CN101452437B - 多处理器系统 - Google Patents

Abstract

一种多处理器系统，包括：第一CPU、第二CPU、南桥、超传送集线器及基板管理控制器。第一CPU及第二CPU包括北桥及至少一超传送标准总线。南桥包括超传送标准总线。超传送集线器耦接至第一CPU、第二CPU及南桥的超传送标准总线，用以将南桥的超传送标准总线连接至第一CPU的超传送标准总线，而使南桥与第一CPU及其中的北桥一起运作，来启动多处理器系统，当第一CPU无法正常工作时，超传送集线器使第二CPU的超传送标准总线连接至南桥的超传送标准总线。基板管理控制器通过通用输入输出端口耦接至超传送集线器。基板管理控制器包括：软件自动控制单元，以自动控制该超传送集线器，切换选择第一CPU或第二CPU的超传送标准总线与南桥的超传送标准总线连接。

Description

多处理器系统

技术领域

本发明是有关于一种多处理器系统的开机异常解决技术，且特别是有关于一种切换CPU以管理开机异常问题的技术。

背景技术

两个或多个微处理器一起工作来完成某个任务的系统称为“多处理器系统(Multiprocessor System)”，它是为高端工作站或服务器而设计的。多处理器系统具有至少两个中央处理单元(CPU)，通过多个CPU联合作业以提高系统整体处理效能。

一般而言，多处理器系统开机时，首先由指定单一的开机CPU(称为CPU0)作为Boot Strap Processor(BSP，启动捆绑处理器)，其通过北桥耦接至南桥；接着，CPU0提供启动信息，如：初始化中断控制器、存储器控制器、PCI控制器与串口，负责处理开机时基本输入输出系统(BIOS)的指令，以进行系统初始化作业并载入操作系统(OS)。而开机时被定义为应用CPU(application processors)的其他CPU，被设定处于等待状态(wait state)。而通过通用输入输出端口(GPIO)耦接至多处理器系统的基板管理控制器(baseboard management controller，BMC)主要用于检测多处理器系统是否启动，其检测过程为：首先系统上电，BMC开始计时，同时，读取电平的变化情况，该电平变化由多处理器系统中的BIOS(BasicInput/Output System，基本输入输出系统)进行改变，当系统无法正常启动时，该电平不会发生变化，当BMC计时到一个预订的值时，电平仍然不发生变化，则可以判断系统没有启动。

一般情况下，当多处理器系统用久或操作不当时，CPU0可能会损坏或线路部分出现问题，而这时，需要切换多处理器系统中的CPU。

专利号为TW00439025的台湾专利，提出一种具有多数的CPU的多处理器型电脑，特别关于根据电脑的驱动电源而能够动态地控制驱动的CPU的数量的电脑，以实现对需要电池动作的手提电脑最适合的多处理器构成。CPU(0#)～CPU(3#)的4个CPU，将分别根据并联度切换部控制其动作，停止动作，根据电源供给源的种类、发热量、动作中的CPU的负荷，或者依照使用者的系统软件的动作环境设定，而设定同时动作的CPU之数，亦即CPU并联度。

上述方法通过改变CPU的驱动电源，使之并联来动态控制驱动的CPU的数量，而不能解决当CPU0不能正常工作采用换取另一颗CPU的技术问题。在CPU内集成有北桥功能的多处理器系统中认定只要通过超传送标准总线(HT总线)与南桥相连的就是CPU0，如果CPU0的插座(SOCKET)或线路部分坏了，那么整个多处理器系统都无法正常工作了，需要将整个主板进行报废。以AMD多处理器为例，来说明在CPU内集成北桥功能的多处理系统存在的技术缺陷。AMD处理器与Intel处理器搭建的多处理器系统的一个很大不同：Intel处理器是通过前段总线共用一个北桥控制器，任意一颗CPU都能作为CPU0工作；AMD处理器内建了北桥控制器，所以在多处理器系统中各个CPU都有独立的北桥。参照图1，其为传统AMD多处理器系统的结构示意图。DRAM(动态随机存取存储器)111分别耦接至CPU101、CPU103、CPU105以及CPU107，各CPU相互连接，由于硬体线路的限制，如图，只有一颗CPU即CPU101能够作为CPU0通过HT BUS(Hyper Transport BUS，超传送标准总线)直接跟南桥(SB)109连接。因此上述方法并不能达到切换多处理器系统中的CPU的目的，当作为启动多处理器系统的CPU0或者线路部分发生故障时，整个系统就无法工作，系统就报废了，增加了整个系统的成本。

发明内容

本发明的目的之一在提供一种多处理器系统，以解决现有技术只有一颗CPU能启动系统，当这颗CPU或者线路部分发生故障时，整个系统就无法工作而导致系统报废而增加了整个系统的成本的问题。

本发明提出一种多处理器系统，包括：第一CPU、第二CPU、南桥、超传送集线器以及基板管理控制器。第一CPU包括北桥以及至少一超传送标准总线。第二CPU包括北桥以及至少一超传送标准总线。南桥包括超传送标准总线。超传送集线器耦接至第一CPU、第二CPU及南桥的超传送标准总线，用以将南桥的超传送标准总线连接至第一CPU的超传送标准总线，而使南桥与第一CPU及其中的北桥一起运作，来启动多处理器系统，当第一CPU无法正常工作或线路部分损坏时，超传送集线器使第二CPU的超传送标准总线连接至南桥的超传送标准总线。基板管理控制器通过通用输入输出端口(GPIO)耦接至超传送集线器。基板管理控制器包括一软件自动控制单元。软件自动控制单元用以自动控制该超传送集线器，切换选择第一CPU或第二CPU的超传送标准总线与南桥的超传送标准总线连接。

本发明另提出一种多处理器系统，其包括：多个CPU、南桥、超传送集线器以及基板管理控制器。此系统中的每一CPU包括北桥以及至少一超传送标准总线，而南桥也包括有超传送标准总线，当南桥的超传送标准总线连接至任一个CPU的超传送标准总线时，南桥与被连接的CPU及其中的北桥一起运作，来启动多处理器系统。前述超传送集线器耦接至每一CPU的超传送标准总线以及南桥的超传送标准总线，用以选择任一个CPU的超传送标准总线，使其连接至南桥的超传送标准总线，当被选择的CPU无法正常工作或线路部分损坏时，超传送集线器选择另一个CPU的超传送标准总线，使其连接至南桥的超传送标准总线。基板管理控制器通过通用输入输出端口耦接至超传送集线器。基板管理控制器包括一软件自动控制单元。软件自动控制单元用以自动控制该超传送集线器，切换选择任一CPU的超传送标准总线与南桥的超传送标准总线连接。

依照本发明的实施例所述的多处理器系统，上述超传送集线器为多路开关。

依照本发明的实施例所述的多处理器系统，其中的CPU的数目共有四个，且多路开关为四路开关。

依照本发明的实施例所述的多处理器系统，上述多处理器系统还包括周边电路，外设于多处理器系统的机箱面板之上且耦接至超传送集线器，用以通过手动来控制超传送集线器，切换选择CPU的超传送标准总线与南桥的超传送标准总线连接。

依照本发明的实施例所述的多处理器系统，上述基板管理控制器还包括：检测单元。检测单元用以检测多处理器系统是否启动以及重启多处理器系统。

本发明因采用多处理器系统，因此可通过超传送集线器自由选择切换CPU来作为启动系统的CPU使用。或者如果作为启动系统的CPU出现问题，不用打开机箱就可以按照手册切换另一颗CPU来启动系统继续工作。启动系统的CPU不能正常工作或者线路部分坏了，整块主板也不用报废，可以切换另一颗CPU继续使用，减少了更换整块主板的费用，降低了整个系统的成本。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示为传统AMD多处理器系统的结构示意图。

图2绘示为本发明实施例的一种多处理器系统的结构示意图。

图3绘示为本发明实施例的一种多处理器系统的具体的结构示意图。

图4绘示为本发明实施例的超传送集线器的结构示意图。

图5绘示为本发明实施例的另一种多处理器系统的具体的结构示意图。

图6绘示为本发明实施例的一种切换CPU方法的流程图。

具体实施方式

本发明的特征之一在于设置超传送集线器，可以选择任一颗CPU启动，从而减少了更换整块主板的费用，降低了整个系统的成本。

参照图2，其绘示为本发明实施例的一种多处理器系统的结构示意图。它包括：CPU101、CPU103、南桥109以及超传送集线器201。CPU101包括北桥以及至少一超传送标准总线。CPU103包括北桥以及至少一超传送标准总线。本实施例中，CPU101与CPU103其实可以具有3个超传送标准总线，但只使用到其中的2个。

南桥109也包括有超传送标准总线。超传送集线器201耦接至CPU101、CPU103及南桥109的超传送标准总线，用以将南桥109的超传送标准总线连接至CPU101的超传送标准总线，而使南桥109与CPU101及其中的北桥一起运作，来启动多处理器系统200，当CPU101无法正常工作或线路部分损坏时，超传送集线器201使CPU103的超传送标准总线连接至南桥109的超传送标准总线。

参照图3，其绘示为本发明实施例的一种多处理器系统的具体的结构示意图。本实施例以4个CPU为例，它包括：CPU101、CPU103、CPU105、CPU107、南桥109以及超传送集线器201。各CPU之间相互连接，且每个CPU都包含有北桥以及3组HT总线。每个CPU都能作为启动CPU来启动多处理器系统200。如图，CPU103通过HT2耦接至CPU101的HT0，CPU105通过HT2耦接至CPU103的HT1，CPU107通过HT0耦接至CPU103的HT1以及通过HT1耦接至CPU101的HT2。其中，HT0、HT1以及HT2仅为各CPU的HT总线控制器的代号，其主要作为连接之用，故本发明使用HT0、HT1以及HT2来代表CPU的连接端点。本实施例中，各CPU都具有3组HT总线，且透过这些HT总线来两两连接，但并非用以限定本发明，任何其他型式的CPU只要具有至少一组HT总线皆在本发明的保护范围内。

南桥109也包括有超传送标准总线。超传送集线器201耦接至各个CPU，同样地，通过HT总线与各个CPU进行连接，用以将南桥109的超传送标准总线连接至CPU101的超传送标准总线，而使南桥109与CPU101及其中的北桥一起运作，来启动多处理器系统200，当CPU101无法正常工作或线路部分损坏时，超传送集线器201使其余CPU中的任一颗CPU的超传送标准总线连接至南桥109的超传送标准总线。在超传送集线器201上还连接有周边电路303，外接于多处理器系统200的机箱面板之上且耦接至超传送集线器201，用以通过手动来控制超传送集线器201，切换选择一CPU的一超传送标准总线与南桥的超传送标准总线连接。

参照图4，其绘示为本发明实施例的超传送集线器的结构示意图。它包括多个输入端总线和一个输出端总线，其中，每个输入端总线401以及输出端总线403都为80pin，且都是单向传输，因此，每个总线共包含的传输线为：CADIN_DP[15..0]，CADIN_DN[15..0]，CADOUT_DP[15..0]，CADOUT_DN[15..0]，CLKIN_DP[1..0]，CLKIN_DN[1..0]，CLKOUT_DP[1..0]，CLKOUT_DN[1..0]，CTLIN_DP[1..0]，CTLIN_DN[1..0]，CTLOUT_DP[1..0]，CTLOUT_DN[1..0]。

因本发明采用单向传输，所以可保证资料传输时带宽足够大。如图，本发明实施例选用4路开关，其4个输入端总线401可分别连接最多4个CPU，另一个输出端总线403连接南桥，可通过选择一CPU的一超传送标准总线与南桥的超传送标准总线连接，使连接南桥的CPU启动系统。图中的多路开关为4路开关，但并非限定本发明，其可以是大于4路的多路开关，也可以是2路或者3路开关(用于两颗CPU或者三颗CPU的多处理器系统)其主要是做为选择CPU之用。

参照图5，其绘示为本发明实施例的另一种多处理器系统的具体的结构示意图。仍以4个CPU为例，它包括：CPU101、CPU103、CPU105、CPU107、南桥109以及超传送集线器201。各CPU之间相互连接，且每个CPU都包含北桥以及至少三个超传送标准总线。每个CPU都能作为启动CPU来启动多处理器系统200。南桥109包括超传送标准总线。超传送集线器201耦接至各个CPU，用以将南桥109的超传送标准总线连接至CPU101的超传送标准总线，而使南桥109与CPU101及其中的北桥一起运作，来启动多处理器系统200，当CPU101无法正常工作或线路部分损坏时，超传送集线器201使其余CPU中的一颗CPU的超传送标准总线连接至南桥109的超传送标准总线。各CPU以及超传送集线器201的连接关系及工作原理和图3中各CPU以及超传送集线器201相同，此处不再赘述。本发明的多处理器系统200还包括基板管理控制器501，通过通用输入输出端口(GPIO)耦接至该超传送集线器201，它包括：软件自动控制单元503以及检测单元505。软件自动控制单元503用以自动控制该超传送集线器201，切换选择任一CPU的一超传送标准总线与该南桥109的超传送标准总线连接。上述软件自动控制单元503通过软件编程对超传送集线器201进行控制。检测单元505用以检测多处理器系统是否启动以及重启多处理器系统。

当上述多处理器系统200工作时，首先由默认的一颗CPU启动多处理器系统200，同时，基板管理控制器501的检测单元505开始计时并察看电平是否变化，当基板管理控制器达到一预订的值，如2分钟，如果电平未发生变化时，则可判断多处理器系统200没有启动，这时，可根据操作手册手动控制周边电路303，使超传送集线器201切换到另一颗CPU，接着重启多处理器系统200。或者，可由软件自动控制器503根据预先软件编程设定的参数，如设定“0”为不导通，“1”为导通，则可根据“01”数位来确定超传送集线器201中的一路导通，该些参数通过GPIO控制超传送集线器201，使超传送集线器201切换到另一颗CPU，接着重启多处理器系统200。此处设定的参数仅为一实施例，也可通过如设定电磁阀开关的打开角度使其中一路导通等方式，并不局限于本实施例所表现的此种方式。

参照图6，其绘示为本发明实施例的一种切换CPU方法的流程图。由上述系统之叙述，可得一种切换CPU方法，包括：

首先，提供第一CPU、第二CPU及南桥，第一CPU及第二CPU皆包括北桥以及至少一超传送标准总线，且南桥也包括超传送标准总线。

接着，使南桥的超传送标准总线连接至第一CPU的超传送标准总线，而使南桥与第一CPU及其中的北桥一起运作，来启动多处理器系统。

最后，当第一CPU无法正常工作或线路部分损坏时，使第二CPU的超传送标准总线连接至南桥的超传送标准总线。

其具体为：

S610：检测第一CPU是否工作。当多处理器系统上电运行后，基板管理控制器开始计时并察看电平是否变化，当基板管理控制器达到一预订的值，如5分钟，如果电平未发生变化时，则可判断多处理器系统没有启动。

S620：切换选择多处理器系统的另一CPU的一超传送标准总线与南桥的超传送标准总线连接。

S630：重启多处理器系统。

综上所述，在本发明的多处理器系统及切换CPU方法，可通过超传送集线器自由选择切换CPU来作为启动系统的CPU使用。或者如果作为启动系统的CPU出现问题，不用打开机箱就可以按照手册切换另一颗CPU来启动系统继续工作。启动系统的CPU不能正常工作或者线路部分坏了，整块主板也不用报废，可以切换另一颗CPU继续使用，减少了更换整块主板的费用，降低了成本。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种多处理器系统，包括：

一第一CPU，包括北桥以及至少一超传送标准总线；

一第二CPU，包括北桥以及至少一超传送标准总线；

一南桥，包括超传送标准总线；

一超传送集线器，耦接至该第一CPU、该第二CPU及该南桥的超传送标准总线，用以将该南桥的超传送标准总线连接至该第一CPU的超传送标准总线，而使该南桥与该第一CPU及其中的北桥一起运作，来启动该多处理器系统，当该第一CPU无法正常工作或线路部分损坏时，该超传送集线器使该第二CPU的超传送标准总线连接至该南桥的超传送标准总线；以及

一基板管理控制器，通过一通用输入输出端口耦接至该超传送集线器，包括：

一软件自动控制单元，用以自动控制该超传送集线器，切换选择该第一CPU或该第二CPU的超传送标准总线与该南桥的超传送标准总线连接。

2.如权利要求1所述的多处理器系统，其特征在于，该超传送集线器为一多路开关。

3.如权利要求2所述的多处理器系统，其特征在于，该多处理器系统的CPU的数目共有四个，该多路开关为一四路开关。

4.如权利要求1所述的多处理器系统，其特征在于，该多处理器系统还包括：一周边电路，外设于该多处理器系统的机箱面板之上且耦接至该超传送集线器，用以通过手动来控制该超传送集线器，切换选择该第一CPU或该第二CPU的超传送标准总线与该南桥的超传送标准总线连接。

5.如权利要求1所述的多处理器系统，其特征在于，该基板管理控制器还包括：

一检测单元，用以检测该多处理器系统是否启动以及重启该多处理器系统。

6.一种多处理器系统，包括：

多个CPU，每一CPU包括北桥以及至少一超传送标准总线；

一南桥，其包括有超传送标准总线，当该南桥的超传送标准总线连接至任一个该些CPU的超传送标准总线时，该南桥与被连接的CPU及其中的北桥一起运作，来启动该多处理器系统；

一超传送集线器，耦接至每一CPU的超传送标准总线以及该南桥的超传送标准总线，用以选择任一个该些CPU的超传送标准总线，使其连接至该南桥的超传送标准总线，当被选择的CPU无法正常工作或线路部分损坏时，该超传送集线器选择另一个CPU的超传送标准总线，使其连接至该南桥的超传送标准总线；以及

一基板管理控制器，通过一通用输入输出端口耦接至该超传送集线器，包括：

一软件自动控制单元，用以自动控制该超传送集线器，切换选择任一CPU的超传送标准总线与该南桥的超传送标准总线连接。

7.如权利要求6所述的多处理器系统，其特征在于，该超传送集线器为一多路开关。

8.如权利要求7所述的多处理器系统，其特征在于，该多处理器系统的CPU的数目共有四个，该多路开关为一四路开关。

9.如权利要求6所述的多处理器系统，其特征在于，该多处理器系统还包括：一周边电路，外设于该多处理器系统的机箱面板之上且耦接至该超传送集线器，用以通过手动来控制该超传送集线器，切换选择任一CPU的超传送标准总线与该南桥的超传送标准总线连接。

10.如权利要求6所述的多处理器系统，其特征在于，该基板管理控制器还包括：

一检测单元，用以检测该多处理器系统是否启动以及重启该多处理器系统。

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