CN105302248A - 芯片组以及服务器系统 - Google Patents

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Abstract

应用于服务器系统的服务器节点的芯片组，具有南桥、北桥、且还具有一嵌入式管理控制器。该嵌入式管理控制器收集服务器节点的节点内部信息，供服务器系统管理使用。该嵌入式管理控制器耦接一底板管理控制器。该底板管理控制器设置在服务器节点外部，通过网络与远程终端通讯。

Description

芯片组以及服务器系统
技术领域
本发明涉及服务器系统管理(serversystemmanagement)技术领域，尤其涉及一种芯片组以及服务器系统。
背景技术
在一服务器系统中，一项重要课题为监控网络以及每一服务器节点的物理状态。服务器系统上常常会应用智能平台管理界面(IntelligentPlatformManagementInterface，简称IPMI)协议，但其通讯协议非常复杂。低成本且低复杂度的服务器系统管理架构为本技术领域一项重要课题。
发明内容
本发明提供一种芯片组以及使用该芯片组的服务器系统。
本发明一种实施方式提供的一芯片组是应用于一服务器系统的一服务器节点，且具有一嵌入式管理控制器。该芯片组还包括南桥以及北桥。该嵌入式管理芯片组收集服务器节点的节点内部信息，供服务器系统管理使用。该嵌入式管理控制器耦接一底板管理控制器。该底板管理控制器设置在服务器节点外部，通过网络与远程终端通讯。
本发明另一种实施方式是一服务器系统，包括复数个服务器节点、一底板管理控制器以及一开关模块。所述服务器节点各自包括一芯片组。各芯片组包括南桥与北桥。服务器节点上的芯片组是与一嵌入式管理控制器整合入一芯片。上述嵌入式管理控制器是用于收集对应的服务器节点的节点内部信息，供服务器系统管理使用。底板管理控制器设置于所述服务器节点外，经网络与一远程终端通讯。该开关模块选择性地将不同服务器节点的嵌入式管理控制器连结至该底板管理控制器。
在一种实施方式中，服务器系统包括一刀片(blade)。所述多个服务器节点、开关模块、以及底板管理控制器是设置在该刀片上，形成刀片服务器。
在另一种实施方式中，该服务器系统包括一背板(backplane)，用以插装复数个刀片(blades)。复数个服务器节点是划分为多个组别，分组设置在所述刀片上。该底板管理控制器是设置在该背板上，而非所述刀片上。该开关模块包括复数个开关子模块，分别设置在所述刀片上。各刀片上的嵌入式管理控制器是经由各刀片上的开关子模块选择性地耦接至该底板管理控制器。
在本发明前述实施例的芯片组以及使用如此芯片组的服务器系统中，由于各服务器节点的节点内部信息是经由芯片组所支持的芯片内通讯路径被搜集和传递至服务器节点上设置的嵌入式管理控制器eMC，故服务器节点以及其上的嵌入式管理控制器eMC之间的通讯无需依赖于复杂的智能平台管理接口(IPMI)协议。低成本且低复杂度的服务器系统管理架构因而建立。
下文特举实施例，并配合所附图示，详细说明本发明内容。
附图说明
图1根据本发明一种实施方式图解一种服务器系统100；
图2A根据本发明一种实施方式图解具有一刀片(blade)202的一种服务器系统；
图2B根据本发明另一种实施方式图解一服务器系统，具有一背板(backplane)204、以及插装于该背板204上的复数个刀片(blades)Blade1与Blade2；
图3为方块图，图解根据本发明一种实施方式所实现的嵌入式管理控制器eMC；
图4为流程图，图解嵌入式管理控制器eMC如何将节点内部信息经第一开关(例如I2C开关)传送至该底板管理控制器BMC；
图5图解非挥发性存储器312的空间配置，其中，该非挥发性存储器312是由一服务器节点以及该服务器节点上所安装的一嵌入式管理控制器eMC共享；
图6图解非挥发性存储器312的空间配置，其中，该非挥发性存储器312是由复数个服务器节点以及所述服务器节点上安装的复数个嵌入式管理控制器eMC共享；
图7A图解一逻辑电路，用于设定一服务器系统的开机顺序，该服务器系统具有复数个服务器节点Node1…Node4，且不同服务器节点Node1…Node4上的芯片组以及嵌入式管理控制器eMC如图6所示共享同一闪存312；以及
图7B根据本发明一种实施方式图解服务器系统700上所安装的组件的开机顺序。
附图说明：
100：服务器系统；102：远程终端；
104：网络；202：刀片(blade)；
204：背板(backplane)；302：节点内部信息收集模块；
304：第一通讯接口控制器；306：第二通讯接口控制器；
308：存储器接口控制器；312：非挥发性存储器；
314：多工器；402…414：步骤；
502：系统的基本输入输出系统(systemBIOS)；
602：服务器节点基本输入输出系统的读取区；
604：服务器节点Node1的写入区；
606：服务器节点Node2的写入区；
608：服务器节点Node3的写入区；
610：服务器节点Node4的写入区；
702…738：步骤；
BMC：底板管理控制器；CI_1…CI_M：接口模块；
CPU：中央处理器；CS：控制信号；
eMC：嵌入式管理控制器；Image1、Image2：固件映像；
MCU：微控制器；Mux：多工器；
NB：北桥；Node1…NodeM：服务器节点；
SB：南桥；SB_Bus：南桥SB所支持的芯片内路径；
SW：开关模块；SW1、SW2：第一、第二开关。
具体实施方式
以下叙述列举本发明的多种实施例。以下叙述介绍本发明的基本概念，且并非意图限制本发明内容。实际发明范围应依照申请专利范围而界定。
图1图解根据本发明一种实施方式所实现的一服务器系统100。服务器系统100包括复数个服务器节点Node1…NodeM、一底板管理控制器BMC以及一开关模块SW。
服务器节点Node1…NodeM可为相似架构。每个服务器节点包括一中央处理单元CPU、还包括北桥NB以及南桥SB组成的一芯片组(chipset)。北桥NB与南桥SB可为两芯片、也可制作在单一芯片上。嵌入式管理控制器eMC对应设置在各服务器节点上。在某些实施例中，嵌入式管理控制器eMC整合至含南桥SB的芯片中。在图1所示的实施方式中，嵌入式管理控制器eMC整合在芯片组内。嵌入式管理控制器eMC各自收集所对应的服务器节点的节点内部信息，供服务器系统管理(serversystemmanagement)使用。上述节点内部信息可包括中央处理器CPU、北桥NB或南桥SB的信息。此外，设置在各服务器节点上的传感器(如，风扇传感器)的感测数据也可由对应的嵌入式管理控制器eMC收集，作为节点内部信息。由于各服务器节点的节点内部信息是经由芯片组所支持的芯片内通讯路径传递，故服务器节点以及其上所安装的嵌入式管理控制器eMC之间的通讯无需依赖于前述的智能平台管理接口(IPMI)协议。低成本且低复杂度的服务器系统管理架构因而建立。此外，除了节点内部信息的收集(如，收集且报导(collectingandreporting)节点内部状态)，嵌入式管理控制器eMC还可支持采用局域网络(LAN)或串行局域网络(SOL，serialoverLAN简写)的远程文本终端(remotetextconsole)；远程重开机(reboot)/上电(power-on)/断电(power-off)操作、远程决策的基本输入输出系统设定(remoteauditBIOSsetting)、事件日志(SEL)或现场可更换单元(FRU)、基本输入输出系统开机顺序调整(BIOSbootordermodification)、或以上操作的任意组合。
如图所示，底板管理控制器BMC设置在服务器节点Node1…NodeM外部，经由网络104与远程终端102通讯。该开关模块SW将不同服务器节点Node1…NodeM上的嵌入式管理控制器(全标号为eMC)选择性地耦接至该底板管理控制器BMC。
在图1所示实施方式中，开关模块SW对应一第一通讯接口(如，内部整合电路接口，简称I2C)提供一第一开关SW1、且对应一第二通讯接口(如，通用异步收发传输器，简称UART)提供一第二开关SW2。经由第一开关SW1，不同服务器节点Node1…NodeM的节点内部信息得以传递至该底板管理控制器BMC，且节点外部信息(如，远程终端102发出的节点控制指令以及其它信息)得以自底板管理控制器BMC传送至服务器节点Node1至NodeM。如图所示，第一开关SW1可具有复数个接口模块CI_1…CI_M(如，I2C模块)以及一多工器Mux。接口模块CI_1…CI_M分别耦接不同服务器节点Node_1…Node_M上的嵌入式管理控制器eMC。多工器Mux用于选择性地将所述接口模块CI_1…CI_M之一耦接至该底板管理控制器BMC。特别说明的，嵌入式管理控制器eMC是以一第一串行总线(如，I2C总线)耦接该第一开关SW1以及该底板管理控制器BMC，第一串行总线的通讯协议远比IPMI协议简单。整个服务器系统的连接以及通讯因而简化；此外，以上通讯可由底板管理控制器BMC发起、或是由嵌入式管理控制器eMC发起。稍后将参考图4详细讨论之。至于该底板管理控制器BMC为了服务器系统管理所传送出的某些特定节点外部要求(request)，则是由第二开关SW2决定如何由该底板管理控制器BMC传递至所述节点Node1…NodeM。举例来说，SOL操作为一种特定节点外部要求，用以使能一服务器节点的串行端口的输入与输出经由互联网络协议(IP)重新导向。如此的特定节点外部要求的通讯是由该底板管理控制器BMC发起，但不会由嵌入式管理控制器eMC发起。第二开关SW2用于建立该底板管理控制器BMC与不同服务器节点Node1…NodeM上的嵌入式管理控制器eMC之间的连接，以经由第二通讯接口传输上述节点外部要求。特别说明的，嵌入式管理控制器eMC是经由一第二串行总线(如UART总线)耦接第二开关SW2以及底板管理控制器BMC。第二串行总线的通讯协议也远简单于IPMI协议。
在一种实施方式中，底板管理控制器BMC可与复数个服务器节点设置在一刀片(blade)上。图2A根据本发明一种实施方式所实现的一服务器系统，包括一刀片202。该刀片202上设置复数个服务器节点Node1…Node4、一开关模块(包括第一以及第二开关SW1以及SW2)以及一底板管理控制器BMC。远程终端102是经由底板管理控制器BMC上的管理网络接口卡(managementnetworkinterfacecard)与不同服务器节点Node1…Node4上的嵌入式管理控制器eMC通讯，以收集节点内部信息、并控制节点内部状态。在一种实施方式中，第一开关SW1是基于I2C协议实现，且第二开关SW2是基于UART协议实现。底板管理控制器BMC经I2C总线自所述嵌入式管理控制器eMC取得节点内部信息，并将取得的节点内部信息依照IPMI协议经网络104传送至远程终端102。SOL以及某些其它特定操作是立基于该底板管理控制器BMC以及服务器节点Node1…Node4之间的UART总线。特别说明的，刀片202虽然仅绘制4个服务器节点，但并不意图限定刀片上的服务器节点数量。刀片上可设置其它数量的服务器节点。
如图1所示，服务器系统100的服务器节点Node1…NodeM可划分为复数组，不同组的服务器节点设置在不同刀片(blade)上。图2B图解一种服务器系统，具有一背板(backplane)204以及插装于背板204上的复数个刀片Blade1以及Blade2。如图所示，刀片Blade1上供应一组服务器节点Node1以及Node2，且刀片Blade2上供应一组服务器节点Node3以及Node4。底板管理控制器BMC是设置在背板204上，而非设置在刀片Blade1或刀片Blade2上。开关模块包括复数个开关子模块SW_s1以及SW_s2，分别设置在刀片Blade1以及刀片Blade2上，使各刀片上的嵌入式管理控制器eMC得以耦接至该底板管理控制器BMC。如图所示，各开关子模块SW_s1以及SW_s2包括一第一开关以及一第二开关。如前述讨论，第一开关可依循I2C协定且第二开关可依循UART协定。特别说明的，假设各个刀片具有同样数量服务器节点(例如每个刀片具有4个服务器节点)，图2B背板204上的底板管理控制器BMC需比图2A刀片202上的底板管理控制器BMC强大。但相比的，图2B服务器系统较图2A服务器系统低成本，因为图2A服务器系统的各刀片上设置了专属的底板管理控制器BMC。
图3为方块图，根据本发明一种实施方式图解一嵌入式管理控制器eMC。嵌入式管理控制器eMC包括一微控制器MCU、一节点内部信息收集模块302、两个通讯接口控制器(包括一第一通讯接口控制器304以及一第二通讯接口控制器306)以及一存储器接口控制器308。节点内部信息收集模块302是由微控制器MCU操作，遵循芯片组所支持的芯片内部通讯协议，以收集服务器节点上组件(如，中央处理单元CPU、南桥SB、北桥NB以及风扇等)的节点内部信息。第一通讯接口控制器304是由微控制器MCU控制，经第一开关SW1传送节点内部信息至底板管理控制器BMC，且经第一开关SW1自底板管理控制器BMC接收节点外部信息。特别说明的，第一通讯接口控制器304是经由第一串行总线(如，I2C总线)耦接第一开关SW1以及底板管理控制器BMC。第一串行总线的通讯协议远较IPMI协议简易。第二通讯接口控制器306耦接该第二开关SW2，且是由微控制器MCU控制，以接收底板管理控制器BMC为了服务器系统管理所发来的节点外部要求。特别说明的，第二通讯接口控制器306是经由一第二串行总线(如UART总线)耦接该第二开关SW2以及该底板管理控制器BMC。第二串行总线的通讯协议远较IPMI协议简易。存储器接口控制器308是由微控制器MCU控制，以存取一非挥发性存储器312。非挥发性存储器312是由服务器节点以及服务器节点上的嵌入式管理控制器eMC共享。非挥发性存储器312可为闪存，且该存储器接口控制器308可依循一串行外设接口(SPI)协议。多工器314用于设定该非挥发性存储器312的存取路径。经由切换控制信号CS，非挥发性存储器312可由该嵌入式管理控制器eMC经该存储器接口控制器308存取、或是由南桥SB经由南桥SB所支持的芯片内路径SB_Bus存取。
本段落讨论如何将节点内部信息经嵌入式管理控制器eMC传送至底板管理控制器BMC。由于多个服务器节点的嵌入式管理控制器eMC经由开关模块耦接至同一个底板管理控制器BMC，当某个服务器节点的嵌入式管理控制器eMC需要向底板管理控制器BMC发起传送节点内部信息的传输时，需要使用以下中断机制：在传递节点内部信息至底板管理控制器BMC之前，微控制器MCU确立(assert)一中断状态“INT”，使底板管理控制器BMC得以将该中断状态“INT”确立的服务器节点与其它服务器节点区别。倘若微控制器MCU接收到底板管理控制器BMC输出给中断状态“INT”确立的服务器节点的批准指令“Grant”，微控制器MCU控制该第一通讯接口控制器304开始传送节点内部信息至底板管理控制器BMC。一种实施方式是以8051架构的控制器实现该嵌入式管理控制器eMC。该微控制器MCU可以是8051微控制器。
图4为流程图，图解嵌入式管理控制器eMC如何经由第一开关(如，I2C开关)传送节点内部信息至底板管理控制器BMC。步骤402，嵌入式管理控制器eMC的微控制器MCU填写该第一通讯接口控制器304的一从属数据输入/输出缓冲缓存器(slavedataIObufferregister)，以确立一中断状态“INT”。步骤404，微控制器MCU使用通用输入输出(GPIO)管脚对第一开关SW1显示中断状态“INT”的确立。步骤406，底板管理控制器BMC经由第一开关SW1观察到中断状态“INT”的确立。步骤408，底板管理控制器BMC读取各嵌入式管理控制器eMC的第一通讯接口控制器304的从属数据输入/输出缓冲缓存器中的一从属中断状态，辨识出中断状态“INT”确立的服务器节点。步骤410，底板管理控制器BMC输出批准指令“Grant”给中断状态“INT”确立的服务器节点的第一通讯接口控制器304，且第一开关SW1切换成在底板管理控制器BMC与中断状态“INT”确立的服务器节点之间建立连接。一种实施方式经由启动所述接口模块CI_1…CI_M中对应者作连接建立。步骤412，中断状态“INT”确立的服务器节点的第一通讯接口控制器304输出一中断信号至自身的微控制器MCU。对应已在步骤402经从属数据输入/输出缓冲缓存器确立的中断状态“INT”，微控制器MCU将允许数据经由第一开关SW1传送至该底板管理控制器BMC。步骤414，微控制器MCU填写第一通讯接口控制器304内的主相关缓存器(master-relatedregisters)，以启始数据传输。至于底板管理控制器BMC如何将节点外部信息经由第一开关(如，I2C开关)传送至嵌入式管理控制器eMC的技术则更为简易。底板管理控制器BMC直接启动目标服务器节点所对应的接口模块(CI_1…CI_M之一)，接着开始传输节点外部信息至目标服务器节点上的嵌入式管理控制器eMC。
图5图解非挥发性存储器312的一种空间配置，其中，非挥发性存储器312是由一服务器节点以及该服务器节点上设置的嵌入式管理控制器eMC共享。除了嵌入式管理控制器固件映像(eMCfirmwareimage)Image1以及Image2(Image2例如为Image1的备份)外，非挥发性存储器312还配置空间502给服务器节点的系统固件。系统固件例如可为系统的基本输入输出系统(systemBIOS)。
图6图解非挥发性存储器312的另一种空间配置，其中，非挥发性存储器312是由复数个服务器节点以及所述服务器节点上设置的嵌入式管理控制器eMC共享。以下以四个服务器节点Node1…Node4为例。除了嵌入式管理控制器固件映像(eMCfirmwareimage)Image1以及Image2外，非挥发性存储器312还配置空间602，作为服务器节点基本输入输出系统的读取区(例如，储存服务器节点Node1…Node4的基本输入输出系统程序代码)、以及作为不同服务器节点Node1…Node4的写入区。例如，对应服务器节点Node1的写入区604、对应服务器节点Node2的写入区606、对应服务器节点Node3的写入区608以及对应服务器节点Node4的写入区610。
图7A图解服务器系统700上控制组件开机顺序的一逻辑电路。服务器系统700包括多个服务器节点Node1…Node4以及不同服务器节点Node1…Node4的芯片组。服务器节点与各服务器节点的芯片组上所安装的嵌入式管理控制器eMC如图6所示方式共享同一闪存(312)。当底板管理控制器BMC确立一上电信号BMC_RSMRST#，服务器节点Node1的嵌入式管理控制器eMC因此而启动、并确立信号704。因此，逻辑‘与(AND)’门706的输出被拉起，服务器节点Node2的嵌入式管理控制器eMC因此而启动、且确立信号708。因此，逻辑‘与’门710的输出被拉起，服务器节点Node3的嵌入式管理控制器eMC因此而启动、且确立信号712。因此，逻辑‘与’门714的输出被拉起，服务器节点Node4的嵌入式管理控制器eMC因此而启动。服务器系统700内的服务器节点Node1…Node4的嵌入式管理控制器eMC因而循序分开启动，分时存取该闪存(312)读取其中的嵌入式管理控制器固件码。服务器系统700的服务器节点Node1…Node4上的嵌入式管理控制器eMC启动后将分别启动所对应的服务器节点的芯片组。服务器节点Node1…Node4上的芯片组是一一启动，分时存取该闪存(312)获取其中服务器节点固件码(如，基本输入输出系统码(BIOScode))。一种实施方式中，服务器系统700的服务器节点Node1…Node4上的嵌入式管理控制器eMC的启动顺序与服务器节点Node1…Node4的启动顺序相同。图7B根据本发明一种实施方式图解服务器系统700上组件的启动顺序。步骤722，底板管理控制器BMC为服务器系统700确立上电信号BMC_RSMRST#。步骤724…730，服务器系统700的服务器节点Node1…Node4的嵌入式管理控制器eMC依序启动。步骤732…738，服务器系统700的服务器节点Node1…Node4的芯片组依序启动。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种芯片组，用于一服务器系统的一服务器节点上，其特征在于，包括：
北桥；
南桥；以及
一嵌入式管理控制器，其中该嵌入式管理控制器收集该服务器节点的节点内部信息，供服务器系统管理使用，
其中，该嵌入式管理控制器耦接一底板管理控制器，该底板管理控制器设置在该服务器节点外部、并透过网络与一远程终端通讯。
2.根据权利要求1所述的芯片组，其特征在于，该嵌入式管理控制器与该南桥整合在一芯片中。
3.根据权利要求1所述的芯片组，其特征在于，该嵌入式管理控制器包括：
一微控制器；以及
一第一通讯接口控制器，在该微控制器控制下传送节点内部信息至该底板管理控制器、并自该底板管理控制器接收节点外部信息，
其中，该第一通讯接口控制器经一第一串行总线耦接该底板管理控制器。
4.根据权利要求1所述的芯片组，其特征在于：
在传送节点内部信息至该底板管理控制器之前，该嵌入式管理控制器确立一中断状态，使该底板管理控制器得以将该中断状态确立的该服务器节点与其它服务器节点区别。
5.根据权利要求4所述的芯片组，其特征在于：
接收到该底板管理控制器对该中断状态确立的该服务器节点所发出的一批准指令时，该中断状态确立的该服务器节点内的该嵌入式管理控制器开始传送节点内部信息至该底板管理控制器。
6.根据权利要求3所述的芯片组，其特征在于，该嵌入式管理控制器还包括：
一第二通讯接口控制器，由该嵌入式管理控制器的该微控制器控制，以接收该底板管理控制器为了上述服务器系统管理所送来的一节点外部要求，
其中，该第二通讯接口控制器经由一第二串行总线耦接该底板管理控制器。
7.根据权利要求1所述的芯片组，其特征在于，该嵌入式管理控制器还包括：
一存储器接口控制器，
其中，该存储器接口控制器经控制以存取一非挥发性存储器，该非挥发性存储器还共享于存放含该芯片组的该服务器节点的系统固件。
8.根据权利要求7所述的芯片组，其特征在于：
该嵌入式管理控制器还与其它服务器节点共享该非挥发性存储器。
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