CN109739794A - 一种使用cpld实现i2c总线扩展的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统及方法，该系统包括BMC、CPLD和从设备。首先BMC通过前端I2C总线和CPLD通信，通过对CPLD的寻址动作，对CPLD内部寄存器进行配置。然后，配置逻辑模块解析前端I2C的配置数据，输出控制信号和通道选择信号；通道控制逻辑模块根据配置逻辑模块输出的控制信号和通道选择信号，将前端I2C走线和后端I2C总线建立映射。最后，BMC访问后端I2C总线连接的从设备。通过本发明，使用CPLD扩展I2C总线，降低了硬件成本，减少了占用的PCB面积，简化电路结构，扩展出来的I2C路数可根据从设备的数量进行配置，无浪费的闲置通道，CPLD本身的I2C地址为7bit可配置，减少了I2C地址冲突。

Description

一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统及方法

技术领域

本发明涉及服务器I2C总线扩展技术领域，具体提供了一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统及方法。

背景技术

服务器中，BMC通过I2C总线读取各个部分的报警、电压、温度、硬盘信息及固件版本号等的信信息。所需读取信息外设的较多。但是，BMC本身的I2C接口数量少，不足以满足BMC读取所有外设信息的需求。因此，需要添加I2C总线的扩展方案。为实现I2C总线扩展，通常使用专用的I2C switch芯片来实现这一功能。

现有的I2C switch芯片的I2C扩展数量都是固定的4路或8路。大部分情况下，所需的I2C扩展数量无法恰好使用4路或8路的芯片进行组合得到，为满足功能需求，会使用大于所需扩展数量的I2C路数switch芯片进行组合,会造成部分扩展出来的I2C接口闲置浪费。同时，每一片switch芯片都需要单独的供电、地址配置、使能信号等，造成电路结构复杂，同时占用较多的PCB空间；switch芯片自身的I2C地址使用外部上下拉电阻设置，只有3bit可设置，可配置范围低，各个芯片间易出现地址冲突。使用硬件的I2C switch芯片来实现I2C的扩展功能，成本较高。

发明内容

针对以上缺点，本发明实施例提出了一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统及方法。

本发明实施例提出了一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统，包括：所述BMC通过前端I2C总线和CPLD通信，通过对CPLD的寻址动作，对CPLD内部寄存器进行配置，用于选择与其中一路后端I2C总线进行通信，获取相对应的从设备采集的服务器外设信息；

所述CPLD用于检测前端I2C总线上的信息，判断BMC的寻址动作和扩展前端I2C总线上CPLD的应答和数据传输动作，通过扩展后的后端I2C总线与从设备通信；

所述从设备用于采集服务器的外设信息。

进一步的，所述前端I2C总线为通过CPLD扩展之前的I2C总线；所述前端I2C总线的数量为1条；

所述后端I2C总线为通过CPLD扩展之后的I2C总线；所述后端I2C总线的数量为若干条。

进一步的，所述CPLD包括配置逻辑模块和通道控制逻辑模块；

所述配置逻辑模块用于解析前端I2C总线的配置数据，输出方向控制信号和通道选择信号；

所述通道控制逻辑模块用于根据方向控制信号和通道选择信号，将前端I2C走线和后端I2C总线建立映射，实现BMC访问后端I2C总线连接的从设备。

进一步的，所述后端I2C总线的数量等于所述从设备的数量。

进一步的，所述服务器的外设信息包括服务器各部件的报警信息、电压信息、温度信息、硬盘信息和固件版本信息。

一种使用CPLD实现I2C总线扩展的方法，是基于一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统实现的，包括以下步骤：

S1：BMC通过前端I2C总线和CPLD通信，通过对CPLD寻址动作，对CPLD内部寄存器进行配置；

S2：CPLD判断BMC的寻址动作和扩展I2C总线上的应答和数据操作动作，实现信号扩展、以及将前端I2C走线和后端I2C总线建立映射；

S3：BMC访问后端I2C总线连接的从设备。

进一步的，步骤S2包括：

配置逻辑模块解析前端I2C的配置数据，输出控制信号和通道选择信号；

通道控制逻辑模块根据配置逻辑模块输出的控制信号和通道选择信号，将前端I2C走线和后端I2C总线建立映射。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明实施例提出了一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统及方法，该系统包括BMC、CPLD和从设备。首先BMC通过前端I2C总线和CPLD通信，通过对CPLD的寻址动作，对CPLD内部寄存器进行配置，用于选择与其中一路后端I2C总线进行通信，获取相对应的从设备采集的服务器外设信息。然后，配置逻辑模块解析前端I2C的配置数据，输出控制信号和通道选择信号；通道控制逻辑模块根据配置逻辑模块输出的控制信号和通道选择信号，将前端I2C走线和后端I2C总线建立映射。最后，BMC访问后端I2C总线连接的从设备。通过本发明，使用CPLD扩展I2C总线，降低了硬件成本，减少了占用的PCB面积，简化电路结构，扩展出来的I2C路数可根据从设备的数量进行配置，无浪费的闲置通道，CPLD本身的I2C地址为7bit可配置，减少了I2C地址冲突。

附图说明

图1是本发明实施例1一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统框图；

图2是本发明实施例1一种使用CPLD实现I2C总线扩展的内部逻辑框图；

图3是本发明实施例1一种使用CPLD实现I2C总线扩展的方法流程图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

实施例1

本发明实施例1提供了一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统，如图1所示为本发明实施例1一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统框图。包括BMC、CPLD和从设备。

BMC通过前端I2C总线和CPLD通信，通过对CPLD的寻址动作，对CPLD内部寄存器进行配置，用于选择与其中一路后端I2C总线进行通信，获取相对应的从设备采集的服务器外设信息；前端I2C总线为通过CPLD扩展之前的I2C总线，前端I2C总线的数量为1条；后端I2C总线为通过CPLD扩展之后的I2C总线，后端I2C总线的数量为若干条。

CPLD本身作为I2C Slave，拥有7bit可配置Slave地址；BMC作为I2C Master。当CPLD监测I2C总线上的信息CPLD用于检测I2C总线上的信息，判断BMC的寻址动作和扩展前端I2C总线上CPLD的应答和数据传输动作，通过扩展后的后端I2C总线与从设备通信；

从设备用于采集服务器的外设信息，BMC访问后端I2C连接的从设备，进行数据读写。服务器的外设信息包括服务器各部件的报警信息、电压信息、温度信息、硬盘信息和固件版本信息等。

后端I2C总线I2C_x包括I2C_0、I2C_1…I2C_n，从设备Device_x包括Device_0、Device_1…Device_n。其中后端I2C总线的数量和从设备的数量相同。扩展得到的后端I2C总线I2C_x的数量可根据需求不同，通过CPLD编程灵活设置。I2C_0与Device_0互相通信，I2C_1与Device_1互相通信，…I2C_n与Device_n互相通信。

图2是本发明实施例1一种使用CPLD实现I2C总线扩展的内部逻辑框图；

CPLD包括配置逻辑模块和通道控制逻辑模块；

配置逻辑模块用于解析前端I2C总线的配置数据，输出方向控制信号Dir_cttl和通道选择信号Mul_selt；配置逻辑的I2C地址可以通过编程，实现7bit可配置。

通道控制逻辑模块用于根据方向控制信号Dir_cttl和通道选择信号Mul_selt，将前端I2C走线和后端I2C总线建立映射，实现BMC访问后端I2C总线连接的从设备。

BMC通过前端I2C总线与通道控制逻辑模块以及配置逻辑模块互相通信；通道控制逻辑模块通过方向控制信号Dir_cttl和通道选择信号Mul_selt与配置逻辑模块互相通信。

基于本发明实施例1提出的一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统，本发明实施例1还提出了一种使用CPLD实现I2C总线扩展的方法。如图3所示为本发明实施例1一种使用CPLD实现I2C总线扩展的方法流程图。

在步骤S301中，开始处理该流程；

在步骤S302中，BMC对配置逻辑模块进行设置。BMC通过前端I2C总线和CPLD通信，通过对CPLD的寻址动作，对CPLD内部寄存器进行配置。

在步骤S303中，判断是否继续访问配置逻辑模块。如果继续访问配置逻辑模块，则返回步骤S302；如果不需要继续访问逻辑配置模块，则执行步骤S304。

在步骤S304中，配置逻辑模块解析前端I2C总线的配置数据，输出方向控制信号Dir_cttl和通道选择信号Mul_selt。

在步骤S305中，通道控制逻辑模块根据方向控制信号Dir_cttl和通道选择信号Mul_selt，将前端I2C走线和后端I2C总线建立映射。

在步骤S306中，BMC访问后端I2C连接的从设备，进行数据读写。

在步骤S307中，BMC访问结束。返回步骤S303，循环执行步骤S303、S304、S305、S306和S307。

尽管说明书及附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (7)

1.一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统，其特征在于，包括：BMC、CPLD和从设备；

所述BMC通过前端I2C总线和CPLD通信，通过对CPLD的寻址动作，对CPLD内部寄存器进行配置，用于选择与其中一路后端I2C总线进行通信，获取相对应的从设备采集的服务器外设信息；

所述CPLD用于检测前端I2C总线上的信息，判断BMC的寻址动作和扩展前端I2C总线上CPLD的应答和数据传输动作，通过扩展后的后端I2C总线与从设备通信；

所述从设备用于采集服务器的外设信息。

2.根据权利要求1所述的一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统，其特征在于，

所述前端I2C总线为通过CPLD扩展之前的I2C总线；所述前端I2C总线的数量为1条；

所述后端I2C总线为通过CPLD扩展之后的I2C总线；所述后端I2C总线的数量为若干条。

3.根据权利要求1或2所述的一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统，其特征在于，所述CPLD包括配置逻辑模块和通道控制逻辑模块；

所述配置逻辑模块用于解析前端I2C总线的配置数据，输出方向控制信号和通道选择信号；

所述通道控制逻辑模块用于根据方向控制信号和通道选择信号，将前端I2C走线和后端I2C总线建立映射，实现BMC访问后端I2C总线连接的从设备。

4.根据权利要求1所述的一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统，其特征在于，所述后端I2C总线的数量等于所述从设备的数量。

5.根据权利要求1所述的一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统，其特征在于，所述服务器的外设信息包括服务器各部件的报警信息、电压信息、温度信息、硬盘信息和固件版本信息。

6.一种使用CPLD实现I2C总线扩展的方法，是基于权利要求1至5任意一项所述的一种使用CPLD实现I2C总线扩展的系统实现的，其特征在于，包括以下步骤：

S1：BMC通过前端I2C总线和CPLD通信，通过对CPLD寻址动作，对CPLD内部寄存器进行配置；

S2：CPLD判断BMC的寻址动作和扩展I2C总线上的应答和数据操作动作，实现信号扩展、以及将前端I2C走线和后端I2C总线建立映射；

S3：BMC访问后端I2C总线连接的从设备。

7.根据权利要求6所述的一种使用CPLD实现I2C总线扩展的方法，其特征在于，步骤S2包括：

配置逻辑模块解析前端I2C的配置数据，输出控制信号和通道选择信号；

通道控制逻辑模块根据配置逻辑模块输出的控制信号和通道选择信号，将前端I2C走线和后端I2C总线建立映射。