CN105100717B - 影像处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种影像处理装置，用以通过工作网络连接请求服务器以及内容服务器。影像处理装置包含控制板、转接板、多个影像计算节点以及基板管理板。控制板包含主交换器与副交换器。主交换器与副交换器电性连接。转接板与控制板电性连接。转接板包含多个自动化集群管理部件。多个影像计算节点电性连接多个自动化集群管理部件。基板管理板电性连接于转接板，并通过转接板监控影像计算节点的系统状态讯号。

Description

影像处理装置
技术领域
本发明有关于一种电子装置，特别是有关于一种影像处理装置。
背景技术
随着科技的进步，人们对影像(视频)的需求日渐增加，使得影像处理装置的需求程度也逐日增加。市场对影像装置运算能力的要求也逐渐提高，影像装置需要的功耗也日渐增加。为降低影像处理服务器的功耗，并提高影像处理服务器的集成程度及同步多任务处理影像讯号的能力，具有高度密集的影像处理装置，像是基于ARM架构而制成的高集成度的影像处理装置等，开始成为市场主流，但密集的影像处理装置在工作性能功耗比上普遍低落。有鉴于此，如何提供一种新型的影像处理装置架构设计，是相关技术人员亟需解决的一项课题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种影像处理装置，用于解决现有技术中密集的影像处理装置在工作性能功耗比上普遍低落等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种影像处理装置，用于通过工作网络连接请求服务器以及内容服务器，当客户端通过工作网络发出请求时，请求服务器将请求转换为处理讯号，控制板通过工作网络接收处理讯号，并透过控制板上的主交换器或副交换器其中之一分配至多个影像计算节点的其中之一，接收处理讯号的影像计算节点再透过转接板以及控制板去获取内容服务器的多个影像讯号，并进行处理运算后，透过转接板以其控制板发送至客户端。于影像计算节点处理运算影像的同时，远程装置可透过管理网络或可藉由预先设置于基板管理板内的设定来监控各个影像计算节点的系统状态，由控制板以及基板管理板的协作调节各影像计算节点的工作状态。
本发明提供一种影像处理装置用于通过工作网络连接至少一请求服务器以及至少一内容服务器。影像处理装置包含控制板、转接板、多个影像计算节点以及基板管理板。控制板通过工作网络连接请求服务器以及内容服务器。控制板包含主交换器与副交换器，主交换器与副交换器电性连接。转接板与控制板电性连接。转接板包含多个自动化集群管理部件。影像计算节点电性连接自动化集群管理部件。基板管理板连接至管理网络，且电性连接于转接板，并通过转接板监控影像计算节点的系统状态讯号，用于远程装置通过管理网络监控影像计算节点的工作状态。
在本发明一个或多个实施方式中，所述转接板还包含多个多路双向交换器。多个自动化集群管理部件分别一对多地电性连接多个多路双向交换器。多个多路双向交换器分别一对多地电性连接多个影像计算节点。多个影像讯号经由自动化集群管理部件与多路双向交换器分配至对应的影像计算节点进行运算。
在本发明一个或多个实施方式中，所述控制板包含多个第一网络模块以及第二网络模块。多个第一网络模块分别与主交换器或副交换器其中之一电性连接，且第一网络模块与工作网络连接。第二网络模块分别与主交换器以及侦测网络连接，以传输侦测讯号。
在本发明一个或多个实施方式中，所述第一网络模块包含第一网络物理层芯片以及第一网络接口，第一网络接口用以连接工作网络，自请求服务器接收处理讯号，并透过主交换器或副交换器其中之一发送至多个影像计算节点其中之一。
在本发明一个或多个实施方式中，所述影像计算节点还包含两影像处理模块。两影像处理模块分别包含影像处理器以及模块外围部件。影像处理器用以处理分配的影像讯号。模块外围部件电性连接影像处理器，且透过转接板与控制板以及基板管理板电性连接。模块外围部件对基板管理板发送系统状态讯号以及自控制板接收影像讯号。
在本发明一个或多个实施方式中，所述模块外围部件用以发送处理后的影像讯号至控制板。
在本发明一个或多个实施方式中，所述模块外围部件包含温度传感器以及功耗监测器。温度传感器用以传送对应的影像处理模块的工作温度数据至基板管理板。功耗监测器用以传送对应的影像处理模块的工作功耗数据至基板管理板。系统状态讯号包含工作温度数据以及工作功耗数据。
在本发明一个或多个实施方式中，所述第二网络模块包含第二网络接口以及第二网络物理层芯片。第二网络接口连接侦测网络。第二网络物理层芯片连接第二网络接口与主交换器，被配置用以将第二网络接口接收的侦测讯号发送至主交换器，以对影像处理装置进行侦错。
在本发明一个或多个实施方式中，所述基板管理板包含基板管理控制器以及多个第三网络模块。基板管理控制器电性连接转接板以及多个第三网络模块。多个第三网络模块之一电性连接控制板的多个第一网络模块之一。多个第三网络模块之一包含第三网络接口连接管理网络与基板管理板，且远程装置可通过第三网络接口传输管理讯号至基板管理板。
在本发明一个或多个实施方式中，所述控制板还包含多个网络存取部件。网络存取部件连接主交换器以及副交换器至对应的自动化集群管理部件。
在本发明一个或多个实施方式中，所述网络存取部件包含第三网络物理层芯片与多个导线。
在本发明一个或多个实施方式中，所述影像处理装置还包含机箱体。机箱体具有容置空间。容置空间透过转接板分隔为相对的前容置空间以及后容置空间，控制板位在后容置空间中。前容置空间具有多个容置槽，多个影像计算节点与基板管理板设置于多个容置槽中。
综上所述，本发明提供一种影像处理装置，用于通过工作网络连接请求服务器以及内容服务器，当客户端通过工作网络发出请求时请求服务器将请求转换为处理讯号，控制板通过工作网络接收处理讯号，并透过控制板上的主交换器或副交换器其中之一分配至多个影像计算节点的其中之一，接收处理讯号的影像计算节点再透过转接板以及控制板去获取内容服务器的多个影像讯号，并进行处理运算后，透过转接板以其控制板发送至客户端。于影像计算节点处理运算影像的同时，远程装置可透过管理网络或可藉由预先设置于基板管理板内的设定来监控各个影像计算节点的系统状态，由控制板以及基板管理板的协作调节各影像计算节点的工作状态，以此来提高所述影像处理装置的功耗性能比。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1绘示依据本发明一实施方式中影像处理装置的架构示意图。
图2绘示依据本发明一实施方式中影像计算节点的架构示意图。
图3绘示依据本发明一实施方式中影像处理装置的上视示意图。
除非有其他表示，在不同图式中相同的号码与符号通常被当作相对应的部件。所述多个图示的绘示为清楚表达所述多个实施方式的相关关联而非绘示该实际尺寸。
组件标号说明
100：影像处理装置
110：请求服务器
112：内容服务器
120：控制板
122：主交换器
124：副交换器
126：第一网络接口
128：第二网络接口
130：网络存取部件
1302：第三网络物理层芯片
1304：导线
132：第一网络物理层芯片
134：第二网络物理层芯片
140：转接板
1402：自动化集群管理部件
1404：多路双向交换器
160：影像计算节点
162：影像处理模块
164：影像处理器
166：模块外围部件
1662：温度传感器
1664：功耗监测器
1666：端口
168：系统状态传输接口
170：电源界面
172：影像讯号传输接口
180：基板管理板
182：基板管理控制器
184：第二网络物理层芯片
186：第三网络接口
190：远程装置
300：影像处理装置
320：机箱体
340：容置槽
360：电源模块
380：风扇模块
FA：前容置空间
BA：后容置空间
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些现有传统的结构与组件在图式中将以简单示意的方式绘示之。
图1依据本发明一实施方式绘示的影像处理装置100的架构示意图。影像处理装置100藉由工作网络连接请求服务器110以及内容服务器112。影像处理装置100包含控制板120、转接板140、多个影像计算节点160以及基板管理板180。控制板120通过工作网络连接请求服务器110以及内容服务器112。控制板120包含主交换器122与副交换器124，主交换器122与副交换器124电性连接，且可用以同步接收及传送多个影像讯号。在多个实施方式中，主交换器122可透过高速双向串接器与副交换器124电性连接。转接板140与控制板120电性连接。转接板140包含多个自动化集群管理部件1402。多个影像讯号通过主交换器122或副交换器124进入相对应的自动化集群管理部件1402，并经由自动化集群管理部件1402分配至影像计算节点160进行运算。在多个实施方式中，基板管理板180连接至管理网络，且电性连接于转接板140，并通过转接板140监控影像计算节点160的系统状态讯号，用于远程装置190通过管理网络监控影像计算节点160的工作状态。在多个实施方式中，基板管理板180可透过通用异步收发传输器(Universal asynchronous receiver/transmitter，UART)接口或其他合适的接口串接转接板140。当客户端(图中未绘示)通过工作网络发出请求时，请求服务器110将请求转换为处理讯号，控制板120通过工作网络接收处理讯号，并透过主交换器122或副交换器124其中之一分配至多个影像计算节点160其中之一，接收处理讯号的影像计算节点160透过转接板140以及控制板120去获取内容服务器112提供的多个影像讯号，并于影像计算节点160中进行处理运算后透过转接板140以及控制板120发送至客户端。
由于同步接收的多个影像讯号进入影像处理装置100后，透过控制板120进入不同的交换器，如主交换器122或副交换器124，再经由主交换器122或副交换器124进入对应的自动化集群管理部件1402，而自动化集群管理部件1402会自动依照组态设定将多个影像讯号发送至适当的影像计算节点160中，以便影像计算节点160进行影像讯号运算及处理，并自各影像计算节点160接收经处理后的需求影像讯号发送给控制板120。同时，在各影像计算节点160运算过程中，影像处理装置100可藉由基板管理板180来监控各个影像计算节点160的系统状态，像是系统工作温度或系统工作功耗等系统状态，并经由控制板120、转接板140以及基板管理板180的协作去调节各个影像计算节点160的工作状态以及所分配到的影像讯号，如此一来，影像处理装置100可在高性能功耗比的情况下，同时处理多个工作请求。
在本发明多个实施方式中，转接板140还包含多个多路双向交换器1404。多个自动化集群管理部件1402分别一对多地电性连接多个多路双向交换器1404。处理讯号以及影像讯号经由自动化集群管理部件1402与多路双向交换器1404分配至对应的影像计算节点160进行计算。在多个实施方式中，每一自动化集群管理部件1402最多可一对六地电性连接多个多路双向交换器1404。多个多路双向交换器1404分别一对多地电性连接多个影像计算节点160。在多个实施方式中，多路双向交换器1404可为四路双向收发器。在多个实施方式中，每一多路双向交换器1404最多可一对四地电性连接多个影像计算节点160。
如此一来，多个影像讯号进入影像处理装置100后，透过控制板120进入不同的交换器，如主交换器122或副交换器124，再经由主交换器122或副交换器124进入对应的自动化集群管理部件1402，自动化集群管理部件1402会将多个影像讯号分别分配至对应的多路双向交换器1404上，再由各多路双向交换器1404去分配至对应的影像计算节点160进行运算。亦即，当影像处理装置100自控制板120同步接收多个影像讯号后，影像处理装置100可在控制板120以及转接板140的协作下将多个影像讯号妥善分配至适当的影像计算节点160去进行运算以及处理，并自各影像计算节点160接收经处理后的需求影像讯号回送给控制板120。
在本发明多个实施方式中，控制板120包含多个第一网络模块以及第二网络模块。第一网络模块包含第一网络物理层芯片132以及第一网络接口126。在多个实施方式中，多个第一网络物理层芯片132分别与第一网络接口126以及主交换器122或副交换器124其中之一电性连接，第一网络接口126连接工作网络，用以自请求服务器110接收处理讯号与传输多个影像讯号。在多个实施方式中，远程使用者对请求服务器110发送请求，接着请求服务器110对控制板120发送处理讯号，并透过主交换器122或副交换器124其中之一发送处理讯号至影像计算节点160。在多个实施方式中，第一网络物理层芯片132可为型号为BCM54210的芯片。在多个实施方式中，第一网络接口126可为MDI接口或其他合适的网络接口。在多个实施方式中，第二网络模块包含第二网络物理层芯片134以及第二网络接口128。在多个实施方式中，第二网络物理层芯片134分别与主交换器122以及侦测网络电性连接，以传输侦测讯号。更进一步来说，第二网络接口128连接侦测网络。第二网络物理层芯片134分别与第二网络接口128以及主交换器122电性连接。在多个实施方式中，第二网络物理层芯片134可为型号为BCM5221的芯片。在多个实施方式中，第二网络接口128可为RJ45接口或其他合适的网络接口。在多个实施方式中，远程装置190可透过第二网络接口128驱动联合测试工作组(Joint test action group，JTAG)来对影像处理装置100进行侦错，并传输侦测讯号。
在本发明多个实施方式中，第一网络模块自请求服务器110接收处理讯号，并透过主交换器122或副交换器124其中之一发送至影像计算节点160，接着影像计算节点160透过控制板120获取分配的影像讯号。在多个实施方式中，影像计算节点160透过控制板120去向内容服务器112要求分配的影像讯号，并透过前述自动化集群管理部件1402来发送至对应的影像计算节点160，对影像讯号后续的处理将如后详述。
在本发明多个实施方式中，控制板120还包含多个网络存取部件130。网络存取部件130连接主交换器122以及副交换器124至对应的自动化集群管理部件1402。在多个实施方式中，网络存取部件130透过缆线或其他合适的接线与自动化集群管理部件1402电性连接。在本发明多个实施方式中，网络存取部件130包含第三网络物理层芯片1302与多个导线1304。在多个实施方式中，第三网络物理层芯片1302可为OSI(Open System Interconnect，OSI)网络模型中符合物理层或数据链路层的组件。在多个实施方式中，主交换器122以及副交换器124透过QSGMII的接口或其他合适的媒体独立接口连接第三网络物理层芯片1302。在多个实施方式中，网络存取部件130使得主交换器122以及副交换器124可分别透过两种不同的连接方式连接自动化集群管理部件1402，用以处理接收到的各种格式的影像讯号的发送。
在本发明多个实施方式中，基板管理板180与转接板140以及主交换器122电性连接。在多个实施方式中，基板管理板180可透过网络接口控制器(Network interfacecontroller,NIC)或其他合适的接口与主交换器122电性连接。在本发明多个实施方式中，基板管理板180包含基板管理控制器182、多个第三网络模块。第三网络模块包含第二网络物理层芯片184以及第三网络接口186。在多个实施方式中，第二网络物理层芯片134以及第二网络物理层芯片184可同属于数据链结层芯片，其中第二网络物理层芯片134可为型号为BCM54210的芯片，第二网络物理层芯片184可为型号为BCM5221的芯片。在多个实施方式中，基板管理控制器182电性连接转接板140以及多个第三网络模块。在多个实施方式中，基板管理控制器182可为型号为BMC AST1050的芯片。在多个实施方式中，多个第二网络物理层芯片184其中之一透过网络接口控制器电性连接控制板120的第一网络物理层芯片132之一。基板管理控制器182具有装置管理设定组态，用以调控影像处理装置100的系统状态。第三网络接口186透过第二网络物理层芯片184其中之一电性连接基板管理控制器182，远程装置190或主交换器122可透过第三网络模块连接基板管理控制器182来进行管理讯号的传输，透过管理讯号调整基板管理板180的装置管理设定组态。
图2依据本发明一实施方式绘示影像计算节点160的架构示意图。在本发明多个实施方式中，影像计算节点160还包含两影像处理模块162。两影像处理模块162分别包含影像处理器164以及模块外围部件166。影像处理器164用以处理被分配的影像讯号。模块外围部件166电性连接影像处理器164，且透过转接板140与控制板120以及基板管理板180电性连接(请参照图1)。模块外围部件166对基板管理板180发送系统状态讯号以及自控制板120接收影像讯号并发送处理后的影像讯息至控制板120。在多个实施方式中，控制板120于接收到处理后的影像讯息后，进一步将处理后的影像讯息透过第一网络接口126向客户端发送。
总结来说，客户端透过请求服务器110发送处理讯号至控制板120，控制板120将处理讯息发送至影像计算节点160，接着影像计算节点160自控制板120去内容服务器112获取影像讯号，获取的影像讯号进入控制板120后，透过自动化集群管理部件1402分配至对应的影像计算节点160，影像计算节点160将影像讯号发送至两影像处理模块162其中之一进行处理，待影像处理模块162处理完影像讯号后再回传至控制板120，控制板120便将处理完的影像讯号发送至客户端。如此一来，已将影像处理装置100如何处理用户对影像讯号的请求，做完整地描述。
在本发明多个实施方式中，模块外围部件166包含温度传感器1662以及功耗监测器1664。温度传感器1662用以传送影像处理模块162的工作温度数据至基板管理板180。功耗监测器1664用以传送对应的影像处理模块162的工作功耗数据至基板管理板180。系统状态讯号包含工作温度数据以及工作功耗数据。在本发明多个实施方式中，影像计算节点160还包含多个端口1666。端口1666用以连接对应的影像处理模块162至显示器(图中未绘示)，以让使用者可以实时地观看影像。
在多个实施方式中，模块外围部件166还包含电源接口170、影像讯号传输接口172以及系统状态传输接口168，分别电性连接影像处理器164。在多个实施方式中，系统状态传输接口168与温度传感器1662以及功耗监测器1664电性连接，且温度传感器1662以及功耗监测器1664透过系统状态传输接口168发送系统状态讯号。在多个实施方式中，系统状态传输接口168可为I2C接口或其他合适的传输接口。在多个实施方式中，系统状态传输接口168还包含热插入保护电路(图中未绘示)，用以避免影像处理模块162于热插入时因电流而受到损害。在多个实施方式中，影像计算节点160还包含金手指(图中未绘示)，用以插接于转接板140，金手指具有多个接脚(图中未绘示)分别与对应的影像处理模块162的电源接口170、影像讯号传输接口172以及系统状态传输接口168电性连接。在多个实施方式中，模块外围部件166还包含系统更新接口、内存等外围部件。
图3依据本发明一实施方式绘示影像处理装置300的上视示意图。在本发明多个实施方式中，影像处理装置300还包含机箱体320。机箱体320具有容置空间。容置空间透过转接板140分隔为相对的前容置空间FA以及后容置空间BA，控制板120位在后容置空间BA中。基板管理板180与多个影像计算节点160位于前容置空间FA中。在本发明多个实施方式中，前容置空间FA具有多个容置槽340，多个影像计算节点160与基板管理板180设置于多个容置槽340中。在多个实施方式中，影像处理装置300还包含电源模块360以及风扇模块380。
综上所述，本发明提供一种影像处理装置，用于通过工作网络连接请求服务器以及内容服务器，当客户端通过工作网络发出请求时，请求服务器将请求转换为处理讯号，控制板通过工作网络接收处理讯号，并透过控制板上的主交换器或副交换器其中之一分配至多个影像计算节点的其中之一，接收处理讯号的影像计算节点再透过转接板以及控制板去获取内容服务器的多个影像讯号，并进行处理运算后，透过转接板以其控制板发送至客户端。于影像计算节点处理运算影像的同时，远程装置可透过管理网络或可藉由预先设置于基板管理板内的设定来监控各个影像计算节点的系统状态，由控制板以及基板管理板的协作调节各影像计算节点的工作状态，以此来提高所述影像处理装置的功耗性能比。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的变更与润饰，因此本发明的保护范围当视本发明的权利要求所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种影像处理装置，用于通过一工作网络连接至少一请求服务器以及至少一内容服务器，其特征在于，所述影像处理装置包含：
一控制板，通过所述工作网络连接所述请求服务器以及所述内容服务器，所述控制板包含一主交换器与一副交换器，所述主交换器与所述副交换器电性连接；
一转接板，与所述控制板电性连接，所述转接板包含多个自动化集群管理部件；
多个影像计算节点，电性连接所述多个自动化集群管理部件；以及
一基板管理板，连接至一管理网络，且电性连接于所述转接板，并通过所述转接板监控所述多个影像计算节点的一系统状态讯号，用于一远程装置通过所述管理网络监控所述多个影像计算节点的工作状态；
其中，当一客户端通过所述工作网络发出一请求时，所述请求服务器将所述请求转换为一处理讯号，所述控制板通过所述工作网络接收所述处理讯号，并透过所述主交换器或所述副交换器其中之一分配至所述多个影像计算节点的其中之一，接收所述处理讯号的影像计算节点透过所述转接板以及所述控制板去获取所述内容服务器提供的多个影像讯号，并于进行处理运算后透过所述转接板以及所述控制板发送至所述客户端。
2.如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，所述转接板还包含多个多路双向交换器，所述多个自动化集群管理部件分别一对多地连接所述多个多路双向交换器，所述多个多路双向交换器分别一对多地连接所述多个影像计算节点，所述处理讯号及所述多个影像讯号经由所述多个自动化集群管理部件与所述多个多路双向交换器分配至对应的所述多个影像计算节点进行运算。
3.如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，所述控制板包含：
多个第一网络模块，分别与所述主交换器或所述副交换器其中之一连接，且所述多个第一网络模块与所述工作网络连接；以及
一第二网络模块，与所述主交换器以及一侦测网络连接，以传输一侦测讯号。
4.如权利要求3所述的影像处理装置，其特征在于，所述多个第一网络模块分别包含一第一网络物理层芯片以及一第一网络接口，所述第一网络接口用以连接所述工作网络，自所述请求服务器接收所述处理讯号，并透过所述主交换器或所述副交换器其中之一发送至所述多个影像计算节点其中之一。
5.如权利要求4所述的影像处理装置，其特征在于，每一所述影像计算节点还包含两影像处理模块，所述两影像处理模块分别包含：
一影像处理器，用以处理分配的所述影像讯号；以及
一模块外围部件，电性连接所述影像处理器，且透过所述转接板与所述控制板以及所述基板管理板电性连接，所述模块外围部件对所述基板管理板发送所述系统状态讯号以及自所述控制板接收所述影像讯号。
6.如权利要求5所述的影像处理装置，其特征在于，所述模块外围部件用以发送处理后的所述影像讯号至所述控制板。
7.如权利要求5所述的影像处理装置，其特征在于，所述模块外围部件包含：
一温度传感器，用以传送对应的所述影像处理模块的一工作温度数据至所述基板管理板；以及
一功耗监测器，用以传送对应的所述影像处理模块的一工作功耗数据至所述基板管理板；
其中所述系统状态讯号包含所述工作温度数据以及所述工作功耗数据。
8.如权利要求4所述的影像处理装置，其特征在于，所述第二网络模块包含
一第二网络接口，连接所述侦测网络；以及
一第二网络物理层芯片，连接所述第二网络接口与所述主交换器，被配置用以将所述第二网络接口接收的所述侦测讯号发送至所述主交换器，以对所述影像处理装置进行侦错。
9.如权利要求3所述的影像处理装置，其特征在于，所述基板管理板包含一基板管理控制器以及多个第三网络模块，所述基板管理控制器电性连接所述转接板以及所述多个第三网络模块，所述多个第三网络模块之一电性连接所述控制板的所述多个第一网络模块之一，所述多个第三网络模块之一包含一第三网络接口连接所述管理网络与所述基板管理板，且所述远程装置通过所述第三网络接口传输一管理讯号至所述基板管理板。
10.如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，所述控制板还包含多个网络存取部件，所述多个网络存取部件连接所述主交换器以及所述副交换器至对应的所述多个自动化集群管理部件。
11.如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，每一所述多个网络存取部件包含一第三网络物理层芯片与多个导线。
12.如权利要求1所述的影像处理装置，其特征在于，还包含：
一机箱体，具有一容置空间，所述容置空间透过所述转接板分隔为相对的一前容置空间以及一后容置空间，所述控制板位在所述后容置空间中，所述前容置空间具有多个容置槽，所述多个影像计算节点与所述基板管理板设置于所述多个容置槽中。
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