CN101894091B - 一种单板i2c扩展及id校验的方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单板I2C扩展及ID校验的方法与系统，该系统包括：单板I2C桥片，将智能平台管理控制器IPMC与后插卡和多个单板子卡桥接；IPMC，向后插卡和多个单板子卡发起ID校验请求及接收后插卡和多个单板子卡分别回应的由ID信息和现场可替换单元FRU信息组成的信息对，根据每个信息对中的ID信息校验该信息对中FRU信息的正确性；后插卡，响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送后插卡的由ID信息和FRU信息组成的信息对；多个单板子卡，其每个单板子卡用于响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送单板子卡的由ID信息和FRU信息组成的信息对。本发明提出了一种简易可行的IPMC的I2C扩展及ID校验的设计原则，提高了单板的可扩展性，并提出了一种新的ID校验方法。

Description

一种单板I2C扩展及ID校验的方法与系统

技术领域

本发明涉及单板扩展及ID校验技术，特别涉及单板I2C扩展及ID校验的方法与系统。

背景技术

随着市场对无线与有线服务需求的持续增长，电信产业认识到必须跳脱专利型或部份开放型架构的桎梏，以便获得更多的选择空间。因此工业计算机制造组织PICMG提出了AdvancedTCA的开放式硬件平台的相关规范，称为PICMG 3.X规范，其针对新一代网络元素提供了充裕的空间，支持多种交换协议与接口，提供了一套机箱层级的管理机制，采纳业界标准的智能型平台管理接口，能运用智能型平台管理总线建置成放射状或总线型拓扑。

在ATCA架构的系统中，每个机框配备两块机框管理模块CMM，互为主备，如图1所示，每个CMM可单独管理机框内的所有单板，同时每个单板都需要实现智能平台管理控制器IPMC的功能，IPMC主要完成ATCA单板或其他机框组件上各种关键硬件资源的监视、控制及管理，包括单板或其他模块的有效净荷部分状态检测、单板温度及电压检测、热插拔管理、FRU信息获取、告警管理、电源管理、复位状态、传感器及事件管理、日志管理、电子开关管理等，通过双冗余的智能平台管理总线IPMB与CMM通信，把各种事件及信息上报给CMM并接受CMM的管理和控制。

IPMC通过本地I2C总线连接本板上的其他I2C设备，包括温度传感器，电压传感器，电流传感器，FRU信息等。其中本板的FRU信息其实就是一个基于I2C总线的E2PROM，里面纪录了单板的各种生产信息，例如单板功耗，单板传感器类型，电压电流阈值，生产版本等。

由于I2C总线良好的可寻址功能以及各芯片厂家的支持，市场上各种各样的基于I2C总线的传感器相继出现，为ATCA单板的设计提供方便，因此I2C总线在ATCA单板中的使用逐渐成为了专门的管理平台总线。

由于单板的信息保存在FRU中，而FRU又属于基于I2C的电擦除可编程只读存储器EEPROM工艺架构，因此需要在生产时对EEPROM进行烧结，将指定板的FRU信息通过IPMC经由本地I2C总线烧结到EEPROM中。单板启动后IPMC读取FRU的信息，从而对单板做流程配置。由于这方面在生产上是工人手动操作，因此必然存在烧错的情况。然而，一旦烧错FRU信息，将导致IPMC对单板配置的信息出现错误，严重时还可导致由于电压阈值配置错误，未及时关断电源而烧毁单板。因为IPMC统一的模块化，启动起来后无法对读到的FRU信息做校验。

此外，现在ATCA载板包含三个功能部分，分别是单板，单板子卡以及后插卡，从功能角度上讲单板子卡和后插卡作为单板的一个模块存在于单板上，并均有可替换的功能，不同的单板插不同的子卡或者后插卡，也可以组成具有不同功能的产品。而且随着单板子卡及后插卡功能模块化越来越复杂，单板子卡已经具有一个小型单板的集成度，上面同样具有各种传感器，IPMC也需要获取这些子卡的传感器；另外，后插卡作为单板的功能扩展，也逐渐发展到后插卡上携带子卡的情况。这些子卡和后插卡的FRU信息及传感器也同样需要告知给IPMC。

针对这种情况，一般厂家采用IPMC提供多条I2C总线的设计原则，对每个单板子卡都提供一套独立的I2C总线，对后插卡也以提供独立的I2C总线的方式，但这种设计有如下的设计缺陷：1、无法对FRU进行校验；2、限制了后插卡的发展，导致后插卡不能携带子卡；3、提高了IPMC的设计难度，目前符合IPMC选型时的CPU器件很难提供这么多的I2C总线，市面一般的符合IPMC使用的通用处理器提供的I2C总线大概小于等于4条，除2条用于IPMB-0，能给本板使用的也只有2条而已，除非提高IPMC的设计复杂度，但IPMC作为单板的一个附属管理功能模块，不值得增加专用的PLD器件来扩展I2C，而且就算扩展出了I2C总线数，也无法解决后插卡上的子卡的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单板I2C扩展及ID校验系统，用于解决单板I2C的扩展和ID校验问题。

本发明的另一目的在于提供一种单板I2C扩展及ID校验方法，用于解决单板I2C的扩展和ID校验问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种单板I2C扩展及ID校验系统，包括：

单板I2C桥片，用于将智能平台管理控制器IPMC与后插卡和多个单板子卡桥接；

IPMC，用于向后插卡和多个单板子卡发起ID校验请求；还用于接收后插卡和多个单板子卡分别回应的由ID信息和现场可替换单元FRU信息组成的信息对，根据每个信息对中的ID信息校验该信息对中FRU信息的正确性；

后插卡，用于响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送后插卡的由ID信息和FRU信息组成的信息对；以及

多个单板子卡，其每个单板子卡用于响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送单板子卡的由ID信息和FRU信息组成的信息对。

根据本发明的另一方面，提供了一种单板I2C扩展及ID校验方法，包括以下步骤：

单板I2C桥片将IPMC与后插卡和多个单板子卡桥接；

IPMC向后插卡和多个单板子卡发起ID校验请求并接收后插卡和多个单板子卡分别回应的由ID信息和FRU信息组成的信息对，根据每个信息对中的ID信息校验该信息对中FRU信息的正确性；

后插卡响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送后插卡的由ID信息和FRU信息组成的信息对；以及

每个单板子卡响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送单板子卡的由ID信息和FRU信息组成的信息对。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：本发明提出了一种简易可行的IPMC的I2C扩展及ID校验的设计原则，从而解决传统IPMC设计中的不足，提高了单板的可扩展性，并且在ATCA体系结构中提出了一种新的ID校验方法。

附图说明

图1是现有技术提供的ATCA体系的IPMC连接图；

图2是本发明提供的单板I2C扩展及ID校验系统的逻辑结构图；

图3是本发明提供的单板I2C扩展及ID校验方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的EPLD中实现ID扩展的示意图；

图5是本发明实施例提供的不能通过EPLD实现ID扩展的示意图；

图6是本发明实施例提供的IPMC读取I2C的FRU校验流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图2显示了本发明提供的单板I2C扩展及ID校验系统的逻辑结构，如图2所示，该系统包括单板I2C桥片、IPMC、后插卡和多个单板子卡。

其中，单板I2C桥片，用于将智能平台管理控制器IPMC与后插卡和多个单板子卡桥接。

I2C桥片与单板子卡连接的线路称为I2C子链，I2C桥片与IPMC连接的线路称为I2C干路，I2C桥片支持I2C协议，桥片分出多条I2C子链，每条子链连接单板上的子卡，I2C干路连接后插卡。

系统还包括：单板可擦除可编程逻辑器件EPLD，用于读取与该扩展器相连的单板ID信息，并发送至IPMC；单板传感器，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送单板的温度、电压和电流等信息；单板FRU，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送单板的FRU信息。单板EPLD、单板传感器和单板FRU均通过I2C干路连入IPMC。

其中，EPLD通过内嵌I2C逻辑模块，采用电阻上下拉网络形成单板ID，响应IPMC发出的基于I2C协议的指令以获得单板ID。对于没有EPLD的，或者不在EPLD上实现电阻上下拉网络形成ID的单板，可以和后插卡的设计方法类似，在I2C干路中增加IO扩展器。

IPMC，用于向后插卡和多个单板子卡发起ID校验请求；还用于接收后插卡和多个单板子卡分别回应的由ID信息和现场可替换单元FRU信息组成的信息对，根据每个信息对中的ID信息校验该信息对中FRU信息的正确性。

后插卡，用于响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送后插卡的由ID信息和FRU信息组成的信息对。

后插卡包括：后插卡I2C-IO扩展器，用于读取与该扩展器相连的后插卡的ID信息，并发送至IPMC；后插卡传感器，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送后插卡的温度、电压和电流等信息；后插卡FRU，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送后插卡的FRU信息。

IPMC提供的I2C干路直接连入后插卡，如果后插卡携带子卡，后插卡也增加一片I2C桥片，如图中虚线所示。后插卡I2C桥片与后插卡子卡相连的线路也称为I2C子链，和单板I2C桥片的子链一样，后插卡I2C桥片的子链也连入后插卡的子卡。后插卡在I2C干路上的I2C-IO扩展器，通过电阻上下拉网络连入IO扩展器的IO管脚中，从而形成后插卡ID。

后插卡I2C-IO扩展器和后插卡FRU通过I2C干路连入IPMC，若后插卡携带子卡，则后插卡的I2C桥片子链预留一条用于连接后插卡的传感器，若后插卡不携带子卡，则通过I2C干路连入IPMC。

后插卡也可以扩展多个后插卡子卡，后插卡子卡包括：后插卡子卡I2C-IO扩展器，用于读取与该扩展器相连的后插卡的ID信息，并发送至IPMC；后插卡子卡传感器，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送后插卡的温度信息和/或电压信息和/或电流信息；以及后插卡子卡FRU，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送后插卡的FRU信息。

多个单板子卡，其每个单板子卡用于响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送单板子卡的ID信息和FRU信息对。

每个单板子卡包括：单板子卡I2C-IO扩展器，用于读取与该扩展器相连的单板子卡的ID信息，并发送至IPMC；单板子卡传感器，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送单板子卡的温度、电压和电流等信息；单板子卡FRU，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送单板子卡的FRU信息。单板子卡I2C-IO扩展器、单板子卡传感器和单板子卡FRU均通过I2C子链连入单板I2C桥片，单板子卡上的I2C-IO扩展器，通过电阻上下拉网络连入IO扩展器的IO管脚中，从而形成单板子卡ID。

本发明的内容只需要IPMC提供3条I2C总线，其中2条用于和CMM板构成IPMB-0总线，实际上只利用其中一条I2C干路就可以完成板上所有子卡、单板、后插卡及后插卡的子卡的I2C扩展以及ID校验。

图3显示了本发明提供的单板I2C扩展及ID校验方法的流程，如图3所示：

步骤S301，单板I2C桥片将IPMC与后插卡和多个单板子卡桥接；

步骤S302，IPMC向后插卡和多个单板子卡发起ID校验请求并接收后插卡和多个单板子卡分别回应的由ID信息和FRU信息组成的信息对，根据每个信息对中的ID信息校验该对中FRU信息的正确性；

步骤S303，后插卡响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送后插卡的由ID信息和FRU信息组成的而信息对。

步骤S304，每个单板子卡响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送单板子卡的由ID信息和FRU信息组成的信息对；

此外，若后插卡携带子卡，则后插卡I2C桥片将IPMC与后插卡子卡进行桥接。

图4显示了本发明实施例提供的EPLD中实现ID扩展的示意，如图4所示。

单板中增加一片I2C桥片，桥片地址统一为Q1，IPMC提供的这条I2C干路连接到桥片，桥片支持I2C协议，I2C桥片分出多条I2C子链，每条子链连接单板上的子卡，其中一条预留给单板传感器使用。

IPMC提供的I2C干路直接连入后插卡，如果后插卡携带子卡，后插卡也增加一片I2C桥片，桥片的I2C地址为Q2。和单板I2C桥片的子链一样，后插卡桥片的子链也连入后插卡的子卡，同时后插卡的桥片子链预留一条用于连接后插卡传感器。

在单板I2C干路上连入FRU，地址为F1，子卡在响应的I2C子链中连入子卡的FRU，地址为F2，后插卡的FRU连入I2C的干路，地址为F3。

子卡上增加I2C的IO扩展器，通过电阻上下拉网络连入IO扩展器的IO管脚中，从而形成子卡ID，地址为E1；后插卡在I2C干路上也增加I2C的IO扩展器，通过电阻上下拉网络连入IO扩展器的IO管脚中，从而形成后插卡ID，地址为E3。

对于含有EPLD，并在EPLD中做了电阻上下网络的实现ID的单板，I2C干路可以直接连入EPLD中，通过EPLD中内嵌I2C的逻辑模块，响应IPMC发出的基于I2C协议的指令以获得单板ID，I2C逻辑模块地址为A。

板上所有其他的I2C设备，按照单板、子卡、后插卡这3类分类，单板、子卡和后插卡上的I2C设备地址只能使用分配给自己的地址，避免地址冲突。

图5显示了本发明实施例提供的不能通过EPLD实现ID扩展的示意，如图5所示。将图4中单板的EPLD模块用I2C-IO扩展器实现，地址为E2，功能的实现与子卡中的I2C-IO扩展器相同，用于读取与该扩展器相连的单板ID信息，并发送至IPMC。

图6显示了本发明实施例提供的IPMC读取I2C的FRU校验流程，如图6所示，根据图4和图5本发明的具体实施步骤如下：

步骤S601，机框上电，准备开始烧结。

步骤S602，IPMC读取I2C地址为F1的FRU信息。

步骤S603，IPMC读取地址为E2或者A的单板ID信息。若单板采用EPLD形成ID，则IPMC读取地址为A的设备获得单板ID，若采用IO扩展器形成ID，则读取地址为E2的设备获得单板ID。

步骤S604～步骤S606，根据获得单板ID信息判断单板FRU信息是否正确(S604)，若FRU信息错误(N)，证明烧结的FRU有误，进行告警相关流程(S605)，若FRU信息正确(Y)，则判断是否需要继续读取后插卡信息(S606)。

步骤S607，若需要读取后插卡FRU信息(Y)，则读取地址为F3的FRU信息，并读取地址为E3的设备获得ID信息。

步骤S608，根据获得的ID判断后插卡的FRU是否正确。

步骤S609，若FRU信息错误(N)，证明FRU烧结有误，进行告警相关流程。

步骤S610，若FRU信息正确(Y)，判断是否需要读取子卡的FRU信息，若步骤S606的判断结果为不读取后插卡信息(N)，也将判断是否需要读取子卡的FRU信息。

步骤S611，若需要读取子卡的FRU信息(Y)，如果是单板的子卡，则通过配置地址为Q1的桥片地址来打开相关子卡子链；如果是读取后插卡的子卡，则通过配置地址为Q2的桥片地址来打开相关的子卡子链。

步骤S612，IPMC读取这条子链上的地址为F2的设备获得FRU信息，并读取地址为E1获得子卡ID信息。

步骤S613，判断读取的子卡的FRU信息是否正确。

步骤S614，若FRU信息错误(N)，说明烧结的FRU信息有误，则进行告警流程。

步骤S615，若FRU信息正确(Y)，结束FRU读取流程，关闭所有桥片的子卡链。步骤S610中若不需要读取子卡FRU信息(N)，也将结束FRU读取流程，并关闭所有桥片子链

根据此流程，单板IPMC可以访问到包括单板在内的子卡，后插卡及后插卡子卡的FRU信息并校验。同时，根据这种设计原则，由于I2C传感器的访问原则和FRU类似，因此，IPMC也可以访问到包括单板在内的子卡，后插卡及后插卡上的子卡的所有传感器信息。传感器的访问原则和上述步骤类似，通过桥片打开子卡子链后直接访问。

综上所述，本发明具有以下技术效果：本发明将单板ID校验及I2C扩展技术应用到ATCA通讯机框中，根据通讯设备的特点，将I2C总线技术充分发挥，同时也统一了IPMC操作流程。本发明包括的单板、子卡和后插卡，I2C桥片和IO扩展器的价格和面积都非常小，基本上不占用多少板上面积，对电信行业的板卡的成本影响几乎可以不考虑，通过这种设计模式，即可实现整IPMC对单板内所有的I2C设备的访问，也减少的IPMC的设计复杂度，同时也可以避免生产时手动烧结FRU的故障，提高了单板，后插卡的可扩展性，借助不同的I2C传感器，可以将提高IPMC对板上所有部件监控的覆盖率。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种单板I2C扩展及ID校验系统，其特征在于，包括：

单板I2C桥片，用于将智能平台管理控制器IPMC与后插卡和多个单板子卡桥接；

IPMC，用于向后插卡和多个单板子卡发起ID校验请求；还用于接收后插卡和多个单板子卡分别回应的由ID信息和现场可替换单元FRU信息组成的具有两种信息的信息对，根据每个信息对中的ID信息校验该信息对中FRU信息的正确性；

后插卡，用于响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送后插卡的由ID信息和FRU信息组成的具有两种信息的信息对；以及

多个单板子卡，其每个单板子卡用于响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送单板子卡的由ID信息和FRU信息组成的具有两种信息的信息对。

2.根据权利要求1所述的一种单板I2C扩展及ID校验系统，其特征在于，所述后插卡还包括后插卡I2C桥片和多个后插卡子卡，所述后插卡I2C桥片将IPMC与后插卡子卡桥接。

3.根据权利要求2所述的一种单板I2C扩展及ID校验系统，其特征在于，所述系统还包括：

单板可擦除可编程逻辑器件EPLD，用于读取单板ID信息，并发送至IPMC；

单板传感器，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送单板的温度信息和/或电压信息和/或电流信息；以及

单板FRU，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送单板的FRU信息。

4.根据权利要求3所述的一种单板I2C扩展及ID校验系统，其特征在于，所述单板子卡还包括：

单板子卡I2C-IO扩展器，用于读取与该扩展器相连的单板子卡的ID信息，并发送至IPMC；

单板子卡传感器，用于响应IPMC发起的校验信息并向IPMC发送单板子卡的温度信息和/或电压信息和/或电流信息；以及

单板子卡FRU，用于响应IPMC发起的校验信息并向IPMC发送单板子卡的FRU信息。

5.根据权利要求4所述的一种单板I2C扩展及ID校验系统，其特征在于，所述后插卡还包括：

后插卡I2C-IO扩展器，用于读取与该扩展器相连的后插卡的ID信息，并发送至IPMC；

后插卡传感器，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送后插卡的温度信息和/或电压信息和/或电流信息；以及

后插卡FRU，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送后插卡的FRU信息。

6.根据权利要求5所述的一种单板I2C扩展及ID校验系统，其特征在于，所述后插卡子卡还包括：

后插卡子卡I2C-IO扩展器，用于读取与该扩展器相连的后插卡的ID信息，并发送至IPMC；

后插卡子卡传感器，用于响应IPMC发起的校验信息并向IPMC发送后插卡的温度信息和/或电压信息和/或电流信息；以及

后插卡子卡FRU，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送后插卡的FRU信息。

7.一种单板I2C扩展及ID校验方法，其特征在于，包括以下步骤：

单板I2C桥片将IPMC与后插卡和多个单板子卡桥接；

智能平台管理控制器IPMC向后插卡和多个单板子卡发起ID校验请求并接收后插卡和多个单板子卡分别回应的由ID信息和现场可替换单元FRU信息组成的具有两种信息的信息对，根据每个信息对中的ID信息校验该信息对中FRU信息的正确性；

后插卡响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送后插卡的由ID信息和FRU信息组成的具有两种信息的信息对；以及

每个单板子卡响应IPMC发起的ID校验请求，向IPMC发送单板子卡的由ID信息和FRU信息组成的具有两种信息的信息对。

8.根据权利要求7所述的一种单板I2C扩展及ID校验方法，其特征在于，后插卡I2C桥片将IPMC与后插卡子卡桥接。

9.根据权利要求8所述的一种单板I2C扩展及ID校验方法，其特征在于，单板EPLD读取单板ID信息，并发送至IPMC；单板传感器响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送单板的温度信息和/或电压信息和/或电流信息；以及单板FRU响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送单板的FRU信息。

10.根据权利要求9所述的一种单板I2C扩展及ID校验方法，其特征在于，单板子卡I2C-IO扩展器读取与该扩展器相连的单板子卡的ID信息，并发送至IPMC；单板子卡传感器响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送单板子卡的温度信息和/或电压信息和/或电流信息；以及单板子卡FRU响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送单板子卡的FRU信息。

11.根据权利要求10所述的一种单板I2C扩展及ID校验方法，其特征在于，后插卡I2C-IO扩展器读取与该扩展器相连的后插卡的ID信息，并发送至IPMC；后插卡传感器响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送后插卡的温度信息和/或电压信息和/或电流信息；以及后插卡FRU响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送后插卡的FRU信息。

12.根据权利要求11所述的一种单板I2C扩展及ID校验方法，其特征在于，后插卡子卡I2C-IO扩展器，用于读取与该扩展器相连的后插卡的ID信息，并发送至IPMC；后插卡子卡传感器，用于响应IPMC发起的ID校验请求并向IPMC发送后插卡的温度信息和/或电压信息和/或电流信息；以及后插卡子卡FRU，用于响应IPMC发起的ID校验信息并向IPMC发送后插卡的FRU信息。