CN102694719B - 微型电信计算架构系统、载板集线器模块及pci‑e交换器的端口配置方法 - Google Patents
微型电信计算架构系统、载板集线器模块及pci‑e交换器的端口配置方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种微型电信计算架构系统、载板集线器模块及PCI‑E交换器的端口配置方法,该方法包括以下步骤:将PCI‑E交换器的配置管脚耦合到载板管理器的输入输出管脚;载板管理器向所述PCI‑E交换器发送控制信号,以动态地将PCI‑E交换器的各个端口配置为上行端口或下行端口。在对硬件电路进行较小变更的情况下,充分利用载板管理器的控制功能,对PCI‑E交换器的端口进行配置,从而无需增加专用配置电路,降低了系统的硬件开销,并且可以实时控制PCI‑E交换器的端口电平状态,实现了对PCI‑E交换器的端口进行动态配置,满足不同情况的需要,从而无需采用预留不上料件或采用拨码开关来更改配置。有效地节省了为了实现对PCI‑E交换器的端口配置选择增加的插针、跳帽、拨动开关等器件,节省了PCB板卡空间。
Description
技术领域
本发明涉及端口配置方法,更具体地说,涉及一种微型电信计算架构系统、载板集线器模块及PCI-E交换器的端口配置方法。
背景技术
微型电信计算架构(MicroTCA,Micro TelecommunicationsComputingArchitecture)系统是周边元件扩展接口(PCI,PeripheralComponentInterconnect)工业计算机厂商协会(PICMG,PCI IndustrialComputerManufacturers Group)制定的平台规范,微型电信计算架构系统采用先进夹层卡(AMC,Advanced Mezzanine Card)模块来构建小容量低成本的规模化通信平台,主要应用于例如中央机房的小型电信设备或企业级通信设备。
微型电信计算架构系统通常包括机框、背板、电源模块、载板集线器模块(MCH,MicroTCA Carrier Hub)、先进夹层卡模块等等。其中,载板集线器模块是微型电信计算架构系统中的交换控制模块,其主要功能包括系统平台的控制、管理以及数据交换。
微型电信计算架构系统中可包括多个先进夹层卡模块。每个先进夹层卡模块可以是主控卡,也可以是业务卡。多个先进夹层卡模块之间的数据交换是通过载板集线器模块实现的。一个先进夹层卡对应与载板集线器模块的一个端口相连,从而由载板集线器模块实现多个先进夹层卡之间的桥接。载板集线器模块可包括一个PCI-E交换器或由多个PCI-E交换器串联而成,先进夹层卡与载板集线器模块的端口连接,实际上就是与PCI-E交换器的端口连接。每个PCI-E交换器可包括多个端口。由于主控卡用于进行上行数据通信,业务卡用于进行下行数据通信,因此,在系统工作时,需要对PCI-E交换器的端口进行配置,使得其成为上行端口或下行端口。
目前,对PCI-E交换器的端口进行配置,一般有如下三种方式:第一种,在载板集线器模块内设置专用的配置电路,从而在载板集线器模块初次上电时,就对PCI-E交换器的端口进行属性配置,即将PCI-E交换器的其中一个端口固定配置为上行端口,其余端口固定配置为下行端口,并且后续无法对这些端口的属性进行更改;第二种,对载板集线器模块采用预留不上料件的方式,后续可通过取下或增加PCI-E配置电路的器件或者料件来更改配置;第三种,采用拨码开关对PCI-E交换器的端口属性进行配置,即根据需要拨动开关状态来更改PCI-E交换器的端口配置。
对于以上三种方法,都存在各自不足。其中,如果使用第一种方式,则无法更改配置,即无法再更改端口的属性,无法适应新需要;如果使用第二种方式,虽然可以根据需要来实现不同配置,但需专业人员才能实现,一般的使用者不懂如何操作,不便于进行大范围推广。如果使用第三种方式,一方面对于多端口的载板集线器模块,需要大量拨动开关,操作起来麻烦;另一方面,开关物料占用PCB板空间,小板卡实现起来困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PCI-E交换器的端口配置方法,旨在解决现有技术中对PCI-E交换器的端口配置的方式中,无法更改配置,即无法再更改端口的属性,无法适应新需要;需专业人员才能实现,一般的使用者不懂如何操作,不便于进行大范围推广;对于多端口的载板集线器模块,需要大量拨动开关,操作起来麻烦;开关物料占用PCB板空间,小板卡实现起来困难等方面的问题。
本发明的目的还在于提供一种载板集线器模块,以更好地解决现有技术中存在的上述问题。
本发明的目的进一步在于提供一种微型电信计算架构系统,以更好地解决现有技术中存在的上述问题。
为了实现发明目的,PCI-E交换器的端口配置方法包括以下步骤:
将所述PCI-E交换器的配置管脚耦合到载板管理器的输入输出管脚;
所述载板管理器向所述PCI-E交换器发送控制信号,以动态地将所述PCI-E交换器的各个端口配置为上行端口或下行端口。
优选的,所述PCI-E交换器的配置管脚通过可编程逻辑器件,耦合到所述载板管理器;所述可编程逻辑器件的输入输出管脚通过自定义总线,与所述载板管理器的输入输出管脚相连。
优选的,所述载板管理器通过动态地配置所述可编程逻辑器件的寄存器状态,向所述PCI-E交换器发送所述控制信号。
优选的,所述PCI-E交换器的配置管脚和所述载板管理器的输入输出管脚直接相连。
为了更好地实现发明目的,还提供了一种载板集线器模块,其包括载板管理器和至少一个PCI-E交换器,所述PCI-E交换器的配置管脚耦合到载板管理器的输入输出管脚,从而所述载板管理器用于向所述PCI-E交换器发送控制信号,以动态地将所述PCI-E交换器的各个端口配置为上行端口或下行端口。
优选的,所述载板集线器模块包括顺次串联的多个PCI-E交换器。
优选的,所述载板集线器模块还包括可编程逻辑器件;所述PCI-E交换器的配置管脚通过可编程逻辑器件,耦合到所述载板管理器;所述可编程逻辑器件的输入输出管脚通过自定义总线,与所述载板管理器的输入输出管脚相连。
为了更好地实现发明目的,进一步提供了一种微型电信计算架构系统,其包括背板,在所述背板上插接有载板集线器模块,所述载板集线器模块包括载板管理器和至少一个PCI-E交换器,所述PCI-E交换器的配置管脚耦合到载板管理器的输入输出管脚,从而所述载板管理器用于向所述PCI-E交换器发送控制信号,以动态地将所述PCI-E交换器的各个端口配置为上行端口或下行端口。
优选的,在所述背板上还插接有多个先进夹层卡模块;一个先进夹层卡模块与所述PCI-E交换器的一个所述端口进行通信连接,从而使得所述多个先进夹层卡模块之间进行数据交换。
优选的,所述载板集线器模块还包括可编程逻辑器件;所述PCI-E交换器的配置管脚通过可编程逻辑器件,耦合到所述载板管理器;所述可编程逻辑器件的输入输出管脚通过自定义总线,与所述载板管理器的输入输出管脚相连。
实施本发明的微型电信计算架构系统、载板集线器模块及PCI-E交换器的端口配置方法,具有以下有益效果:通过将PCI-E交换器的配置管脚耦合到载板管理器的输入输出管脚,由此在对硬件电路进行较小变更的情况下,充分利用载板管理器的控制功能,对PCI-E交换器的端口进行配置,从而无需增加专用配置电路,降低了系统的硬件开销,并且可以实时控制PCI-E交换器的端口电平状态,实现了对PCI-E交换器的端口进行动态配置,满足不同情况的需要,从而无需采用预留不上料件及无需采用拨码开关。有效地节省了为了实现对PCI-E交换器的端口配置选择增加的插针、跳帽、拨动开关等器件,同时也节省了PCB板卡空间。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明微型电信计算架构系统的第一实施例的结构框图;
图2是本发明微型电信计算架构系统的第二实施例的结构框图;
图3是本发明PCI-E交换器的端口配置方法的第一实施例的流程图;
图4是本发明PCI-E交换器的端口配置方法的第二实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1和2示出了本发明微型电信计算架构系统的两个实施例,该微型电信计算架构系统1的主要承载部件为背板2,。应该注意的是,为了清楚起见,该微型电信计算架构系统1的机框及电源模块等相关部件,在此并未作出改进,因此在图1和图2中并未示出。
在图1所示的第一实施例中,背板2上插接了载板集线器模块3和多个先进夹层卡模块7。可以理解的,该先进夹层卡模块7的数量可根据实际需要进行灵活设计,只要在该背板2上插接有不多于12个先进夹层卡模块7即可。在具体工作中,这些先进夹层卡模块7中至少一个先进夹层卡模块7作为主控卡,即负责上行数据通信,同时至少一个先进夹层卡模块7作为业务卡,及负责下行数据通信。一个载板集线器模块3可具有多个端口,每个端口均可与一个先进夹层卡模块7进行通信连接。由此,连接到同一个载板集线器模块3的多个先进夹层卡模块7就可通过该载板集线器模块3作为桥接,进行上下行数据交换。
如图1所示,载板集线器模块3包括载板管理器4和至少一个PCI-E交换器5;其中,载板管理器4是作为该载板集线器模块3的计算处理的核心部件,而PCI-E交换器5是实际的数据交换设备,即先进夹层卡模块7与载板集线器模块3的端口的连接,其实是与PCI-E交换器5的端口6连接。对于使用者来说,载板管理器4和PCI-E交换器5是不可见的,也就是说,载板集线器模块3对使用者来说是一黑盒子。每个PCI-E交换器5可包括多个端口6,如图1所示的实施例中,每个PCI-E交换器5包括3个端口6,可以理解的,根据实际需要可以使用例如包括6个端口6的PCI-E交换器5,或者别的具有合适端口数量的PCI-E交换器5。在对PCI-E交换器5的端口属性进行配置时,每个PCI-E交换器5中仅有一个端口可以配置为上行端口,而其余端口将配置为下行端口。由此可见,对于整个载板集线器模块3来说,其中,可配置为上行端口的数量是与该载板集线器模块3中的PCI-E交换器5数量相对应的。当该载板集线器模块3包括多个PCI-E交换器5时,这些PCI-E交换器5将以顺次串联的方式,构成级联的PCI-E交换器5组。
为了降低系统的硬件开销并且可动态的配置载板集线器模块3的端口属性,可将载板集线器模块3中的PCI-E交换器5的所有配置管脚,均直接连接到载板管理器4的输入输出管脚,由此当需要对载板集线器模块3的端口进行配置时,使用者可通过输入相关的指令到载板管理器4,再由载板管理器4向PCI-E交换器5发送控制信号,以动态地配置PCI-E交换器5的配置管脚的电平状态,从而相应地将PCI-E交换器5的各个端口6配置为上行端口或下行端口。通过充分利用载板管理器4的控制管理功能,使得整个系统在操作上变得统一,应用起来更为方便。
在微型电信计算架构系统1的多系统环境中,载板集线器模块3会涉及到多个上行端口和多个下行端口,这就需要多个PCI-E交换器5进行级联,相应地,也需要更加灵活的端口配置方法。然而,载板管理器4作为核心处理器件,其资源有限,对多个PCI-E交换器5级联的情况,将存在载板管理器4的输入输出管脚不够的情况。为进一步优化,该PCI-E交换器5的端口配置方法,如图2所示的第二实施例中,在PCI-E交换器5和载板管理器4之间增加可编程逻辑器件8,即PCI-E交换器5不直接连接到载板管理器4,而是先将各个PCI-E交换器5的配置管脚连接到可编程逻辑器件8(例如现场可编程门阵列FPGA和复杂可编程逻辑器件CPLD)的输入输出管脚,在将可编程逻辑器件8的输入输出管脚与载板管理器4的输入输出管脚连接,从而实现了PCI-E交换器5和载板管理器4的间接相连,由此,在对PCI-E交换器5进行动态配置的过程中,载板管理器4将运行配置程序,可编程逻辑器件8作为载板管理器4的可扩展器件。
为了增强系统的操作统一性,将可编程逻辑器件8的输入输出管脚与载板管理器4的输入输出管脚之间的连接构造为自定义总线,该自定义总线包括地址数据信号AD[7:0]、读信号RE、写信号WE、锁存信号ALE和片选信号CS。该自定义总线可以连接多个可编程逻辑器件8,每个可编程逻辑器件8又可连接多个PCI-E交换器5。载板管理器4通过自定义总线的这些信号可灵活配置任一PCI-E交换器5。例如,只需改变自定义总线的片选信号CS,就可确定是对某一个可编程逻辑器件8进行控制,确定控制的可编程逻辑器件8后,就可通过进一步改变自定义总线的数据线AD[7:0]的值,从而相应地配置可编程逻辑器件8的寄存器值,从而即可对与该可编程逻辑器件8相连的任一PCI-E交换器5的端口6进行配置。具体地,可以是,可编程逻辑器件8根据其寄存器的状态标志,向PCI-E交换器5发送控制信号,以相应地调整相关配置管脚的电平信号,从而实现了将PCI-E交换器5的端口配置为上行端口或下行端口,并且调整相关端口的非透明NT属性和通道数量等。因此,在具体的操作过程中,使用者可通过输入命令到载板管理器4,启动载板管理器4中的配置程序,即可对载板集线器模块3的端口进行属性配置。
图3示出了本发明第一实施例的PCI-E交换器的端口配置方法的流程,该方法流程基于图1所示的系统结构,具体过程如下:
S31:将PCI-E交换器6的配置管脚耦合到载板管理器4的输入输出管脚;
S32:向载板管理器4输入控制命令,载板管理器4根据接收到的控制命令,启动配置程序,以向PCI-E交换器5发送控制信号,从而相应地调整PCI-E交换器5的配置管脚的电平状态,实现动态地将PCI-E交换器的各个端口配置为上行端口或下行端口。
图4示出了本发明第二实施例的PCI-E交换器的端口配置方法的流程,该方法流程基于图2所示的系统结构,具体过程如下:
S41:将PCI-E交换器5的配置管脚连接到可编程逻辑器件8的输入输出管脚;
S42:通过自定义总线,将可编程逻辑器件8的输入输出管脚与载板管理器4的输入输出管脚相连;
S43:向载板管理器4输入控制命令,载板管理器4根据接收到的控制命令,启动配置程序,以控制自定义总线中数据信号AD[7:0],对可编程逻辑器件8的寄存器状态进行配置;
S44:可编程逻辑器件8根据其寄存器状态标志,调整PCI-E交换器5的配置管脚的电平状态,从而将其端口6配置为上行端口或下行端口。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种PCI-E交换器的端口配置方法,其特征在于,提供载板集线器模块以及多个与载板集线器模块通信连接的先进夹层卡模块,多个所述先进夹层卡模块包括负责上行数据通信的主控卡以及负责下行数据通信的业务卡,所述载板集线器模块包括载板管理器和至少一个PCI-E交换器,包括以下步骤:
将所述PCI-E交换器的配置管脚耦合到载板管理器的输入输出管脚;所述载板集线器模块具有多个端口,多个所述端口分别与多个所述先进夹层卡模块进行通信连接,连接至同一个载板集线器模块的多个所述先进夹层卡模块通过所述载板集线器模块作为桥接以进行上下行数据交换;
所述载板管理器通过启动配置程序向所述PCI-E交换器发送控制信号,以调整所述PCI-E交换器的配置管脚的电平状态,动态地将所述PCI-E交换器的各个所述端口配置为上行端口或下行端口;其中,每个所述PCI-E交换器均包括多个所述端口;每个所述PCI-E交换器的多个所述端口中仅有一个端口配置为所述上行端口,其余所述端口配置为所述下行端口;当所述载板集线器模块包括多个PCI-E交换器时,多个所述PCI交换器顺次串联;
所述PCI-E交换器的配置管脚通过可编程逻辑器件,耦合到所述载板管理器;所述可编程逻辑器件的输入输出管脚通过自定义总线,与所述载板管理器的输入输出管脚相连;或者,所述PCI-E交换器的配置管脚和所述载板管理器的输入输出管脚直接相连;
所述载板管理器通过动态地配置所述可编程逻辑器件的寄存器状态,向所述PCI-E交换器发送所述控制信号。
2.一种载板集线器模块,包括载板管理器和至少一个PCI-E交换器,其特征在于,所述载板集线器模块与多个先进夹层卡模块通信连接,多个所述先进夹层卡模块包括负责上行数据通信的主控卡以及负责下行数据通信的业务卡,所述PCI-E交换器的配置管脚耦合到载板管理器的输入输出管脚,从而所述载板管理器用于通过启动配置程序向所述PCI-E交换器发送控制信号,以调整所述PCI-E交换器的配置管脚的电平状态,动态地将所述PCI-E交换器的各个端口配置为上行端口或下行端口;所述载板集线器模块具有多个端口,多个所述端口均与多个所述先进夹层卡模块进行通信连接,连接至同一个载板集线器模块的多个所述先进夹层卡模块通过所述载板集线器模块作为桥接以进行上下行数据交换;其中,每个所述PCI-E交换器均包括多个所述端口;每个所述PCI-E交换器的多个所述端口中仅有一个端口配置为所述上行端口,其余所述端口配置为所述下行端口;
当所述载板集线器模块包括多个PCI-E交换器时,多个所述PCI交换器顺次串联;
所述PCI-E交换器的配置管脚和所述载板管理器的输入输出管脚直接相连;或者,还包括可编程逻辑器件;所述PCI-E交换器的配置管脚通过可编程逻辑器件,耦合到所述载板管理器;所述可编程逻辑器件的输入输出管脚通过自定义总线,与所述载板管理器的输入输出管脚相连。
3.一种微型电信计算架构系统,包括背板,在所述背板上插接有载板集线器模块,所述载板集线器模块包括载板管理器和至少一个PCI-E交换器,其特征在于,在所述背板上还插接有多个先进夹层卡模块,所述载板集线器模块与多个先进夹层卡模块通信连接,多个所述先进夹层卡模块包括负责上行数据通信的主控卡以及负责下行数据通信的业务卡,所述PCI-E交换器的配置管脚耦合到载板管理器的输入输出管脚,从而所述载板管理器用于通过启动配置程序向所述PCI-E交换器发送控制信号,以调整所述PCI-E交换器的配置管脚的电平状态,动态地将所述PCI-E交换器的各个端口配置为上行端口或下行端口;所述载板集线器模块具有多个端口,多个所述端口均与多个所述先进夹层卡模块进行通信连接,连接至同一个载板集线器模块的多个所述先进夹层卡模块通过所述载板集线器模块作为桥接以进行上下行数据交换;其中,每个所述PCI-E交换器均包括多个所述端口;每个所述PCI-E交换器的多个所述端口中仅有一个端口配置为所述上行端口,其余所述端口配置为所述下行端口;当所述载板集线器模块包括多个PCI-E交换器时,多个所述PCI交换器顺次串联;
在所述背板上还插接有多个先进夹层卡模块;一个先进夹层卡模块与所述PCI-E交换器的一个所述端口进行通信连接,从而使得所述多个先进夹层卡模块之间进行数据交换;
所述PCI-E交换器的配置管脚和所述载板管理器的输入输出管脚直接相连;或者,所述载板集线器模块还包括可编程逻辑器件;所述PCI-E交换器的配置管脚通过可编程逻辑器件,耦合到所述载板管理器;所述可编程逻辑器件的输入输出管脚通过自定义总线,与所述载板管理器的输入输出管脚相连。
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