CN101163308B - 智能平台管理控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能平台管理控制器，用于与机框管理器通信，并对净负荷单元进行管理和监控，包括微控制器、接口转换装置和外设接口电路，其中，所述微控制器通过接口转换装置与机框管理器通信；所述接口转换装置通过两路智能平台管理总线与机框管理器相连，用于转换微控制器与机框管理器之间通信的数据；所述外设接口电路与微控制器相连，用于提供外部设备接入微控制器的接口。由于采用接口转换装置，IPMC可以仅采用一个微处理器实现，从而降低了成本；相对于现有技术，避免采用两个单片机所带来的编程以及两个单片机之间通信的复杂度，提高了系统的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及设备环境管理控制领域，尤其涉及智能平台管理控制器。
背景技术
高级通信计算机体系架构(ATCA)的系统管理是通过机框管理控制器(ShMC)执行的，ShMC负责管理ACTA中的现场置换单元(FRU)，对它们进行监测和错误汇报，同时提供电子锁功能。
智能平台管理接口(IPMI)规范定义了2类可以进行控制的FRU，一类是具有智能平台管理控制器(IPMC)的FRU，另一类是不具有IPMC的FRU。
如图1所示，IPMC和ShMC通信的物理承载是基于具备数据和时钟的串行信号线接口的智能平台管理总线(IPMB)。ATCA规范制定要求2个IPMB总线，分别冠以IPMB-A和IPMB-B，两条总线合一称之为IPMB-0。IPMB可以以双总线或双星型配置方式实现，之所以要求双IPMB总线，是为了保证系统管理子系统的可靠性，双IPMB总线可同时被使用以加倍传输频宽，同时可避免其中一条IPMB总线故障所带来的通信中断。IPMB总线被用作联接ShMC与ATCA单板和ATCA机架中FRU的桥梁。
如图2所示，目前，采用两个单片机，分别为Atmega 128L与Atmega 8LRISC CPUs，一主一从，分别处理两路IPMB-A和IPMB-B总线中的一路，IPMC与净负荷(payload)单元的CPU接口在IPMI v1.5规范中被定义为块传输(BT)接口，一般物理上采用串口来实现，用于读板位硬件地址，包括背板的槽位号、从ShMC获取机框、机架号。IPMC完成对ATCA单板的温度监控、电压监控、对payload复位控制，热插拔及蓝色发光二极管灯控制，电子钥匙控制、以及与背板的两条IPMB总线接口功能。
以上方式实现的IPMC，由于其采用两个单片机来完成两路总线接口，存在编程及单片机之间通信的复杂度，系统的可靠性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种智能平台管理控制器，系统可靠性和稳定性高。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能平台管理控制器，用于与机框管理器通信，并对净负荷单元进行管理和监控，包括微控制器、接口转换装置和外设接口电路，其中，所述微控制器通过接口转换装置与机框管理器通信，并对净负荷单元进行管理和监控；所述接口转换装置通过两路智能平台管理总线与机框管理器相连，用于转换微控制器与机框管理器之间通信的数据；所述外设接口电路与微控制器相连，用于提供外部设备接入微控制器的接口。
所述接口转换装置包括并/串芯片和总线缓冲器，其中，所述并/串芯片用于对微控制器与机框管理器之间通信的数据进行并/串转换；所述总线缓冲器设置于并/串芯片与两路智能平台管理总线之间，对微控制器与机框管理器之间通信的数据进行缓冲。
所述并/串芯片包括第一并/串电路和第二并/串电路，所述第一并/串电路和第二并/串电路分别用于对微控制器与机框管理器之间通信的数据进行并/串转换。
所述总线缓冲器包括第一内部集成电路总线缓冲器和第二内部集成电路总线缓冲器；所述第一内部集成电路总线缓冲器设置于第一并/串电路和第一路智能平台管理总线之间，对微控制器与机框管理器之间通信的数据进行缓冲；所述第二内部集成电路总线缓冲器设置于第二并/串电路和第二路智能平台管理总线之间，对微控制器与机框管理器之间通信的数据进行缓冲。
所述微控制器采用MCS-C51系列单片机、ARM系列单片机、XSCALE系列单片机和MC68K系列单片机其中之一。
所述外设接口电路提供外部设备接入微控制器的对外硬件地址接口，用于外部设备地址线的接入。
还包括缓冲器，用于对输入对外硬件地址接口的数据进行缓冲。
所述外设接口电路提供外部设备接入微控制器的电压监控接口，用于作为对外部设备的多路电压进行监控。
所述外设接口电路提供外部设备接入微控制器的温度传感器接口，用于作为外部设备中高热器件或高热区域进行监控的接口。
所述外设接口电路的温度传感器接口接入单线数字传感器。
所述外设接口电路提供外部设备接入微控制器的风扇转速监控接口，用于作为对风机的转速进行监控的接口。
所述外设接口电路提供外部设备接入微控制器的脉宽调制控制接口，微控制器通过所述脉宽调制控制接口对风机进行脉宽调制转速控制。
所述外设接口电路通过内部集成电路总线与微控制器相连。
所述外设接口电路通过内部集成电路总线与微控制器的专用内部集成电路硬件接口或进行了内部集成电路接口时序模拟的输入/输出管脚相连。
所述微控制器通过其上的净负荷通信接口与净负荷单元之间的进行接口消息传递。
所述微控制器上的净负荷电源控制接口引出的跳线，所述跳线提供触发信号，用于为净负荷单元的电源使能提供旁路控制。
所述微控制器通过其上的净负荷复位接口对净负荷单元进行硬复位。
还包括热插拔微动开关，所述微控制器对热插拔微动开关进行状态检测及状态迁移控制。
所述微控制器上设置发光二极管接口，用于对发光二极管进行显示控制。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、由于采用接口转换装置，IPMC可以仅采用一个微处理器实现，从而降低了成本；相对于现有技术，避免采用两个单片机所带来的编程以及两个单片机之间通信的复杂度，提高了系统的稳定性和可靠性。
2、采用并串方式实现接口转换装置，完成微处理器与两路智能平台管理总线之间的接口，实现简单、可靠。
3、采用单线温度传感器，只需使用外设接口电路的一个管脚作为接入接口，同时无需传送时钟信号，可长距离拉远，适合对分布不均匀的高发热器件监控，并且可以直接用数据线在数据通信的同时进行供电，性能稳定可靠。
4、采用跳线，使得IPMC具有旁路配置功能，可满足不同厂家旁路IPMC情况下的测试需要，另外，当IPMC异常时，可以使用跳线为单板中的净负荷单元提供电源，从而保证单板正常应用。
5、设置缓冲器，对输入对外硬件地址接口的数据进行缓冲，提高智能平台管理控制器的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是高级通信计算机体系架构中机框管理的结构示意图；
图2是现有技术的智能平台管理控制器结构示意图；
图3是本发明智能平台管理控制器结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图3所示，一种IPMC，包括微控制器(MCU)1、接口转换装置2、外设接口电路3和热插拔微动开关7。
其中，所述MCU1与payload单元4相连，完成对payload单元4的管理和监控的功能；
所述MCU1通过接口转换装置2分别与两路IPMB-A和IPMB-B相连，通过所述IPMB-A和IPMB-B总线与ShMC5通信；
所述MCU1与热插拔微动开关7的一端相连，所述热插拔微动开关7包括用于与面板把手相连的另一端，所述MCU1完成为热插拔微动开关7的状态检测及状态迁移控制；
所述MCU1上设置发光二极管(LED)接口，用于对蓝色H/S LED和红色OOS LED进行显示控制；
所述外设接口电路3提供外部设备接入MCU1的接口。
所述MCU1与payload单元4相连的接口包括payload通信接口、payload电源控制接口和payload复位接口。
所述接口转换装置2包括串联的并/串芯片21和总线缓冲器22，并/串芯片21的输入端与MCU 1的CPU接口相连，总线缓冲器22的输出端分别与两路IPMB-A和IPMB-B相连。
所述并/串芯片21包括第一并/串电路211和第二并/串电路212，所述总线缓冲器22包括第一内部集成电路(I2C)总线缓冲器221和第二I2C总线缓冲器222；第一并/串电路211的并口端与MCU 1的CPU接口相连，第一并/串电路211的串口端与第一I2C总线缓冲器221的一端相连，第一I2C总线缓冲器221的另一端用于与IPMB-A总线相连；第二并/串电路212的并口端与MCU1的CPU接口相连，第二并/串电路212的串口端与第二I2C总线缓冲器222的一端相连，第二I2C总线缓冲器222的另一端用于与IPMB-B总线相连；
所述外设接口电路3提供的外部设备接入接口包括对外硬件地址接口HA0-HA7、电压监控接口31、温度传感器接口32、风扇转速监控接口33及脉宽调制控制接口34，所述外设接口电路3通过I2C总线与MCU 1相连。
所述外设接口电路3的温度传感器接口32接入单线数字传感器6。
还设置跳线11，跳线11的一端接MCU 1的净负荷电源控制接口，另一端与payload单元4的电源控制端相连，MCU 1提供电平触发信号，根据该触发信号对payload单元4进行电源使能，从而为payload单元4提供电源旁路控制功能。净负荷电源控制接口可以采用MCU 1的输入/输出(I/O)管脚实现。
所述MCU1可以采用单片机实现，例如采用MCS-C51系列单片机、ARM系列单片机、XSCALE系列单片机和MC68K系列单片机其中之一，优选MCS-C51系列单片机，由于其成本低、应用广泛。
所述外设接口电路3通过I2C总线与MCU1的专用I2C硬件接口或者进行了I2C接口时序模拟的I/O管脚相连。
还包括缓冲器8用于对输入对外硬件地址接口的数据进行缓冲。
实施例，一种IPMC，包括MCU1、接口转换装置2、外设接口电路3、热插拔微动开关7和跳线11，所述MCU1为MCS-C51系列单片机，所述接口转换装置2包括第一并/串电路211、第二并/串电路212、第一I2C总线缓冲器221和第二I2C总线缓冲器222。
所述第一并/串电路211的并口端与MCU 1的CPU接口相连，第一并/串电路211的串口端与第一I2C总线缓冲器221的一端相连，第一I2C总线缓冲器221的另一端用于与IPMB-A总线相连；第二并/串电路212的并口端与MCU 1的CPU接口相连，第二并/串电路212的串口端与第二I2C总线缓冲器222的一端相连，第二I2C总线缓冲器222的另一端用于与IPMB-B总线相连；MCU1通过所述IPMB-A和IPMB-B总线与ShMC5通信。MCU1向ShMC5发送消息时，通过循环的方式选择IPMB-A和IPMB-B总线其中之一发送，如果一个总线不能发送消息，则使用另一个总线发送消息。
所述MCU1与payload单元4相连，完成对payload单元4的管理和监控的功能；所述MCU1与payload单元4相连的接口包括payload通信接口、payload电源控制接口和payload复位接口。各接口的功能如下：
payload通信接口
完成MCU1与payload单元4之间的接口消息传递功能，可以读取ATCA的背板槽位地址，以及获取机架、机框号；MCU1还可以通过payload通信接口发消息，通过软件方式复位payload单元4。在本实施例中，物理上可以采用RS232串口来实现，直接以LVTTL电平进行连接，无需进行RS232电平信号转换。
payload电源控制接口
MCU1通过payload电源控制接口完成对payload单元4的上电控制，MCU1与ShMC5通信，就FRU参数协商，满足上电要求后对payload单元4上电，否则不予上电使能。
payload复位接口
用于接入硬件复位信号，对payload进行硬复位。
所述MCU1与热插拔微动开关7的一端相连，所述热插拔微动开关7包括用于与面板把手相连的另一端，所述MCU1完成为热插拔微动开关7的状态检测及状态迁移控制。
所述MCU1上设置发光二极管(LED)接口，用于对蓝色H/S LED和红色OOS LED进行显示控制。
所述外设接口电路3提供外部设备接入MCU1的接口，所述外部设备接入的接口包括对外8位硬件地址接口HA0-HA7、电压监控接口31、温度传感器接口32、风扇转速监控接口33及脉宽调制控制接口34，所述外设接口电路3通过I2C总线与MCU 1相连，为进一步提高智能平台管理控制器的稳定性和可靠性，还设置缓冲器8，用于对输入对外8位硬件地址接口的数据进行缓冲。各接口的功能如下：
电压监控接口31
用于作为对ATCA单板内的多路电压进行监控的接口，如果MCU1监测到电压高于或低于预设门限值，则切断整个单板的供电，并向ShMC5告警。在本实施例中，可以对12V、5V、3.3V固定电压进行监控，同时另外可支持多路0～3.3V之间自定义电压的监控；如果增加电阻分压衰减网络，分压后的值在0～3.3V之间，用户可以对任意值的电压进行监控。
温度传感器接口32
用于为对ATCA单板内高热器件或高热区域进行监控的接口，如果监测到温度超过预设值，则向ShMC5报告，ShMC5将调节风扇转速，增大风量，加快散热过程。可外接高热器件，可与具有THERMDA、THERMDC管脚的高发热器件直接连接；还可同时外接多个单线温度传感器，此时，无需传送时钟信号，可长距离拉远温度传感器，适合对分布不均匀的高发热器件监控，并且单线温度传感器无需专用供电，其单根数据线既可以进行数据通信，同时也可以对传感器进行供电。
风扇转速监控接口33
用于与ATCA的风机盘相连，MCU1通过风扇转速监控接口33对风机的转速进行监控。
脉宽调制控制接口34
用于与ATCA的风机盘相连，MCU1通过脉宽调制控制接口34对风机进行脉宽调制转速控制。
所述外设接口电路3可以直接与MCS-C51系列单片机的专用I2C硬件接口相连，也可以对MCS-C51系列单片机的PIO管脚进行I2C接口时序模拟后，将外设接口电路3接入，IPMC都可以进行稳定而可靠的工作。
所述跳线11的一端接MCU 1的PIO管脚，所述PIO管脚作为MCS-C51系列单片机的净负荷电源控制接口，采用跳线后，IPMC具有旁路配置功能，可满足不同厂家旁路IPMC情况下的测试需要，另外，当IPMC异常时，可以使用跳线为单板提供电源不影响单板正常应用。
以上对本发明所提供的智能平台管理控制器，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，而本发明的智能平台管理控制器可以广泛应用于对设备的底层环境进行管理控制；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (17)
1.一种智能平台管理控制器，用于与机框管理器(5)通信，并对净负荷单元(4)进行管理和监控，其特征在于：包括微控制器(1)、接口转换装置(2)和外设接口电路(3)，其中，
所述微控制器(1)通过接口转换装置(2)与机框管理器(5)通信，并对净负荷单元(4)进行管理和监控；
所述接口转换装置(2)通过两路智能平台管理总线与机框管理器(5)相连，用于转换微控制器(1)与机框管理器(5)之间通信的数据；
所述外设接口电路(3)与微控制器(1)相连，用于提供外部设备接入微控制器(1)的接口；
所述接口转换装置(2)包括并/串芯片(21)和总线缓冲器(22)，其中，
所述并/串芯片(21)用于对微控制器(1)与机框管理器(5)之间通信的数据进行并/串转换；
所述总线缓冲器(22)设置于并/串芯片(21)与两路智能平台管理总线之间，对微控制器(1)与机框管理器(5)之间通信的数据进行缓冲；
所述并/串芯片(21)包括第一并/串电路(211)和第二并/串电路(212)，所述第一并/串电路(211)和第二并/串电路(212)分别用于对微控制器(1)与机框管理器(5)之间通信的数据进行并/串转换。
2.根据权利要求1所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述总线缓冲器(22)包括第一内部集成电路总线缓冲器(221)和第二内部集成电路总线缓冲器(222)；
所述第一内部集成电路总线缓冲器(221)设置于第一并/串电路(211)和第一路智能平台管理总线之间，对微控制器(1)与机框管理器(5)之间通信的数据进行缓冲；
所述第二内部集成电路总线缓冲器(222)设置于第二并/串电路(212)和第二路智能平台管理总线之间，对微控制器(1)与机框管理器(5)之间通信的数据进行缓冲。
3.根据权利要求1或2所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述微控制器(1)采用MCS-C51系列单片机、ARM系列单片机、XSCALE系列单片机和MC68K系列单片机其中之一。
4.根据权利要求1或2所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述外设接口电路(3)提供外部设备接入微控制器(1)的对外硬件地址接口，用于外部设备地址线的接入。
5.根据权利要求4所述的智能平台管理控制器，其特征在于：还包括缓冲器(8)，用于对输入对外硬件地址接口的数据进行缓冲。
6.根据权利要求1或2所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述外设接口电路(3)提供外部设备接入微控制器(1)的电压监控接口(31)，用于作为对外部设备的多路电压进行监控。
7.根据权利要求1或2所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述外设接口电路(3)提供外部设备接入微控制器(1)的温度传感器接口(32)，用于作为外部设备中高热器件或高热区域进行监控的接口。
8.根据权利要求7所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述外设接口电路(3)的温度传感器接口(32)接入单线数字传感器(6)。
9.根据权利要求1或2所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述外设接口电路(3)提供外部设备接入微控制器(1)的风扇转速监控接口(33)，用于作为对风机的转速进行监控的接口。
10.根据权利要求1或2所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述外设接口电路(3)提供外部设备接入微控制器(1)的脉宽调制控制接口(34)，微控制器(1)通过所述脉宽调制控制接口(34)对风机进行脉宽调制转速控制。
11.根据权利要求1或2所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述外设接口电路(3)通过内部集成电路总线与微控制器(1)相连。
12.根据权利要求11所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述外设接口电路(3)通过内部集成电路总线与微控制器(1)的专用内部集成电路硬件接口或进行了内部集成电路接口时序模拟的输入/输出管脚相连。
13.根据权利要求1所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述微控制器(1)通过其上的净负荷通信接口与净负荷单元(4)之间的进行接口消息传递。
14.根据权利要求1所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述微控制器(1)上的净负荷电源控制接口引出的跳线(11)，所述跳线(11)提供触发信号，用于为净负荷单元的电源使能提供旁路控制。
15.根据权利要求1所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述微控制器(1)通过其上的净负荷复位接口对净负荷单元(4)进行硬复位。
16.根据权利要求1所述的智能平台管理控制器，其特征在于：还包括热插拔微动开关(7)，所述微控制器(1)对热插拔微动开关(7)进行状态检测及状态迁移控制。
17.根据权利要求1所述的智能平台管理控制器，其特征在于：所述微控制器(1)上设置发光二极管接口，用于对发光二极管进行显示控制。
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