个节点中可以容许一个单独的故障电源DCA。对于多节点(两个或更多节点)系统，还要求每组关键功能由一个独立的电源组提供电源。如图1中所示，节点012具有DCA01 22、DCA02 23、以及DCA03 24。框架11中用于第二电源位置的位置由电源气阻25阻塞，用于第三电源位置的位置由电源气阻26阻塞，并且用于第四电源位置的位置由电源气阻27阻塞。如上所述，当没有安装用于该位置的电源时，电源气阻25-27限定了适当的冷却气体分布，这是公知的。FSP0 13和OSC0 14由电源组DCA01 22、DCA02 23、以及DCA03 24(下文中称为DCA01/02/03 22/23/24)供电。在图1中所示的包含单一节点的系统的情况下，FSP0 13和OSC014、FSP1 15和OSC1 16都由电源组DCA01 22、DCA02 23以及DCA0324供电。

图2中示出了双节点系统，其中相似的部分用与图1的部件相同的数字进行编号。在该双节点系统30中，节点131位于第二节点舱中，并且第二电源组DCA11 32、DCA12 33、以及DCA13 34(下文中称为DCA11/12/13 32/33/34)位于在第二节点舱中的第二电源组位置中。在该双节点系统30中，FSP1 15和OSC1 16由电源组DCA11/12/13 32/33/34供电。

图3中示出了三节点系统，其中相似的部分用与图1和图2的部件相同的数字进行编号。在图3的三节点系统40中，节点241位于框架11中的第三节点舱中。第三电源组DCA21/22/23 42/43/44位于在第三节点舱中的第三电源组位置中。

图4中示出了四节点系统，其中相似的部分用与图1、图2和图3的部件相同的数字进行编号。在图4的四节点系统50中，节点3 51位于框架11中的第四节点舱中。第四电源组DCA31/32/33 52/53/54位于在第四节点舱中的第四电源组位置中。

注意，用于节点241的电源分配电路DCA21/22/23和用于节点351的电源分配电路DCA31/32/33只为在它们各自的节点内的电路提供电源。DCA11/12/13向节点131供电，并且DCA01/02/03向节点012供电，并且，如上所述，它们还向关键功能20供电。

图5进一步示出了图4的四节点系统50，包括向FSP0 13、OSC014、FSP1 15和OSC1 16供电的电路。节点012具有由DCA01/02/0322/23/24形成的电源边界(power boundary)0 60。节点131具有由DCA11/12/13 32/33/34形成的电源边界161。节点241具有由DCA21/22/23 42/43/44形成的电源边界262。节点3 51具有由DCA31/32/33 52/53/54形成的电源边界3 63。电源边界0 60具有电源引线64，该电源引线64向FSP0 13和OSC0 14供电。电源边界161具有电源引线65，该电源引线65向FSP1 15和OSC1 16供电。跳线67在引线64和引线65之间对电源进行跳线，使得如果电源边界161不存在(例如在图1中所示的单一节点系统10中)，则电源边界060可以对引线65供电。虚线表示跳线67的功能，对于当没有安装节点1和其电源时的情况，跳线67的功能将节点1的电源分布电路连接到节点0的电源分布电路。在一个实施例中，FSP0 13、OSC0 14、FSP115和OSC1 16可以放置在共享现场可替换单元(FRU)68和69中。

注意，分别用于节点241和节点3 51的电源分布电路42/43/44和52/53/54只为在各自的节点内的电路提供电源。如上所述，节点012和节点131为节点和关键功能20供电。如图5所示，在电源边界0 60和电源边界1 61之间提供有一个重要产品数据(VPD)智能芯片70。该VPD芯片70包括存储器中的数据，该数据描述了系统部件，使得系统知道安装了哪些部件。

图1-图4中的电源线21包括电源连接器71、72和73，用于将电源单元连接到其相应节点。每个电源连接器包括多个导体组件，每个导体组件包含两个分离的导体或管脚，一个长一个短。长管脚连接到要提供的电压，短管脚接地。最上面的导体组件长管脚用于对电源的输出电容进行软充电，而短管脚是备用的，通常可以任意接地。在一个实施例中，在电源中，该备用短管脚没有连接，即悬空。用于这些备用短管脚的印刷电路板中的相应插孔在该板中也悬空，跳线位置除外。跳线位置是在用于第二节点(表示为节点1)的电源组中的电源位置。在跳线位置中，用于备用管脚的插孔连接到节点0的电源电路，其中如上所述，该节点0向关键功能FSP0/OSC0供电。如果跳线位置为空或者被电源所占据，则在节点1板部分中，没有到节点0的电源分布电路的连接。通常，当没有安装电源时，将具有与电源尺寸接近的尺寸并且具有特别地设计的穿孔的空金属盒(在图1-3中表示为电源气阻)安装在正确位置，以帮助维持通过系统的适当气流。跳线67包括在气阻叠层(book)中，该气阻叠层包含较小的印刷电路卡，其将上述备用管脚连接到向关键功能提供电源的标准导体组件。因此，当安装了跳线气阻叠层时，这两个电源分布电路被连接，并且节点0电源22/23/24将向所有关键功能20提供电源。

图6是用于多个DCA的一个DCA(例如DCA01 22)和电源气阻25的跳线连接的图示。在图6中，可以理解，没有安装电源单元32/33/34。相反，安装了电源气阻25。如上所述，用于DCA11 32的连接在上面的连接器82中具有备用管脚80，并且在下面的连接器83中具有电源管脚81。电源管脚81是向FRU 69的FSP1/OSC1 15/16提供电源的标准连接。电源导体85从FRU 68延伸，以便向备用管脚80提供用于FSP1/OSC1的备用电压。在跳线气阻25中的跳线67连接在备用管脚80和标准电源管脚81之间。如上所述，当将跳线67安装在电源气阻25中时，由备用管脚80通过跳线67将备用电能提供给FSP1/OSC1 15/16。在一个实施例中，当安装了DCA12 33和DCA13 34中的任一个或者两个时，向FSP1/OSC1 15/16供电。

在一个实施例中，在没有中断系统操作的情况下向系统添加(热插)第二节点。即直到由安装到用于节点1的电源组内的两个位置中的电源供电时，才移去跳线67。

图7示出了具有三个叠层90、91和92的电源气阻25的一个实施例。电源气阻叠层90和91是无源气阻。电源气阻叠层92是具有所描述的跳线67的跳线气阻。每个气阻叠层90、91和92为一个电源位置那么宽(1w)。作为一个电源位置那么宽使得跳线气阻92可以保持安装状态，直到在节点1组中安装了电源DCA12 33和DCA13 34并且接通电源时为止。在一个实施例中，用于节点2和3的位置的电源气阻26和27为三个电源那么宽(3w)以节省硬件。

提供机械栓(key)96和97，使得在DCA33和34插入之前，不能先拔出跳线叠层92。机械栓96和97是在无源气阻叠层90和91上的交叠突出(tab)。跳线叠层92具有突出接合表面98，其与机械栓97相接合，并且防止当无源气阻叠层91在正确位置时，跳线叠层92被从框架11中移去。可以理解，栓96允许气阻叠层90首先被拔出，但防止气阻叠层91首先被拔出。类似地，突出97允许气阻叠层91在气阻叠层90被拔出后被拔出，但防止气阻叠层92在气阻叠层91被拔出前被拔出。

尽管已经描述了本发明的优选实施例，但是可以理解，在现在和在将来，本领域的普通技术人员可以进行在所附权利要求范围内的各种改进和加强。这些权利要求应当被解释为维持首先描述的本发明的正确保护。

Claims (18)

1.一种数据处理系统，包括：

框架，其具有用于容纳至少两个节点的舱；

至少两个关键功能，所述关键功能的每一个关键功能包括振荡器和系统控制处理器，其用于连接到安装在所述框架中的至少一个节点；

冗余电源，用于向在所述框架中的所述节点之一和所述关键功能之一供电；以及

跳线，所述跳线可滑动地接合在所述框架中节点之一的位置中，当接合在所述框架中时，所述跳线用于从所述冗余电源向所述关键功能的另一个关键功能传递电能。

2.根据权利要求1所述的数据处理系统，其中所述跳线包括在可滑动地接合在所述框架中的气阻中，当所述气阻接合在所述框架中时，所述气阻限定了冷却气体在所述框架中的分布。

3.根据权利要求2所述的数据处理系统，其中所述冗余电源包括3个逻辑电源，每个逻辑电源可滑动地接合在所述框架中的节点中。

4.根据权利要求3所述的数据处理系统，其中所述气阻包括3个叠层，所述3个叠层的2个叠层是无源气阻叠层，并且所述3个叠层的1个叠层是包括所述跳线的跳线叠层。

5.根据权利要求4所述的数据处理系统，其中所述框架包括可与所述跳线叠层相接合的电源连接器，所述电源连接器连接到所述冗余电源的所述逻辑电源的至少一个逻辑电源，并且所述跳线叠层具有一个跳线连接器，当所述跳线叠层可滑动地接合在所述框架中时，所述跳线连接器可与所述电源连接器接合，所述跳线连接到所述跳线连接器和所述关键功能的至少一个关键功能，从而当所述跳线叠层可滑动地接合在所述框架中时，备用电能被传递给所连接的关键功能。

6.根据权利要求4所述的数据处理系统，其中所述叠层包括机械栓，用于防止在所述无源气阻叠层首先被移去之前所述跳线叠层被从所述框架中移去。

7.一种用于在数据处理系统中向关键功能供电的方法，包括：

提供具有用于容纳至少两个节点的舱的框架；

在所述框架中提供至少两个关键功能；

从冗余电源向在所述框架中的所述节点之一和所述关键功能之一供电；以及

在所述框架中所述节点之一的位置中可滑动地接合跳线，当接合在所述框架中时，所述跳线从所述冗余电源向所述关键功能的另一个关键功能传递电能，

其中所述关键功能的每一个关键功能包括振荡器和系统控制处理器，其用于连接到安装在所述框架中的至少一个节点。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括在安装在所述框架中的至少一个节点中连接振荡器和系统控制处理器。

9.根据权利要求7所述的方法，还包括将气阻可滑动地接合在所述框架中，所述气阻包括所述跳线，并且当所述气阻接合在所述框架中时，所述气阻限定了冷却气体在所述框架中的分布。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述冗余电源包括3个逻辑电源，每个逻辑电源可滑动地接合在所述框架中的节点中。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述气阻包括3个叠层，所述3个叠层的2个叠层是无源气阻叠层，并且所述3个叠层的1个叠层是包括所述跳线的跳线叠层。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括当所述跳线叠层可滑动地接合在所述框架中时，将在所述框架中的电源连接器与在所述跳线叠层中的跳线连接器相接合，所述电源连接器连接到所述冗余电源的所述逻辑电源的至少一个逻辑电源，所述跳线连接到所述跳线连接器和所述关键功能的至少一个关键功能，从而当所述跳线叠层可滑动地接合在所述框架中时，备用电能被传递给所连接的关键功能。

13.根据权利要求11所述的方法，还包括防止在所述无源气阻叠层首先被移去之前所述跳线叠层被从所述框架中移去。

14.一种可滑动地接合在数据处理系统的框架中的跳线叠层，所述跳线叠层包括：

跳线连接器，用于当所述跳线叠层可滑动地接合在所述框架中时，与连接到冗余电源的电源连接器相接合；

第二连接器，用于当所述跳线叠层可滑动地接合在所述框架中时，与用于向关键功能提供备用电能的关键功能连接器相接合；以及

跳线，连接在所述跳线连接器和所述第二连接器之间。

15.根据权利要求14所述的跳线叠层，其中所述跳线叠层是气阻，所述气阻用于当所述跳线叠层可滑动地接合在所述框架中时，辅助冷却气体在所述框架中的分布。

16.根据权利要求14所述的跳线叠层，还包括突出接合表面，其可与在无源叠层上的机械栓相接合，所述突出接合表面用于防止在所述无源叠层被从所述框架中移去之前所述跳线叠层被从所述框架中移去。

17.根据权利要求14所述的跳线叠层，其中所述跳线连接器包括用于与管脚结构相接合的管脚连接器，所述管脚结构具有备用管脚连接器，所述备用管脚连接器连接到在所述框架中的备用电源，以便向所述关键功能供电，以及所述第二连接器包括用于与第二管脚结构相接合的管脚连接器，所述第二管脚结构具有用于向所述关键功能供电的电源管脚连接器。

18.根据权利要求17所述的跳线叠层，其中所述跳线连接在所述备用管脚连接器和所述电源管脚连接器之间。

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