CN101876962B - 一种实现主从板热插拔控制的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种实现主从板热插拔控制的方法及装置。首先根据电路板所插槽位产生的主从槽特征信号来控制模拟开关的使能信号，其中所述电路板上设置有作为主板时需要使用的信号和作为从板时需要使用的信号；再通过所述使能信号来控制所述电路板上所设置两种信号的连接和关闭。这样就可以使电路板能够自适应的识别主/从槽，并相应的完成主/从板的功能，使该电路板既能作为主板使用，又能作为从板使用，从而简化了操作，提高了系统运行的效率。

Description

一种实现主从板热插拔控制的方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机电路领域，尤其涉及一种实现主从板热插拔控制的方法及装置。

背景技术

目前，在计算机应用和维护中，Compact PCI(坚实外设部件互连标准，PeripheralComponent Interconnect)总线是基于PCT电气规范开发的高性能工业总线。该CompactPCI总线提出了冗余的概念，所谓冗余就是当计算机某个部件出现故障时，在不关闭电源的条件下系统自动检测、诊断和消除单点故障的能力，而实现冗余功能的先决条件就是热插拔。

Compact PCI的热插拔规范可以使得用户从正在运行的系统中拔插电路板而不会损坏其它的电路板，更不会引起系统崩溃，从而保证系统硬件被替换、维护或升级时系统仍能够正常运行，这也是Compact PCI总线在工业应用中具有巨大吸引力的主要原因之一。

在现有技术方案中，Compact PCI系统采用的是主/从板的工作模式，而一般系统的主/从板都不是通用的，也就是说主板不能插在系统的从槽上，从板也不能插在系统的主槽上，主板与从板往往是不同的板卡，如果将主板插在从槽上或将从板插在主槽上都会导致系统不能正常工作，从而影响了系统的正常运行。

发明内容

本发明实施例提供了一种实现主从板热插拔控制的方法及装置，使电路板能够自适应的识别主/从槽，并相应的完成主/从板的功能，使该电路板既能作为主板使用，又能作为从板使用，从而简化了操作，提高了系统运行的效率。

本发明实施例提供了一种实现主从板热插拔控制的方法，所述方法包括：

根据电路板所插槽位产生的主从槽特征信号来控制模拟开关的使能信号，所述电路板上设置有作为主板时需要使用的信号和作为从板时需要使用的信号的模拟开关；

当所述电路板插入主槽时，产生主槽特征信号来控制所述使能信号将电路板上作为主板时需要使用的信号全部连接，并关闭作为从板时需要使用的信号；

当所述电路板插入从槽时，产生从槽特征信号来控制所述使能信号将电路板上作为从板时需要使用的信号全部连接，并关闭作为主板时需要使用的信号。

所述作为主板时需要使用的信号包括：作为主板的热插拔控制器的所有信号；

所述作为从板时需要使用的信号包括：作为从板时实现热插拔所用的信号。

所述方法还包括：

当所述电路板插入主槽时，产生的主槽特征信号为有效，相应的从槽特征信号为无效；

当所述电路板插入从槽时，产生的从槽特征信号为有效，相应的主槽特征信号为无效。

所述电路板符合坚实外设部件互连标准CPCI的标准。

本发明实施例还提供了一种实现主从板热插拔控制的装置，所述装置包括模拟开关和使能信号控制单元，其中：

所述使能信号控制单元，用于根据电路板所插槽位产生的主从槽特征信号来控制所述模拟开关的使能信号；其中，所述电路板上设置有作为主板时需要使用的信号和作为从板时需要使用的信号的模拟开关；

所述模拟开关，用于通过所述使能信号来控制所述电路板上所设置两种信号的连接和关闭；

所述模拟开关包括：

主板控制开关，用于当所述电路板插入主槽时，通过产生的主槽特征信号来控制所述使能信号将电路板上作为主板时需要使用的信号全部连接，并关闭作为从板时需要使用的信号；

从板控制开关，用于当所述电路板插入从槽时，通过产生的从槽特征信号来控制所述使能信号将电路板上作为从板时需要使用的信号全部连接，并关闭作为主板时需要使用的信号。

所述装置集成设置于所述电路板上。

由上述所提供的技术方案可以看出，首先根据电路板所插槽位产生的主从槽特征信号来控制模拟开关的使能信号，其中，所述电路板上设置有作为主板时需要使用的信号和作为从板时需要使用的信号；再通过所述使能信号来控制所述电路板上所设置两种信号的连接和关闭。这样就可以使电路板能够自适应的识别主/从槽，并相应的完成主/从板的功能，使该电路板既能作为主板使用，又能作为从板使用，从而简化了操作，提高了系统运行的效率。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的实现主从板热插拔控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所举具体实例中电路板设计的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的实现主从板热插拔控制装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种实现主从板热插拔控制的方法及装置，通过设计一块通用的Compact PCI电路板，使其既能作为主板使用，又能作为从板使用；当它作为从板时，能够实现自身的热插拔，当它作为主板时，能够实现热插拔控制器的功能。从而使该电路板能够自适应的识别主/从槽，并相应的完成主/从板的功能，该技术方案通过少量的器件实现了较复杂的功能，使上述功能的切换不需要手工通过跳线设置，简化了操作，进而提高了系统运行的效率。

为更好的描述本发明实施例，现结合附图对本发明的具体实施例进行说明，如图1所示为本发明实施例所提供方法的流程示意图，所述方法包括：

步骤11：根据电路板所插槽位产生的主从槽特征信号来控制模拟开关的使能信号。

在本步骤11中，电路板上设置有作为主板时需要使用的信号和作为从板时需要使用的信号的模拟开关；当电路板插入Compact PCI工控计算机机箱工作时，就可以根据该电路板所插槽位产生的主从槽特征信号来控制模拟开关的使能信号。

其中，在电路板上所设置的作为主板时需要使用的信号可以包括作为主板的热插拔控制器的所有信号；所设置的作为从板时需要使用的信号可以包括作为从板时实现热插拔所用的信号。

步骤12：通过所述使能信号来控制所述电路板上所设置两种信号的连接和关闭。

在本步骤12中，在根据电路板所插槽位产生的主从槽特征信号控制了模拟开关的使能信号之后，就可以再通过该使能信号来控制所述电路板上所设置两种信号的连接和关闭。

具体来说，当所述电路板插入主槽时，产生主槽特征信号来控制所述使能信号将电路板上作为主板时需要使用的信号全部连接，并关闭作为从板时需要使用的信号；并且当所述电路板插入从槽时，产生从槽特征信号来控制所述使能信号将电路板上作为从板时需要使用的信号全部连接，并关闭作为主板时需要使用的信号。

在以上操作中，当所述电路板插入主槽时，可以设定产生的主槽特征信号为有效，相应的从槽特征信号为无效；且当所述电路板插入从槽时，可以设定产生的从槽特征信号为有效，相应的主槽特征信号为无效。例如，若在本实施例中采用PLX PCI6254桥接芯片来支持PICMG 2.1R2.0热插拔规范，则当电路板插在主槽上时，SYSEN信号为1，其逻辑非SYSEN#为0，控制PLX_PCI6254工作在透明模式，设定所产生的主槽特征信号为有效；当电路板插在从槽上时，SYSEN信号为0，其逻辑非SYSEN#为1，控制PLX_PCI6254工作在非透明模式，设定所产生的从槽特征信号为有效。

举例来说，如图2所示为本发明实施例所举具体实例中电路板设计的结构示意图，图2中电路板上设置有两套信号，第一套信号是作为主板时需要使用的信号，第二套是作为从板时需要使用的信号，这两套信号是通过模拟开关来控制其是否有效，即是否连接或关闭。

图2中的电路板包括：(1)主从板通用的北桥芯片，实现作为主板的北桥功能；(2)主从板通用的PCI桥接芯片，实现作为主板的PCI桥接芯片的功能；(3)主从板通用的热插拔控制芯片，实现作为主板的热插拔控制功能；(4)与第一套信号连接的模拟开关A；(5)主从板通用的Compact PCI插槽，位于主板；(6)主从板通用的Compact PCI插槽，位于从板与从板连接的Compact PCI从槽；(7)板卡热插拔微动开关；(8)与第二套信号连接的模拟开关B；(9)主从板通用的复位电路，实现作为从板的复位功能；(10)主从板通用的PCI桥接芯片，实现作为从板的PCI桥接片功能；(11)主从板通用的热插拔控制芯片，实现作为从板使用的热插拔控制功能。

其中，与第一套信号连接的模拟开关A的使能信号OE1#是由SYSEN#来控制的，SYSEN#是SYSEN的逻辑非信号，当电路板插在主槽作为主板使用时，SYSEN＝1，因此SYSEN#＝0，从而OE1#＝0，主板上的第一套信号的模拟开关A就控制第一套信号全部连接，而与此同时与第二套信号连接的模拟开关B的使能信号OE2#是由SYSEN来控制的，当作为主板使用时，SYSEN＝1，因此OE2#＝1，则主板上第二套信号的模拟开关B就控制第二套信号全部关闭。

当电路板插在从槽作为从板使用时，SYSEN#＝1，从而OE1#＝1，从板上的第一套信号的模拟开关A控制第一套信号全部关闭，而与此同时与第二套信号连接的模拟开关B的使能信号OE2#＝0，从板上的第二套信号的模拟开关B控制第二套信号全部连接。这样该电路板无论插在主槽还是插在从槽，都能自适应的完成其相应的功能。

通过上述技术方案的实施，就可以使电路板能够自适应的识别主/从槽，并相应的完成主/从板的功能，使该电路板既能作为主板使用，又能作为从板使用，从而简化了操作，提高了系统运行的效率。

值得注意的是，以上所述电路板符合坚实外设部件互连标准CPCI的标准，且具有支持Compact PCI热插拔规范PICMG 2.1 R2.0的通用PCI-to-PCI桥接芯片；该桥接芯片可以是既能支持透明模式，也能支持非透明模式的通用桥接芯片；所述热插拔控制器支持Compact PCI热插拔规范PICMG 2.1 R2.0。

下面以从板的热插拔过程来对本发明的具体实施例进行详细的描述，现假定有两块同样的Compact PCI电路板，一块已插入主槽作为主板使用，另一块尚未插入作为从板使用，此时就需要完成从板的热插过程；并假定有两块同样的Compact PCI电路板均插在机箱中正常工作，其中一块从板发生故障需要取出，此时就需要实现从板的热拔过程，具体来说：

1)从板热插过程：

在具有热插拔功能的Compact PCI系统中，总线背板连接器的引脚有三种长度，长针、中长针和短针；其中长针是电源/地线引脚，中长针是PCI信号线引脚，短针是使能引脚BD SEL#。

当电路板插入Compact PCI从槽时，该电路板作为从板。其CPCI连接器首先与从槽上的长针接触，即CPCI_5V、CPCI_3.3V和地与机箱底板的连接在一起；因为从槽的CPCI 5V、CPCI 3.3V和地分别与主槽的CPCI 5V、CPCI 3.3V和地相连，因此当从板插入从槽时长针接触后CPCI_5V、CPCI_3.3V和地首先被加载。但此时从板上的5V(即V5VOUT)和3.3V(即V3.3VOUT)是被隔断的，因为从板上的热插拔控制器的使能信号ON/OFF是通过BD SEL#控制的，而BD SEL#是短针，此时尚未连接。

接下来从板的CPCI连接器与从槽的中长针接触，此时PCI信号线被加载，热插拔控制器的precharge功能将PCI信号预充到1V，这样PCI信号的电平固定且尚未开始工作，不会对系统造成干扰。

最后是从板的CPCI连接器与从槽的短针BD SEL#连接，此时BDSEL#信号为低，从而热插拔电源控制器的使能信号ON/OFF有效，热插拔控制器开始工作，热插拔控制器的3VGATE和5VGATE为高，从而将CPCI_5V与板上的V5VOUT连接，CPCI_3.3V与板上的V3.3VOUT连接，为电路板输出稳定的5V和3.3V电源。此时预充电路不使能，PCI信号电平环境为正常的3.3V或5V，插完后板上微动开关被锁定，至此完成了热插过程的物理连接。

当V3.3VOUT≥2.9V和V5VOUT≥4.65V时，热插拔控制器发出有效的HEALTHY#信号，向主槽系统报告本系统当前电气状态正常，此时从板上的模拟开关B的使能信号OE2#是通过SYSEN控制的，因为是从板，SYSEN＝0，因此模拟开关被使能，从板的桥接芯片PLX 6254工作在非透明模式。热插拔控制器发出的HEALTHY#通过从板的模拟开关、Compact PCI连接器传输给主板上的PCI-to-PCI桥芯片PLX 6254，主板上的桥接芯片工作在透明模式。

主板的PLX 6254桥接芯片接收到HEALTH#信号之后，通知北桥芯片发出PCI RST#信号，复位主板的PCI设备，PLX 6254桥接芯片作为PCI设备之一，主端会接收到PCI RST#信号，然后从端就会发出信号S_RST#。主板上模拟开关A的使能信号OE1#是通过SYSEN#控制的，因为是主板，SYSEN＝1，从而SYSEN#＝0，因此模拟开关使能。

S RST#通过模拟开关、Compact PCI槽传输到从板，从板接收到CPCI S0 RST#信号，再经过模拟开关将此信号传输到热插拔控制器的HSRSTIN#管脚，热插拔控制器的HSRSTIN#管脚接收到低电平后会发出复位信号HSRSTOUT，该信号通过模拟开关B传输到从板桥接芯片的从端S RST#，桥接芯片接收到后可以向系统复位电路发送P0RSTOUT#，再由系统复位电路复位整板。

从板复位完成后，从板的桥接芯片自动加载EEPROM中的内容，由于从板上的微动开关已被锁定，从板的桥接芯片上的EJECT＝0，并且此时从板桥接芯片的HOT SWAP寄存器EXT位＝0，因此INS位被置为1。从而从板桥接芯片输出中断ENUM#，经模拟开关、CompactPCI槽传输至主板的北桥芯片，当主板接收到这个中断信号后，得知有新的板卡加入，就可以加载相应的驱动程序与应用软件，完成从板的热插过程。

2)从板热拔过程：

当从板出现故障后，可以通过热拔的形式从系统中将其移除，而不影响系统中其他电路板的正常工作。从板热拔的过程是热插的反过程，首先将从板的微动开关松开，EJECT由0变为1，此时从板桥接芯片的HOT SWAP寄存器INS也为0，因此EXT被置为1。

从板的桥接芯片发出ENUM#信号，经模拟开关、Compact PCI槽传输至主板的北桥芯片，当主板接收到这个中断信号后，得知有板卡要拔出，此时主板操作系统根据这个信号进行相应的卸载处理，执行完毕后，点亮LED指示灯，表明此板卡可以正常拔出，从而完成从板的热拔过程。

另外，上述从板热拔的物理过程可以为：首先断开的是短针BD SEL#，从而从板的热插拔控制器的使能信号ON/OFF被置为OFF，这样从板上的电源V5VOUT与CPCI槽的CPCI_5V断开，板上电源V3.3VOUT与CPCI槽的CPCI 3.3V断开；同CPCI槽相连的PCI信号被主板的热插拔控制器预充到1V，使PCI总线上的信号保持电平稳定；其次断开的是中长针PCI信号；最后断开的是长针电源/地信号。

另外，本发明实施例还提供了一种实现主从板热插拔控制的装置，如图3所示为本实施例所提供装置的结构示意图，所述装置包括模拟开关和使能信号控制单元，其中：

所述使能信号控制单元用于根据电路板所插槽位产生的主从槽特征信号来控制所述模拟开关的使能信号；其中，所述电路板上设置有作为主板时需要使用的信号和作为从板时需要使用的信号。

所述模拟开关用于通过所述使能信号来控制所述电路板上所设置两种信号的连接和关闭。

另外，以上所述模拟开关还可包括：

主板控制开关，用于当所述电路板插入主槽时，通过产生的主槽特征信号来控制所述使能信号将电路板上作为主板时需要使用的信号全部连接，并关闭作为从板时需要使用的信号。

从板控制开关，用于当所述电路板插入从槽时，通过产生的从槽特征信号来控制所述使能信号将电路板上作为从板时需要使用的信号全部连接，并关闭作为主板时需要使用的信号。

以上所述的装置可以集成设置于所述电路板上。

值得注意的是，上述装置实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

综上所述，本发明实施例可以使电路板能够自适应的识别主/从槽，并相应的完成主/从板的功能，使该电路板既能作为主板使用，又能作为从板使用，从而简化了操作，提高了系统运行的效率。

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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种实现主从板热插拔控制的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据电路板所插槽位产生的主从槽特征信号来控制模拟开关的使能信号，所述电路板上设置有作为主板时需要使用的信号和作为从板时需要使用的信号的模拟开关；

当所述电路板插入主槽时，产生主槽特征信号来控制所述使能信号将电路板上作为主板时需要使用的信号全部连接，并关闭作为从板时需要使用的信号；

当所述电路板插入从槽时，产生从槽特征信号来控制所述使能信号将电路板上作为从板时需要使用的信号全部连接，并关闭作为主板时需要使用的信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述作为主板时需要使用的信号包括：作为主板的热插拔控制器的所有信号；

所述作为从板时需要使用的信号包括：作为从板时实现热插拔所用的信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述电路板插入主槽时，产生的主槽特征信号为有效，相应的从槽特征信号为无效；

当所述电路板插入从槽时，产生的从槽特征信号为有效，相应的主槽特征信号为无效。

4.如权利要求1-3其中之一所述的方法，其特征在于，所述电路板符合坚实外设部件互连标准CPCI的标准。

5.一种实现主从板热插拔控制的装置，其特征在于，所述装置包括模拟开关和使能信号控制单元，其中：

所述使能信号控制单元，用于根据电路板所插槽位产生的主从槽特征信号来控制所述模拟开关的使能信号；其中，所述电路板上设置有作为主板时需要使用的信号和作为从板时需要使用的信号的模拟开关；

所述模拟开关，用于通过所述使能信号来控制所述电路板上所设置两种信号的连接和关闭；

所述模拟开关包括：

主板控制开关，用于当所述电路板插入主槽时，通过产生的主槽特征信号来控制所述使能信号将电路板上作为主板时需要使用的信号全部连接，并关闭作为从板时需要使用的信号；

从板控制开关，用于当所述电路板插入从槽时，通过产生的从槽特征信号来控制所述使能信号将电路板上作为从板时需要使用的信号全部连接，并关闭作为主板时需要使用的信号。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置集成设置于所述电路板上。

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