CN108897710B

CN108897710B - 一种自动切换系统管理总线的系统

Info

Publication number: CN108897710B
Application number: CN201810738984.1A
Authority: CN
Inventors: 邓文博
Original assignee: Zhengzhou Yunhai Information Technology Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Yunhai Information Technology Co Ltd
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2021-04-06
Anticipated expiration: 2038-07-06
Also published as: CN108897710A

Abstract

本发明公开了一种自动切换系统管理总线的系统包括：两个相同的计算板，每个计算板上均设有BMC芯片；两个相同的交换板，每个交换板上均设有交换器件；背板，背板支承计算板和交换板，每个计算板或每个交换板都连接到背板中的一个接地的管脚或一个悬空的管脚；在所述计算板和所述交换板之间两两建立系统管理总线连接的两个相同的切换芯片组，每个切换芯片组均设有板载信号源和两个切换芯片，两个切换芯片使用彼此不同的输出端通过系统管理总线连接到每个所述计算板或每个所述交换板；板载信号源连接到接地的管脚或悬空的管脚，并且还连接到两个切换芯片的选择端；每个计算板或每个交换板二者中的另一者都连接到每个切换芯片组的一个输入端。本发明能够按照需要自动切换系统管理总线，降低安装和维护难度。

Description

一种自动切换系统管理总线的系统

技术领域

本发明涉及计算机领域，更具体地，特别是指一种自动切换系统管理总线的系统。

背景技术

随着服务器处理能力的不断提高，其内部互联架构也变得愈加复杂。例如，在一款多路服务器中存在三种板卡，分别为两个计算板(CPU_BOARD)、两个交换板(SW_BOARD)、和一个背板(BP)。计算板和交换板通过背板pin-to-pin(管脚到管脚)正交互联，其中例如在背板上方位置的计算板为CPU_BOARD0，在背板下方位置的为CPU_BOARD1；在背板另一面右侧位置的为SW_BOARD0，在左侧位置的为SW_BOARD1。由此，板卡互联拓扑如图1所示。计算板上的BMC(基板管理控制器)芯片通过SMBus总线(系统管理总线)(包括SCL(串行数据线)和SDA(串行时钟线))与交换板上的CPLD(复杂可编程逻辑器件)通信，从而达到管理交换板的作用。

在BMC管理拓扑中，要求CPU_BOARD0的BMC芯片和SW_BOARD0的CPLD进行互联通信，而CPU_BOARD1的BMC芯片和SW_BOARD1的CPLD芯片进行互联通信。为了实现BMC的管理功能，现有的方案为上下计算板CPU_BOARD0和CPU_BOARD1采用相同设计，板内BMC输出的SMBus总线分别和左右两个交换板相连；而交换板SW_BOARD0和SW_BOARD1通过板内冗余电阻(R1和R2)是否上件来区分安装位置。当交换板安装在右侧位置时，R1电阻上件，R2电阻不上件，此时交换板(SW_BOARD0)通过R1电阻和上计算板(CPU_BOARD0)BMC通过SMBus进行互联通信；当交换板安装在左侧位置时，R1电阻不上件，R2电阻上件，此时交换板(SW_BOARD1)通过R2电阻和下计算板(CPU_BOARD1)BMC通过SMBus进行互联通信，如图2所示。

该方案虽然满足了上述要求的BMC管理功能，但需要维护具有两种不同交换板的BOM(物料清单)以区分左右板卡；同时，由于左右交换板外观相似，仅通过R1和R2电阻上件与否来进行区分，因此很容易造成安装位置的错误，增加了安装和维护的难度。针对现有技术中因板卡制式不同导致难以安装和维护的问题，目前尚未有有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种自动切换系统管理总线的系统，能够按照需要自动切换系统管理总线，降低安装和维护难度。

基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种自动切换系统管理总线的系统，包括：

两个计算板；

两个相同的交换板；

背板，背板支承计算板和交换板，每个计算板或每个交换板都连接到背板中的接地的管脚或悬空的管脚；

在所述计算板和所述交换板之间两两建立系统管理总线连接的两个切换芯片组，每个切换芯片组均设有板载信号源和两个切换芯片，两个切换芯片使用彼此不同的输出端通过系统管理总线连接到每个计算板或每个交换板；板载信号源连接到接地的管脚或悬空的管脚，并且还连接到两个切换芯片的选择端；每个计算板或每个交换板二者中的另一者都连接到每个切换芯片组的一个输入端。

在一些实施方式中，两个相同的切换芯片组分别对应地设置在两个相同的计算板上，并且每个计算板都连接到接地的管脚或悬空的管脚。

在一些实施方式中，两个相同的切换芯片组分别对应地设置在两个相同的交换板上，并且每个交换板都连接到接地的管脚或悬空的管脚。

在一些实施方式中，两个相同的计算板为计算板_0和计算板_1；两个相同的交换板为交换板_0和交换板_1；计算板_0和计算板_1的系统管理总线通过背板连接到交换板_0和交换板_1的切换芯片的输入端；位于交换板_0中的板载信号源在交换板_0中连接到交换板_0的切换芯片的选择端，并且在背板中连接到接地的管脚；位于交换板_1中的板载信号源在交换板_1中连接到交换板_1的切换芯片的选择端，并且在背板中连接到悬空的管脚；交换板_0的两个切换芯片使用不同的输出端连接到交换板_0的CPLD芯片；交换板_1的两个切换芯片使用不同的输出端连接到交换板_1的CPLD芯片。

在一些实施方式中，交换器件为CPLD芯片或系统管理总线的从设备。

在一些实施方式中，系统管理总线包括SCL和SDA。

在一些实施方式中，板载信号源由电压源和电阻串连而成。

在一些实施方式中，切换芯片为单通道切换芯片。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种背板，背板上设有四个插槽，其中两个插槽连接到至少一个接地的管脚或至少一个悬空的管脚，背板用于连接上述的计算板和交换板。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种交换板/计算板，交换板/计算板上设有BMC芯片/交换器件、板载信号源和两个切换芯片；两个切换芯片使用彼此不同的输出端连接到BMC芯片/交换器件的系统管理总线；板载信号源分别连接到上述的背板的一个接地的管脚或一个悬空的管脚，并且还连接到两个切换芯片的选择端。

本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的自动切换系统管理总线的系统，通过使用背板将两计算板与两交换板相连接，并利用两切换芯片组连接到背板上的不同位置的不同管脚来将为两计算板与两交换板建立特定的对应关系的技术方案，能够按照需要自动切换系统管理总线，降低安装和维护难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1现有技术中的背板与其他板卡连接的物理位置关系图；

图2现有技术中的背板与其他板卡连接的拓扑电路图；

图3为本发明提供的自动切换系统管理总线的系统的结构框图；

图4为本发明提供的自动切换系统管理总线的系统的拓扑电路图；

图5为本发明提供的自动切换系统管理总线的系统的计算机设备的一个实施例的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种能够自动切换系统管理总线的系统的实施例。图3示出的是本发明提供的自动切换系统管理总线的系统的第一个实施例的结构框图。

所述自动切换系统管理总线的系统包括：

两个计算板1；

两个相同的交换板2；

背板3，背板3支承计算板1和交换板2，每个计算板1或每个交换板2都连接到背板3中的一个接地的管脚或一个悬空的管脚；

在计算板1和交换板2之间两两建立系统管理总线连接的两个切换芯片组4，每个切换芯片组4均设有板载信号源和两个切换芯片，两个切换芯片使用彼此不同的输出端通过系统管理总线连接到每个所述计算板1或每个所述交换板2；板载信号源连接到一个接地的管脚或一个悬空的管脚，并且还连接到两个切换芯片的选择端；每个计算板1或每个交换板2二者中的另一者都连接到每个切换芯片组的一个输入端。

本发明实施例所述的系统管理总线可以是各种电子终端设备，例如手机、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)、智能电视等的系统管理总线，也可以是大型终端设备，如服务器等的系统管理总线，因此本发明实施例公开的保护范围不应限定为某种特定类型的装置、设备的系统管理总线。本发明实施例公开所述的系统可以是以电子硬件、计算机软件或两者的组合形式应用于上述任意一种电子终端设备中。

虽然图3中示出了两个相同的切换芯片组4被设置在背板3靠近两个相同的交换板2的一侧，但是应当明白，两个相同的切换芯片组4也可以被设置在背板3靠近两个相同的计算板1的一侧，图3旨在便于理解而非限制。两种不同的设置形式意味着如下所述的两种不同的实施例。在一些实施方式中，两个相同的切换芯片组4分别对应地设置在两个相同的计算板1上，并且每个计算板1都连接到一个接地的管脚或一个悬空的管脚；而在另一些实施方式中，两个相同的切换芯片组4分别对应地设置在两个相同的交换板2上，并且每个交换板2都连接到一个接地的管脚或一个悬空的管脚。本领域技术人员可以根据具体情况需要来决定将切换芯片组4设置在哪边。

在一些实施方式中，两个相同的计算板1为计算板_0和计算板_1；两个相同的交换板2为交换板_0和交换板_1；计算板_0和计算板_1的系统管理总线通过背板3连接到交换板_0和交换板_1的切换芯片的输入端；位于交换板_0中的板载信号源在交换板_0中连接到交换板_0的切换芯片的选择端，并且在背板3中连接到接地的管脚；位于交换板_1中的板载信号源在交换板_1中连接到交换板_1的切换芯片的选择端，并且在背板3中连接到悬空的管脚；交换板_0的两个切换芯片使用不同的输出端连接到交换板_0的CPLD芯片；交换板_1的两个切换芯片使用不同的输出端连接到交换板_1的CPLD芯片。

为了便于理解，在本发明的一个实施例中的可实现自动切换的SMBus拓扑的系统被示为具有两个计算板1和两个交换板2，以及如上所述的其他数量的其他部件，包括构成切换芯片组4的4个单通道切换芯片和BOARD_ID板载信号源。虽然SMBus包括SCL和SDA，但为了更清晰直观的展示本设计方案，图4只示出了SMBus的SCL信号拓扑，SDA信号拓扑和SCL一致并因此不再重复示出。

如图4所示，本发明实施例中的切换芯片SWITCH0、SWITCH1用于SCL信号拓扑，受SCL信号控制切换电路通路。当SEL信号为高电平时，A＝B1；当SEL信号为低电平时，A＝B0。切换芯片组4设置在交换板2上。利用背板3和交换板2(例如以左右相对设置)互联的相同位置空余引脚定义BOARD_ID信号，与右交换板2(交换板_0)互联的引脚做接地处理，与左侧交换板2互联的引脚做悬空处理；交换板2内与该引脚连接的BOARD_ID信号通过电阻R0上拉到3.3V电平，同时BOARD_ID信号还连接至切换芯片SWITCH0、SWITCH1的SEL使能端以切换控制SCL信号。这使得在满足BMC管理功能的同时，还将左右交换板2的形式统一(即可交换使用)，由此降低了板卡安装和维护难度。

具体地，当将交换板_0(SW_BOARD0)安装在右侧位置时，交换板_0的BOARD_ID信号通过背板3接地并置为低电平，因此切换芯片SWITCH0、SWITCH1的SEL使能端也为低电平。此时SWITCH1芯片的A通道切换到B0，使得CPLD(即交换器件)的SCL信号与计算板_1(CPU_BOARD1)的BMC_SCL使能端隔离；SWITCH0芯片的A通道切换到B0，使CPLD的SCL信号与计算板_1(CPU_BOARD1)的BMC_SCL连通。相对地，当交换板_1(SW_BOARD1)安装在左侧位置时，交换板_1的BOARD_ID信号在背板3处做悬空处理，BOARD_ID信号通过板内电阻上拉至3.3V，因此切换芯片SWITCH0、SWITCH1的SEL使能端为高电平。此时SWITCH0芯片的A通道切换到B1，使CPLD的SCL信号与计算板_0(CPU_BOARD0)的BMC_SCL使能端隔离；SWITCH1芯片的A通道切换到B1，使CPLD的SCL信号与计算板_1(CPU_BOARD1)的BMC_SCL连通。(此时切换芯片组4被认为是交换板2的一部分。)

值得注意的是交换板_0和交换板_1是完全相同的交换板，因此可以相互交换位置使用，此时交换板_0用作交换板_1而交换板_1用作交换板_0，从结果上说仍然可以正常使用。

在一些实施方式中，交换器件为CPLD芯片或系统管理总线的从设备。从设备可以是温度传感器、电压监控器等。

在一些实施方式中，系统管理总线包括SCL和SDA。SCL和SDA在本发明实施例中具有完全相同的链路，因此本发明实施例仅描述其中一个，本领域技术人员就可以同时实现这两个链路。

在本发明实施例中，所述功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。

在一些实施方式中，板载信号源由电压源和电阻串连而成。每个板载信号源用于提供稳定的高低信号以控制切换芯片组4的工作状态。信号源通过电阻接地使得芯片组的相应使能端被置为低电平，而悬空则使得芯片组的相应使能端被置为高电平。

在一些实施方式中，切换芯片为单通道切换芯片。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的自动切换系统管理总线的系统，通过使用背板3将两计算板1与两交换板2相连接，并利用两切换芯片组4连接到背板3上的不同位置的不同管脚来将为两计算板1与两交换板2建立特定的对应关系的技术方案，能够按照需要自动切换系统管理总线，降低安装和维护难度。

基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种背板的实施例。背板上设有四个插槽，其中两个插槽连接到至少一个接地的管脚或至少一个悬空的管脚，背板用于连接上述的计算板和交换板。

基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种交换板/计算板的实施例。交换板/计算板上设有BMC芯片/交换器件、板载信号源和两个切换芯片；两个切换芯片使用彼此不同的输出端连接到BMC芯片/交换器件的系统管理总线；板载信号源分别连接到上述的背板的一个接地的管脚或一个悬空的管脚，并且还连接到两个切换芯片的选择端。

基于上述目的，本发明实施例的第四个方面，提出了一种实现所述自动切换系统管理总线的系统的计算机设备的一个实施例。

实现所述自动切换系统管理总线的系统的计算机设备包括存储器、至少一个处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述任意一种系统。

如图5所示，为本发明提供的实现所述自动切换系统管理总线的系统的计算机设备的一个实施例的硬件结构示意图。

以如图5所示的计算机设备为例，在该计算机设备中包括一个处理器501以及一个存储器502，并还可以包括：输入装置503和输出装置504。

处理器501、存储器502、输入装置503和输出装置504可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。

存储器502作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的所述自动切换系统管理总线的系统对应的程序指令/模块。处理器501通过运行存储在存储器502中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而实现服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述系统实施例的自动切换系统管理总线的系统。

存储器502可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据自动切换系统管理总线的装置的使用所创建的数据等。此外，存储器502可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器502可选包括相对于处理器501远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置503可接收输入的数字或字符信息，以及产生与自动切换系统管理总线的装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置504可包括显示屏等显示设备。

所述一个或者多个自动切换系统管理总线的系统对应的程序指令/模块存储在所述存储器502中，当被所述处理器501执行时，实现上述任意系统实施例中的自动切换系统管理总线的系统。

所述实现所述自动切换系统管理总线的系统的计算机设备的任何一个实施例，可以达到与之对应的前述任意系统实施例相同或者相类似的效果。

本领域技术人员还将明白，结合这里的公开所描述的各种示例性装置可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现所述的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。

结合这里的公开所描述的各种示例性装置可以利用被设计成用于执行这里所述功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims

1.一种自动切换系统管理总线的系统，其特征在于，包括：

两个计算板；

两个相同的交换板；

背板，所述背板支承所述计算板和交换板，每个所述计算板或每个所述交换板都连接到所述背板中的接地的管脚或悬空的管脚；

在所述计算板和所述交换板之间两两建立系统管理总线连接的两个切换芯片组，每个所述切换芯片组均设有板载信号源和两个相同的切换芯片，每个所述切换芯片分别具有两个输出端，所述两个切换芯片使用彼此不同的输出端通过系统管理总线连接到一个所述计算板或一个所述交换板；所述板载信号源连接到所述接地的管脚或悬空的管脚，并且还连接到所述两个切换芯片的选择端；未连接到两个所述切换芯片的所述输出端的每个所述计算板或每个所述交换板都连接到每个所述切换芯片组的一个输入端。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述两个切换芯片组彼此相同，所述两个计算板彼此相同，并且两个相同的切换芯片组分别对应地设置在两个相同的计算板上，并且每个所述计算板都连接到所述接地的管脚或悬空的管脚。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述两个相同的切换芯片组分别对应地设置在所述两个相同的交换板上，并且每个所述交换板都连接到所述接地的管脚或悬空的管脚。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述两个相同的计算板为计算板_0和计算板_1；所述两个相同的交换板为交换板_0和交换板_1；所述计算板_0和所述计算板_1的系统管理总线通过所述背板连接到所述交换板_0和所述交换板_1的每一个所述切换芯片的输入端；位于所述交换板_0中的所述板载信号源在所述交换板_0中连接到所述交换板_0的所述切换芯片的选择端，并且在所述背板中连接到接地的管脚；位于所述交换板_1中的所述板载信号源在所述交换板_1中连接到所述交换板_1的所述切换芯片的选择端，并且在所述背板中连接到悬空的管脚；所述交换板_0的两个所述切换芯片使用不同的输出端连接到所述交换板_0的CPLD芯片；所述交换板_1的两个所述切换芯片使用不同的输出端连接到所述交换板_1的CPLD芯片。

5.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，每个所述交换板上均设有交换器件，所述交换器件为CPLD芯片或系统管理总线的从设备。

6.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述系统管理总线包括SCL和SDA。

7.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述板载信号源由电压源和电阻串连而成。

8.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述切换芯片为单通道切换芯片。

9.一种背板，所述背板上设有四个插槽，其中两个所述插槽中的一个连接到至少一个接地的管脚、两个所述插槽中的另一个连接到至少一个悬空的管脚，所述背板用于在如权利要求1-8任意一项所述的系统中连接到计算板和交换板。

10.一种计算板，所述计算板上设有BMC芯片或交换器件、板载信号源和两个切换芯片；所述两个切换芯片使用彼此不同的输出端连接到BMC芯片或交换器件的系统管理总线；所述板载信号源分别连接到如权利要求1-8任意一项所述系统中的背板的接地的管脚或悬空的管脚，并且还连接到所述两个切换芯片的选择端。

11.一种交换板，所述交换板上设有BMC芯片或交换器件、板载信号源和两个切换芯片；所述两个切换芯片使用彼此不同的输出端连接到BMC芯片或交换器件的系统管理总线；所述板载信号源分别连接到如权利要求1-8任意一项所述系统中的背板的接地的管脚或悬空的管脚，并且还连接到所述两个切换芯片的选择端。