CN108519955A - 一种热插拔模块和一种PCIe接口的插拔方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种热插拔模块，包括：PCB板；固定在所述PCB板上，用于插入PCIe标卡的PCIe插槽；与所述PCB板连接，用于连接所述PCB板和对端设备的连接器。通过将PCIe插槽和相应的电路做成独立的模块进行热插拔，避免了因暴力热插拔带来的弊端，增加了系统的灵活性和稳定性。本申请还提供了基于上述热插拔模块的PCIe接口的插拔方法和PCIe接口的插拔系统，具有上述有益效果。

Description

一种热插拔模块和一种PCIe接口的插拔方法和系统

技术领域

本申请涉及存储服务器领域，特别涉及一种热插拔模块和一种PCIe接口的插拔方法和系统。

背景技术

在大数据时代，海量数据传输需要占用超大的带宽，各网络节点间的沟通所使用的网卡所需要的灵活性也在增加。为了操作的简易型，在维护过程中，用户在进行网卡更换时通常不会按照PCIe协议要求的热插拔流程进行拔插PCIe插槽中的网卡设备，所以这样就很容易造成设备或者主机的损伤，或者丢失数据、数据损坏等。

因此亟需一种支持暴力热插拔的的PCIe设备。

申请内容

本申请的目的是提供一种热插拔模块和一种PCIe接口的插拔方法和系统，解决现有的暴力热插拔带来的设备或者主机的损伤，丢失数据或数据损坏等问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种热插拔模块，具体技术方案如下：

PCB板；

固定在所述PCB板上，用于插入PCIe标卡的PCIe插槽；

与所述PCB板连接，用于连接所述PCB板和对端设备的连接器。

其中，所述热插拔模块还包括：

设于所述热插拔模块两侧的槽型导轨。

本申请还提供一种PCIe接口的插拔方法，所述插拔方法基于上述的热插拔模块，包括：

当PCIe标卡插入PCIe插槽，热插拔模块插入对端设备时，所述对端设备根据所述热插拔模块的在位信号信息判断与所述PCIe标卡的物理连接是否成功；

若所述PCIe标卡的物理连接成功，且所述PCIe插槽锁住所述PCIe标卡时，所述对端设备在所述在位信号延迟设定时间后发出MRL信号以便判断所述PCIe标卡是否锁死；

若锁死，所述对端设备与PCIe标卡建立逻辑连接；

当所述PCIe标卡被拔出时，所述对端设备根据所述在位信号的低电平降低对所述PCIe标卡的瞬时电流。

其中，热插拔模块插入对端设备之后，还包括：

所述对端设备使用缓启动电源为所述热插拔模块供电。

其中，所述PCIe标卡与所述对端设备建立逻辑连接之前，还包括：

所述对端设备控制所述PCIe插槽上电使能。

其中，所述对端设备控制所述PCIe插槽上电使能之后，还包括：

判断所述PCIe插槽上电是否正常；

若正常，延迟触发复位。

本申请还提供一种PCIe接口的插拔系统，所述插拔系统基于权利要求1-2任一项所述的热插拔模块，包括：

判断模块，用于当PCIe标卡插入PCIe插槽，热插拔模块插入对端设备时，所述对端设备根据所述热插拔模块的在位信号信息判断与所述PCIe标卡的物理连接是否成功；

信号发生模块，用于若所述PCIe标卡的物理连接成功，且所述PCIe插槽锁住所述PCIe标卡时，所述对端设备在所述在位信号延迟设定时间后发出MRL信号以便判断所述PCIe标卡是否锁死；

连接模块，用于若所述PCIe标卡锁死，所述PCIe标卡与所述对端设备建立逻辑连接；

控制电流模块，用于当所述PCIe标卡被拔出时，所述对端设备根据所述在位信号的低电平降低对所述PCIe标卡的瞬时电流。

其中，所述系统还包括：

供电模块，用于所述对端设备使用缓启动电源为所述热插拔模块供电。

其中，所述系统还包括：

上电模块，用于所述对端设备控制所述PCIe插槽上电使能。

其中，所述系统还包括：

判断模块，用于判断所述PCIe插槽上电是否正常；

复位模块，用于若所述PCIe插槽上电正常，延迟触发复位。

本申请所提供的一种热插拔模块，包括：PCB板；固定在所述PCB板上，用于插入PCIe标卡的PCIe插槽；与所述PCB板连接，用于连接所述PCB板和对端设备的连接器。通过将PCIe插槽和相应的电路做成独立的模块进行热插拔，避免了因暴力热插拔带来的弊端，增加了系统的灵活性和稳定性。本申请还提供了基于上述热插拔模块的PCIe接口的插拔方法和PCIe接口的插拔系统，具有上述有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的热插拔模块的示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种PCIe接口的插拔方法的流程图；

图3为本申请实施例所提供的热插拔模块与对端设备连接时对应的电路图；

图4为本申请实施例所提供的一种PCIe接口的插拔方系统结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的热插拔模块的示意图，该热插拔模块可以包括：

PCB板；

固定在所述PCB板上，用于插入PCIe标卡的PCIe插槽；

与所述PCB板连接，用于连接所述PCB板和对端设备的连接器。

该模块以PCB板为主体，当然通常该PCB板都是规则形状。将PCIe插槽装在PCB板的某一侧。可以理解的是，在PCB板上有用作进行数据传输的相关电路或芯片，以及用于指示各部分状态的指示灯，和用于控制信号的控制电路等，例如电源转换，电源控制，指示灯等信号。电源转换指的是将外界的输出电压转换成正常的工作电压。电源控制通常是由一块控制芯片完成，指的是在PCIe标卡被拔出时，通过该控制芯片降低对PCIe标卡的瞬时电流。当然这一过程可以是由在位信号给到CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件，电子器件中常用的数字集成电路)，通过CPLD来控制对端设备关闭给到PCIe标卡的电源，需要注意的是，CPLD位于对端设备上。

所述PCIe插槽为符合PCIe协议标准的PCIe标卡对应的插槽即可，对于插槽的具体形状大小等均不作限定。

优选的，所述连接器可以使用高速连接器，且其与对端设备的契合部分部件可以呈弯曲状。

可选的，在热插拔模块的两侧可以设有槽型导轨，因为热插拔模块是插拔式设计，该导轨可以在一定程度上避免用户因不熟悉热插拔流程而产生误操作。导轨方向与插拔方向一致，靠近PCB板的边缘。当然槽型导轨只是一种较具体的实施方式，还可以类比成能产生相同有益效果的设计结构，例如脊型导轨等，在此不作具体限定，都应当在本申请的保护范围内。

使用的时候先将PCIe标卡先插到PCIe插槽，然后将热插拔模块整体插入对端设备。这里的对端设备指的是一切可以使用PCIe标卡的设备，具体不作限定。

本申请采用将PCIe插槽与相应电路设计做成单独的模块(也即是一种转接模块)与对端通过连接器对接的方式，使热插拔模块更易操作，可以支持暴力热插拔，增加了系统的灵活性和可靠性。

参见图2，图2为本申请实施例所提供的一种PCIe接口的插拔方法的流程图，需要注意的是，本插拔方法是基于上述实施例提供的热插拔模块实现的，具体流程如下：

S1：当PCIe标卡插入PCIe插槽，热插拔模块插入对端设备时，所述对端设备根据所述热插拔模块的在位信号信息判断与所述PCIe标卡的物理连接是否成功；

在位信号在PCIe标卡没有插入PCIe插槽时，也即PCIe插槽处于“空载”时处于高电平。当PCIe标卡插入PCIe插槽时，在位信号处于低电平。因此对端设备可以根据在位信号判断PCIe标卡是否插入PCIe插槽。需要注意的是，这里的插入指的是物理连接。

S2：若所述PCIe标卡的物理连接成功，且所述PCIe插槽锁住所述PCIe标卡时，所述对端设备在所述在位信号延迟设定时间后发出MRL信号以便判断所述PCIe标卡是否锁死；

当PCIe标卡插入PCIe插槽后，PCIe插槽会锁住所述PCIe标卡。在现有技术中，MRL信号通常是由PCIe标卡这一端发出的，MRL信号是一个锁止信号，用于判定PCIe标卡是否物理固定良好，简单来说就是“是否插好”。因为单凭在位信号判断是否物理连接并不足以进行数据的交互，还需要保证连接状态是稳定的，而不是虚接的。

在本申请中，因为当把PCIe标卡插入PCIe插槽，再将热插拔模块插入对端设备时，在位信号和MRL信号是同时变化的。而这样容易造成信号紊乱、不稳定，此时可以在对端设备做一些延迟处理，例如在位信号延迟一段时间后发出MRL信号。在此对延迟处理的具体实施方式不作限定，例如是否自动发出，延迟时间的设定等，具体应由本领域技术人员根据实际需要进行相应的设定。

可选的，在热插拔模块接入到对端设备时，可以在对端设备使用缓启动电源为二者之间的交互供电。热插拔时，连接器的机械触点在接触瞬间会出现弹跳，引起电源振荡，这个振荡过程会引起系统电源跌落，引起误码，或系统重启，也可能会引起连接器打火，引发火灾等严重后果。其此，热插拔时，由于系统大容量储能电容的充电效应，系统中会出现很大的冲击电流。而缓启动电源能够实现防抖动延时上电以及控制电流的上升斜率和幅值，进而避免上述后果。

S3：若锁死，所述对端设备与PCIe标卡建立逻辑连接；

当根据MRL信号判断PCIe标卡已被锁死时，对端设备可以与PCIe标卡建立逻辑连接。所谓逻辑连接，指的是可以进行数据信息交互的连接。

值得一提的是，在此过程中，还可以存在很多现有技术中存在的流程。例如对端设备控制PCIe插槽上电使能；以及在上电使能后，若上电正常，延迟触发复位等。这些都是在建立逻辑连接之前或之中或之后可以存在的过程，本申请在此不做限定。如果按标准热插拔流程中设计，还可以将上电使能，电源告警，电源上电正常，电源指示灯，告警指示灯，热插拔按键信号等连接到对端设备。需要注意的是，个别过程的实现可以需要根据本申请所提供热插拔模块做适当调整，在不付出创造性劳动的前提下，均应在本申请所提供的保护范围内。

S4：当所述PCIe标卡被拔出时，所述对端设备根据所述在位信号的低电平降低对所述PCIe标卡的瞬时电流。

当所述PCIe标卡被拔出时，降低瞬时电流也就是降低冲击电流，能够保护PCIe标卡以及对端设备。尤其是在有数据传输时暴力拔出，尤其需要保护两端设备，以及相应的数据。

参见图3，图3为本申请实施例所提供的热插拔模块与对端设备连接时对应的电路图，该电路图中，SW作用是分流，即使用不同的电流为相应的元器件供电。DC-DC的作用是将供电电压转换为元器件正常工作时的电压，如图所示即为12V转换为3.3V。THERMAL SENSOR的作用是检测温度，保证热插拔模块的工作安全。可以理解的是，该电路图只是本申请所提供的热插拔模块的一个具体实施例对应的电路图，在此基础上还可以作若干修改，例如增加模块重置电路等功能，在不付出创造性劳动的前提下，均应在本申请的保护范围内。

下面对本申请实施例提供的一种PCIe接口的插拔系统进行介绍，下文描述的插拔系统与上文描述的插拔方法可相互对应参照。

参见图4，图4为本申请实施例所提供的一种PCIe接口的插拔方系统结构示意图，该插拔系统可以包括：

判断模块100，用于当PCIe标卡插入PCIe插槽，热插拔模块插入对端设备时，所述对端设备根据所述热插拔模块的在位信号信息判断与所述PCIe标卡的物理连接是否成功；

信号发生模块200，用于若所述PCIe标卡的物理连接成功，且所述PCIe插槽锁住所述PCIe标卡时，所述对端设备在所述在位信号延迟设定时间后发出MRL信号以便判断所述PCIe标卡是否锁死；

连接模块300，用于若所述PCIe标卡锁死，所述PCIe标卡与所述对端设备建立逻辑连接；

控制电流模块400，用于当所述PCIe标卡被拔出时，所述对端设备根据所述在位信号的低电平降低对所述PCIe标卡的瞬时电流。

基于上述实施例，作为优选的实施例，所述插拔系统还可以包括：

供电模块，用于所述对端设备使用缓启动电源为所述热插拔模块供电。

基于上述实施例，作为优选的实施例，所述插拔系统还可以包括：

上电模块，用于所述对端设备控制所述PCIe插槽上电使能。

基于上述实施例，作为优选的实施例，所述插拔系统还可以包括：

判断模块，用于判断所述PCIe插槽上电是否正常；

复位模块，用于若所述PCIe插槽上电正常，延迟触发复位。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的系统而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种热插拔模块，其特征在于，包括：

PCB板；

固定在所述PCB板上，用于插入PCIe标卡的PCIe插槽；

固定在所述PCB板上，用于连接所述PCB板和对端设备的连接器。

2.根据权利要求1所述的热插拔模块，其特征在于，还包括：

设于所述热插拔模块两侧的槽型导轨。

3.一种PCIe接口的插拔方法，其特征在于，所述插拔方法基于权利要求1-2任一项所述的热插拔模块，包括：

当PCIe标卡插入PCIe插槽，热插拔模块插入对端设备时，所述对端设备根据所述热插拔模块的在位信号信息判断与所述PCIe标卡的物理连接是否成功；

若所述PCIe标卡的物理连接成功，且所述PCIe插槽锁住所述PCIe标卡时，所述对端设备发出MRL信号以便判断所述PCIe标卡是否锁死；

若锁死，所述对端设备与PCIe标卡建立逻辑连接；

当所述PCIe标卡被拔出时，所述对端设备根据所述在位信号的低电平降低对所述PCIe标卡的瞬时电流。

4.根据权利要求3所述的插拔方法，其特征在于，热插拔模块插入对端设备之后，还包括：

所述对端设备使用缓启动电源为所述热插拔模块供电。

5.根据权利要求4所述的插拔方法，其特征在于，所述PCIe标卡与所述对端设备建立逻辑连接之前，还包括：

所述对端设备控制所述PCIe插槽上电使能。

6.根据权利要求5所述的插拔方法，其特征在于，所述对端设备控制所述PCIe插槽上电使能之后，还包括：

判断所述PCIe插槽上电是否正常；

若正常，延迟触发复位。

7.一种PCIe接口的插拔系统，其特征在于，所述插拔系统基于权利要求1-2任一项所述的热插拔模块，包括：

判断模块，用于当PCIe标卡插入PCIe插槽，热插拔模块插入对端设备时，所述对端设备根据所述热插拔模块的在位信号信息判断与所述PCIe标卡的物理连接是否成功；

信号发生模块，用于若所述PCIe标卡的物理连接成功，且所述PCIe插槽锁住所述PCIe标卡时，所述对端设备在所述在位信号延迟设定时间后发出MRL信号以便判断所述PCIe标卡是否锁死；

连接模块，用于若所述PCIe标卡锁死，所述PCIe标卡与所述对端设备建立逻辑连接；

控制电流模块，用于当所述PCIe标卡被拔出时，所述对端设备根据所述在位信号的低电平降低对所述PCIe标卡的瞬时电流。

8.根据权利要求7所述的插拔系统，其特征在于，还包括：

供电模块，用于所述对端设备使用缓启动电源为所述热插拔模块供电。

9.根据权利要求8所述的插拔系统，其特征在于，还包括：

上电模块，用于所述对端设备控制所述PCIe插槽上电使能。

10.根据权利要求9所述的插拔系统，其特征在于，还包括：

判断模块，用于判断所述PCIe插槽上电是否正常；

复位模块，用于若所述PCIe插槽上电正常，延迟触发复位。