CN105446770A - 一种可节省存储芯片的集中存储方法及多功能模块系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可节省存储芯片的集中存储方法及多功能模块系统。方法包括步骤：S1，将多个功能模块的应用程序和逻辑代码集中存放在主控模块中，各功能模块存放有BOOT程序；S2，系统运行时，先运行主控模块，然后各功能模块提供本功能模块的基本信息并从主控模块中获取对应的应用程序和逻辑代码；S3,当需要维护升级某功能模块的应用程序和逻辑代码时，先更新主控模块中对应的应用程序和逻辑代码，然后向该功能模块发送掉电或重启命令。本发明采用集中存放程序逻辑的方式，系统中其他功能模块只需要一片容量很小的存储芯片存放CPU的BOOT程序，可大大降低存储芯片的成本，还增强了系统集成度。本发明可广泛应用于各种多功能模块系统。

Description

一种可节省存储芯片的集中存储方法及多功能模块系统

技术领域

本发明涉及程序集中存储的方法，特别涉及一个较复杂系统中应用程序和逻辑代码集中存储的方法及应用该存储方法的系统。

背景技术

ATCA:AdvancedTelecommunicationsComputingArchitecture,高级通信计算机体系架构。

Hub模块：也称之为交换模块,用于实现系统BaseChannel管理和业务汇聚转发等。通过背板能与系统中多个Node模块和ShMC模块相连，实现BaseChannel管理。

Node模块：也称之为业务模块，用于实现系统业务的接入等功能。

BaseChannel：管理通道，是Hub模块对Node模块和ShMC模块进行管理的通道，一般采用以太网接口。

ShMC：ShelfManagementController，机架管理控制器，可看作系统的机框管理单元，可对系统中其余模块上IPMC子模块进行访问和控制。

IPMC（IntelligentPlatformManagementController，智能平台管理控制器）子模块：除系统的管理模块以外，其余模块都包含该子模块，该子模块用于记录FRU信息及实现对该模块底层的管理（如热插拔管理、电源管理、复位管理等），向ShMC子模块上报本模块的FRU信息，并接收IPMI指令。

IPMB（IntelligentPlatformManagementBus，智能平台管理总线）总线：是管理模块上ShMC子模块与系统其余各模块上IPMC子模块进行通信的通道，一般采用IIC总线。

FRU（FieldReplaceableUnits，现场置换单元）信息：包括该模块的硬件地址、IPMB地址、板类型、板名称、板地址、接口类型等信息，通过FRU信息，系统可获知该模块的基本信息。

IPMI（IntelligentPlatformManagementInterface，智能平台管理接口）指令：是一种开放标准的软件规范接口。

CPU：CentralProcessingUnit,中央处理器，实现模块对各子模块的集中控制和管理，并接收来自网管的命令、上报本模块的告警等。

BOOT：CPU启动需要的最简单基本程序代码，容量较小，只需要一个较小容量的存储芯片存放。

SDRAM：SynchronousDynamicRandomAccessMemory,同步动态随机存储器，用于存放CPU运行需要的一些程序、指令和数据等。

FPGA：Field-programmablegatearray,现场可编码门阵列，可用于实现各模块需要各种逻辑关系，有些模块可能不需要FPGA芯片，各模块可根据需要保留和删除FPGA芯片。

随着通信和计算机技术的高速发展，产品的复杂程度逐步提高，为了兼容不同版本产品，并融合其他厂家产品，越来越多的产品采用ATCA架构。而ATCAPICMG3.0协议也融合了很多国际先进技术，在计算能力、网络传输能力、管理性能等方面都比原有计算架构具有明显的优势。基于现有的ATCA架构采用节省存储芯片的程序和逻辑集中存储的方法切实可行。

众所周知，ATCA架构包含了较多的功能模块，如电源模块、风扇模块、Hub模块、Node模块、ShMC模块（此处将ShMC模块放在Hub模块中，作为Hub模块的子模块）等。由于ATCA架构是基于机架管理的，除ShMC模块外，系统其余模块都应该包含IPMC子模块。系统中ShMC模块通过IPMB总线与系统中其余各模块上的IPMC子模块进行通信，以实现FRU信息传输和IPMI指令集传达。而Hub模块与Node模块和ShMC模块之间是通过BaseChannel来实现网管管理的。

目前较为复杂系统应用程序和逻辑代码的存储方案主要有两种方法：第一种是系统各个功能模块的应用程序和逻辑代码存放在各功能模块自带的存储芯片中；第二种是系统集中存放程序运行时所需调用的数据，并将所述所需调用数据集中存储于预设地址，通过建立程序运行时所需调用数据与被存储于所述预设地址的被调用数据之间的数据映射关系来实现。

对于第一种方法，系统各个功能模块的应用程序和逻辑代码存放在各功能模块自带的存储芯片中，那么系统各个功能模块都需要一个容量较大的存储芯片，相对成本较高，且系统集中管理能力较差，系统升级维护困难、工作量巨大。

对于第二种方法，系统集中存放的是应用程序运行时所需调用的数据，而不是应用程序和逻辑代码本身，且系统还需建立应用程序运行时所需调用数据与被存储于所述预设地址的被调用数据之间的数据映射关系，并将所述数据映射关系以映射表的形式表示。首次建立映射表工作量巨大，且存储的程序逻辑发生变化时，需修改映射表，后续维护升级困难，工作量较大。

综上所述，现有技术存在以下两个问题：

1、若一个较复杂的系统通常包含多个功能模块，每个功能模块的程序逻辑存放在各功能模块自带的存储芯片中，系统需要较多大容量的存储芯片，成本较高、集成度低、升级维护困难；

2、若系统通过映射表的方式来集中存放程序运行时需要的数据，一方面，各功能模块的程序还是存放于各功能模块的，另一方面，程序运行所需数据与存放这些数据的预设地址是通过数据映射关系来表示的，要根据数据映射关系建立专门的映射表，工作量较大，且灵活性较差。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可降低硬件成本、集成度高、方便程序管理和维护的集中存储方法及应用fail存储方法的多功能模块系统。

本发明所采用的技术方案是：

一种可节省存储芯片的集中存储方法，其应用于多功能模块系统，所述方法包括步骤：S1，将多个功能模块的应用程序和逻辑代码集中存放在主控模块中，各功能模块存放有BOOT程序；S2，系统运行时，先运行主控模块，然后各功能模块提供本功能模块的基本信息并从主控模块中获取对应的应用程序和逻辑代码，完成本功能模块的启动运行；S3,当需要维护升级某功能模块的应用程序和逻辑代码时，先更新主控模块中对应的应用程序和逻辑代码，然后向该功能模块发送掉电或重启命令，实现对各功能模块的程序升级。

优选的，所述多功能模块系统为ATCA架构系统；所述主控模块为Hub模块，所述Hub模块包括主CPU，所述主CPU分别连接有BOOT、主SDRAM、主FPGA、主通信子模块和存储子模块，所述主通信子模块连接有ShMC子模块；所述功能模块为Node模块，所述Node模块包括子CPU，所述主CPU分别连接有BOOT、子SDRAM、子FPGA、子通信子模块和IPMC子模块；所述ShMC子模块通过IPMB总线分别与各Nobe模块的IPMC子模块连接，所述主通信子模块分别通过BaseChannel与各Nobe模块的子通信模块连接。

优选的，所述基本信息为FRU信息,所述FRU信息包括Node模块的硬件地址、IPMB地址、板类型、板名称、板地址和接口类型信息。

优选的，所述步骤S2具体包括子步骤：S21，Hub模块的主CPU通过Hub模块中的BOOT程序启动后，从Hub模块中的存储子模块获取并运行Hub模块的应用程序和逻辑代码，完成Hub模块的运行；S22，所述Node模块向Hub模块中的ShMC子模块上报本Node模块的FRU信息；S23，所述Hub模块通过BaseChannel从ShMC子模块获取Node模块的FRU信息，并根据FRU信息在存储子模块中找出Node模块所需要的应用程序和逻辑代码，并将该应用程序和逻辑代码下发给Node模块；S24,Node模块接收应用程序和逻辑代码，完成Node模块的运行。

优选的，所述步骤S24具体包括子步骤：S241，Node模块的子CPU将收到的应用程序和逻辑代码存放在SDRAM中；S242，Node模块的应用程序在SDRAM中运行，逻辑代码加载到FPGA中运行。

优选的，所述步骤S3具体包括子步骤：S31，当需要维护升级某功能模块的应用程序和逻辑代码时，先更新主控模块中对应的应用程序和逻辑代码；S32，Hub模块通过ShMC子模块对Node模块的IPMC子模块下发该Node模块的掉电或重启命令；S33,Node模块1的CPU和FPGA执行掉电或重启后，执行步骤S22至S24。

一种可节省存储芯片的多功能模块系统，其用于实施一种可节省存储芯片的集中存储方法，包括：主控模块，所述主控模块包括用于集中存储多个功能模块的应用程序和逻辑代码的存储模块；多个功能模块，用于从主控模块的存储模块中获取相应的应用程序和逻辑代码，实现功能模块的运行或升级。

优选的，所述多功能模块系统为ATCA架构系统；所述主控模块为Hub模块，所述Hub模块包括主CPU，所述主CPU分别连接有BOOT、主SDRAM、主FPGA、主通信子模块和存储子模块，所述主通信子模块连接有ShMC子模块；所述功能模块为Node模块，所述Node模块包括子CPU，所述主CPU分别连接有BOOT、子SDRAM、子FPGA、子通信子模块和IPMC子模块；所述ShMC子模块通过IPMB总线分别与各Nobe模块的IPMC子模块连接，所述主通信子模块分别通过BaseChannel与各Nobe模块的子通信模块连接。

本发明的有益效果是：

本发明采用集中存放程序逻辑的方式，系统中其他功能模块（除集中存放程序逻辑的模块外）只需要一片容量很小的存储芯片存放CPU的BOOT程序，可大大降低存储芯片的成本，还增强了系统集成度。

另外，系统的程序逻辑集中存放后，其他功能模块（除集中存放程序逻辑的模块外）只需要提供本板的基本信息后，即可以获得各模块需要的程序和逻辑，实现简单。

最后，系统的程序逻辑集中存放后，若需要维护升级某模块的程序和逻辑只需更新集中存储设备中的内容，然后向该模块发送掉电或重启命令，即可方便快捷实现对各功能模块的升级。

本发明可广泛应用于各种多功能模块系统。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1是本发明可节省存储芯片的多功能模块系统一种实施例的模块框图；

图2是本发明一种可节省存储芯片的集中存储方法系统运行一种实施例的方法流程图；

图3是本发明一种可节省存储芯片的集中存储方法系统升级一种实施例的方法流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种可节省存储芯片的多功能模块系统，其用于实施一种可节省存储芯片的集中存储方法，包括：主控模块，所述主控模块包括用于集中存储多个功能模块的应用程序和逻辑代码的存储模块；多个功能模块，用于从主控模块的存储模块中获取相应的应用程序和逻辑代码，实现功能模块的运行或升级。

本发明以一个较复杂的基于ATCA架构的系统为例，系统通常包含两个Hub模块（两个Hub模块互为主备，以一个Hub模块为例进行介绍）、多个Node模块。将ATCA系统所有Node模块的应用程序和逻辑代码都统一放置在Hub模块中存放。给系统上电后，Hub模块先上电并正常运行，而Node模块只是简单的上电和CPU跑完BOOT，待ShMC子模块能和各IPMC子模块通讯及Hub模块能和ShMC子模块、Node模块的通讯接口后，通过获取的各Node模块属性向各Node模块下发相应的应用程序和逻辑代码。在此系统中，还需要初始化各模块的通讯子模块以实现BaseChannel通讯。

如图1所示，所述多功能模块系统为ATCA架构系统；所述主控模块为Hub模块，所述Hub模块包括主CPU，所述主CPU分别连接有BOOT、主SDRAM、主FPGA、主通信子模块和存储子模块，所述主通信子模块连接有ShMC子模块；所述功能模块为Node模块，所述Node模块包括子CPU，所述主CPU分别连接有BOOT、子SDRAM、子FPGA、子通信子模块和IPMC子模块；所述ShMC子模块通过IPMB总线分别与各Nobe模块的IPMC子模块连接，所述主通信子模块分别通过BaseChannel与各Nobe模块的子通信模块连接。其中，通信子模块（主通信子模块和子通信子模块）用于在Hub模块和Node模块之间建立BaseChannel，用于实现Hub模块和Node模块之间通讯，一般采用二层交换芯片实现。存储子模块只存在于Hub模块上，用于存放Hub模块和所有Node模块运行需要的应用程序和逻辑代码。

一种可节省存储芯片的集中存储方法，其应用于多功能模块系统，所述方法包括步骤：S1，将多个功能模块的应用程序和逻辑代码集中存放在主控模块中，各功能模块存放有BOOT程序；S2，系统运行时，先运行主控模块，然后各功能模块提供本功能模块的基本信息并从主控模块中获取对应的应用程序和逻辑代码，完成本功能模块的启动运行；S3,当需要维护升级某功能模块的应用程序和逻辑代码时，先更新主控模块中对应的应用程序和逻辑代码，然后向该功能模块发送掉电或重启命令，实现对各功能模块的程序升级。

优选的，所述多功能模块系统为ATCA架构系统；所述主控模块为Hub模块，所述Hub模块包括主CPU，所述主CPU分别连接有BOOT、主SDRAM、主FPGA、主通信子模块和存储子模块，所述主通信子模块连接有ShMC子模块；所述功能模块为Node模块，所述Node模块包括子CPU，所述主CPU分别连接有BOOT、子SDRAM、子FPGA、子通信子模块和IPMC子模块；所述ShMC子模块通过IPMB总线分别与各Nobe模块的IPMC子模块连接，所述主通信子模块分别通过BaseChannel与各Nobe模块的子通信模块连接。

优选的，所述基本信息为FRU信息,所述FRU信息包括Node模块的硬件地址、IPMB地址、板类型、板名称、板地址和接口类型信息。

优选的，所述步骤S2具体包括子步骤：S21，Hub模块的主CPU通过Hub模块中的BOOT程序启动后，从Hub模块中的存储子模块获取并运行Hub模块的应用程序和逻辑代码，完成Hub模块的运行；S22，所述Node模块向Hub模块中的ShMC子模块上报本Node模块的FRU信息；S23，所述Hub模块通过BaseChannel从ShMC子模块获取Node模块的FRU信息，并根据FRU信息在存储子模块中找出Node模块所需要的应用程序和逻辑代码，并将该应用程序和逻辑代码下发给Node模块；S24,Node模块接收应用程序和逻辑代码，完成Node模块的运行。

优选的，所述步骤S24具体包括子步骤：S241，Node模块的子CPU将收到的应用程序和逻辑代码存放在SDRAM中；S242，Node模块的应用程序在SDRAM中运行，逻辑代码加载到FPGA中运行。

如图2所示，在复杂的ATCA架构系统中，有1个Hub模块（ShMC模块作为Hub模块的一个子模块）和n个Node模块组成，其中Hub模块可实现对整个系统的控制和管理。系统上电后，除Hub模块CPU通过BOOT启动后从存储子模块获得该模块的应用程序和逻辑代码能完全正常运行外，系统所有Node模块除IPMC子模块、CPU通过BOOT能正常启动、通信子模块初始化完成通信接口能通信外，其余部分功能都不能工作，此时各Node模块的IPMC子模块（下以Node模块1为例，其余模块以此类推）将本功能模块的硬件地址、IPMB地址、板类型、板名称、板地址、接口类型等FRU信息上报给Hub模块的ShMC子模块，Hub模块通过BaseChannel从ShMC子模块获取Node模块的信息，在存储子模块中找出Node模块1所需要的应用程序和逻辑代码，Hub模块通过BaseChannel收到Node模块1的申请后，通过通信子模块和BaseChannel将该应用程序和逻辑代码下发给Node模块1，Node模块1的CPU将收到的应用程序和逻辑代码存放在SDRAM中，并将逻辑代码加载到FPGA中，这样Node模块1就能正常运行。其余模块以此类推。

优选的，所述步骤S3具体包括子步骤：S31，当需要维护升级某功能模块的应用程序和逻辑代码时，先更新主控模块中对应的应用程序和逻辑代码；S32，Hub模块通过ShMC子模块对Node模块的IPMC子模块下发该Node模块的掉电或重启命令；S33,Node模块1的CPU和FPGA执行掉电或重启后，执行步骤S22至S24。

如图3所示，当系统需要升级和维护时，只需要升级和更新控制模块中的存储子模块中的内容。若需要升级Node模块1（下以Node模块1为例，其余模块以此类推）中的应用程序或逻辑代码，Hub模块通过ShMC子模块对Node模块1的IPMC子模块下发该模块的IPMI掉电或重启命令，Node模块1的CPU和FPGA执行掉电或重启后，IPMC子模块会重新向Hub模块的ShMC子模块上报硬件地址、IPMB地址、板类型、板名称、板地址、接口类型等FRU信息，Hub模块根据ShMC子模块获取的信息，在存储子模块中找出Node模块1需要的升级和更新后的应用程序和逻辑代码，再通过通信子模块和BaseChannel将该应用程序和逻辑代码下发给Node模块1，其余模块以此类推，这样就很方便实现了对整个系统的升级和维护，而无需逐一功能模块的升级和维护，这样也大大深化了系统的集成度。

本发明采用集中存放程序逻辑的方式，系统中其他功能模块（除集中存放程序逻辑的模块外）只需要一片容量很小的存储芯片存放CPU的BOOT程序，可大大降低存储芯片的成本，还增强了系统集成度。

另外，系统的程序逻辑集中存放后，其他功能模块（除集中存放程序逻辑的模块外）只需要提供本板的基本信息后，即可以获得各模块需要的程序和逻辑，实现简单。

最后，系统的程序逻辑集中存放后，若需要维护升级某模块的程序和逻辑只需更新集中存储设备中的内容，然后向该模块发送掉电或重启命令，即可方便快捷实现对各功能模块的升级。

本发明可广泛应用于各种多功能模块系统。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种可节省存储芯片的集中存储方法，其特征在于，其应用于多功能模块系统，所述方法包括步骤：

S1，将多个功能模块的应用程序和逻辑代码集中存放在主控模块中，各功能模块存放有BOOT程序；

S2，系统运行时，先运行主控模块，然后各功能模块提供本功能模块的基本信息并从主控模块中获取对应的应用程序和逻辑代码，完成本功能模块的启动运行；

S3,当需要维护升级某功能模块的应用程序和逻辑代码时，先更新主控模块中对应的应用程序和逻辑代码，然后向该功能模块发送掉电或重启命令，实现对各功能模块的程序升级。

2.根据权利要求1所述的一种可节省存储芯片的集中存储方法，其特征在于，所述多功能模块系统为ATCA架构系统；

所述主控模块为Hub模块，所述Hub模块包括主CPU，所述主CPU分别连接有BOOT、主SDRAM、主FPGA、主通信子模块和存储子模块，所述主通信子模块连接有ShMC子模块；

所述功能模块为Node模块，所述Node模块包括子CPU，所述主CPU分别连接有BOOT、子SDRAM、子FPGA、子通信子模块和IPMC子模块；

所述ShMC子模块通过IPMB总线分别与各Nobe模块的IPMC子模块连接，所述主通信子模块分别通过BaseChannel与各Nobe模块的子通信模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种可节省存储芯片的集中存储方法，其特征在于，所述基本信息为FRU信息,所述FRU信息包括Node模块的硬件地址、IPMB地址、板类型、板名称、板地址和接口类型信息。

4.根据权利要求3所述的一种可节省存储芯片的集中存储方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括子步骤：

S21，Hub模块的主CPU通过Hub模块中的BOOT程序启动后，从Hub模块中的存储子模块获取并运行Hub模块的应用程序和逻辑代码，完成Hub模块的运行；

S22，所述Node模块向Hub模块中的ShMC子模块上报本Node模块的FRU信息；

S23，所述Hub模块通过BaseChannel从ShMC子模块获取Node模块的FRU信息，并根据FRU信息在存储子模块中找出Node模块所需要的应用程序和逻辑代码，并将该应用程序和逻辑代码下发给Node模块；

S24,Node模块接收应用程序和逻辑代码，完成Node模块的运行。

5.根据权利要求4所述的一种可节省存储芯片的集中存储方法，其特征在于，所述步骤S24具体包括子步骤：

S241，Node模块的子CPU将收到的应用程序和逻辑代码存放在SDRAM中；

S242，Node模块的应用程序在SDRAM中运行，逻辑代码加载到FPGA中运行。

6.根据权利要求4或5所述的一种可节省存储芯片的集中存储方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括子步骤：

S31，当需要维护升级某功能模块的应用程序和逻辑代码时，先更新主控模块中对应的应用程序和逻辑代码；

S32，Hub模块通过ShMC子模块对Node模块的IPMC子模块下发该Node模块的掉电或重启命令；

S33,Node模块1的CPU和FPGA执行掉电或重启后，执行步骤S22至S24。

7.一种可节省存储芯片的多功能模块系统，其特征在于，其用于实施如权利要求1至6任一项所述的一种可节省存储芯片的集中存储方法，其特征在于，包括：

主控模块，所述主控模块包括用于集中存储多个功能模块的应用程序和逻辑代码的存储模块；

多个功能模块，用于从主控模块的存储模块中获取相应的应用程序和逻辑代码，实现功能模块的运行或升级。

8.根据权利要求7所述的一种可节省存储芯片的多功能模块系统，其特征在于，所述多功能模块系统为ATCA架构系统；

所述主控模块为Hub模块，所述Hub模块包括主CPU，所述主CPU分别连接有BOOT、主SDRAM、主FPGA、主通信子模块和存储子模块，所述主通信子模块连接有ShMC子模块；

所述功能模块为Node模块，所述Node模块包括子CPU，所述主CPU分别连接有BOOT、子SDRAM、子FPGA、子通信子模块和IPMC子模块；

所述ShMC子模块通过IPMB总线分别与各Nobe模块的IPMC子模块连接，所述主通信子模块分别通过BaseChannel与各Nobe模块的子通信模块连接。