CN110109525A - 一种远程控制主板断电的方法 - Google Patents

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CN110109525A CN201910318879.7A CN201910318879A CN110109525A CN 110109525 A CN110109525 A CN 110109525A CN 201910318879 A CN201910318879 A CN 201910318879A CN 110109525 A CN110109525 A CN 110109525A
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    • G06F13/24—Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus using interrupt

Abstract

本发明适用于远程控制技术改进领域，提供一种远程控制主板断电的方法，包括：S1、判断服务器网络是否处于连接状态，若处于连接状态，则执行下一步，若未处于连接状态，则不做处理；S2、通过网络连接操作端与服务器的BMC建立数据通信通道；S3、用户在操作端将选择断电方式转化为可执行需求进行处理生成指令后发给服务器的BMC；S4、BMC执行接收指令控制GPIO4输出断电信号对电源进行AC断电。通过硬件线路设计，BIOS软件和BMC软件之间的配合，实现切断待机电源的功能，ME固件、BMC固件、芯片寄存器默认值对断电的需求，都可以通过BMC远程管理进行操作，方便快捷，主板系统的全部操作都可以通过BMC远程控制完成。

Description

一种远程控制主板断电的方法
技术领域
本发明属于远程控制技术改进领域，尤其涉及一种远程控制主板断电的方法。
背景技术
在服务器主板上，BMC（基板管理控制器）负责对整个主板的管理工作。通过网络通信功能，可以实现用户对主板的远程操作控制，例如开关机、重启系统等；可以提供远程桌面系统，效果已经和用户在本地操作基本一致；可以提供系统的监控功能，如查看处理器、内存、硬盘等设备的实时温度，系统风扇的实时转数，系统设备健康状态，电源电压等信息；可以提供系统日志记录功能，包括操作日志、报错日志等；可以提供系统维护功能，如升级固件，恢复出厂设置等。通过BMC的远程操作管理功能，用户不需要去机台本地操作，就能实现对整个主板系统的全面管理。
MC远程管理功能为用户提供了系统管理的便利，但也是有不足的。BMC远程管理实现各种功能，但是不能远程给主板系统切断待机电源。主板在关机状态下，待机电源仍然存在，ME估计可以正常工作，BMC芯片可以正常工作，所有依赖待机电源维持的芯片寄存器值仍然有效。升级ME固件后需要切断待机电源，让ME固件重新运行；当BMC芯片或者ME运行错误且重新启动不能解决时，需要切断待机电源，让BMC固件或者ME固件重新上电运行；芯片寄存器需要恢复上电默认值时，也需要切断待机电源。当需要给主板系统切断待机电源时，就需要到主板系统本地进行断电操作，如果频繁断电，给用户操作带来诸多不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种远程控制主板断电的方法，旨在解决BMC远程管理不能给主板系统切断待机电源的技术问题。
本发明是这样实现的，一种远程控制主板断电的方法，所述远程控制主板断电的方法包括以下步骤：
S1、判断服务器网络是否处于连接状态，若处于连接状态，则执行下一步，若未处于连接状态，则不做处理；
S2、通过网络连接操作端与服务器的BMC建立数据通信通道；
S3、用户在操作端将选择断电方式转化为可执行需求进行处理生成指令后发给服务器的BMC；
S4、BMC执行接收指令控制GPIO4输出断电信号对电源进行AC断电。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤S3中的包括强制断电、保存数据断电及关机断电的三种断电方式控制GPIO4输出断电信号。
本发明的进一步技术方案是：当用户选择强制断电时，所述步骤S3中还包括以下步骤：
S311、BMC程序读取GPIO3的输入状态判断主板是否处于关机状态，若处于关机状态，则BMC程序控制GPIO4输出切断电源信号，若处于开机状态，则执行步骤S4。
本发明的进一步技术方案是：当用户选择关机断电时，所述步骤S3中还包括以下步骤：
S321、BMC程序读取GPIO3的输入状态判断主板是否处于关机状态，若处于关机状态，则执行步骤S4；若未处于关机状态，则BMC控制GPIO2输出关机信号并执行下一步；
S322、BMC程序读取GPIO3的输入状态判断系统是否已经关机，若未关机，则继续等待，若已关机，则执行步骤S4。
本发明的进一步技术方案是：当用户选择保存数据断电时，所述步骤S3中还包括以下步骤：
S331、BMC程序读取GPIO3的输入状态判断主板是否处于关机状态，若处于关机状态，则BMC在页面提示用户处于关机状态无法保存数据，然后控制GPIO4输出切断电源信号，若处于开机状态，则BMC程序读取SCI中断开启功能状态并执行下一步；
S332、判断SCI中断功能是否开启，若开启，则BMC控制GPIO1输出保存数据信号并执行下一步，若未开启，则BMC在页面提示用户处于关机状态无法保存数据并执行步骤S4；
S333、输入一个高电平波形到PCH P_GPIO上触发SCI中断；
S334、操作系统调用SCI终端程序并将终端状态清除；
S335、BMC发送指令给操作系统执行内存数据保存操作并确定系统处于关机状态。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤S1中还包括BIOS初始化步骤：
S111、BMC启动运行时对P_GPIO进行初始化；
S112、设置P_GPIO输入功能及开启P_GPIO SCI中断功能并注册SCI Handler程序。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤S1中还包括BMC初始化步骤：
S121、BMC启动运行时对P_GPIO进行初始化；
S122、设置BMC中的GPIO1、2、4的输出功能和GPIO3的输入功能及GPIO1、4的输出低电平和GPIO2的输出高电平。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤S311中主板处于开机状态时，PCH PWRBTN#接收到超过设定时间的低电平波形无条件转化到关机状态。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤S321中主板处于开机状态时，PCH PWRBTN#接收到短时间低电平波形直接触发操作系统执行正常关机流程。
本发明的进一步技术方案是：在PCH PWRBTN#接收到超过设定时间的低电平波形无条件转化到关机状态中的设定时间为3秒或4秒。
本发明的有益效果是：通过硬件线路设计，BIOS软件和BMC软件之间的配合，实现切断待机电源的功能，ME固件、BMC固件、芯片寄存器默认值对断电的需求，都可以通过BMC远程管理进行操作，方便快捷，主板系统的全部操作都可以通过BMC远程控制完成。切断待机电源的方式可以根据用户选择来灵活控制。强制断电等同于直接拔掉电源；关机断电，先关机再切断电源，避免强制断电造成的硬盘损伤，避免瞬间产生的电压波动冲击硬件芯片等器件；保存数据断电，先把内存数据保存再断电，确保用户实时工作资料再次开机时不丢失。
附图说明
图1是本发明实施例提供的断电系统的结构框图。
图2是本发明实施例提供的断电系统的电气原理图。
图3是本发明实施例提供的断电程序流程图。
图4是本发明实施例提供的BMC初始化流程图。
图5是本发明实施例提供的BIOS初始化流程图。
图6是本发明实施例提供的远程控制主板断电的方法的流程图。
具体实施方式
如图1-6所示，本发明提供的远程控制主板断电的方法，其详述如下：
服务器主板，BIOS GPIO初始化模块将PCH GPIO配置完成，BMC GPIO初始化模块将BMCGPIO配置完成，用户配置断电方式模块将用户的选择进行处理，传递给断电处理模块，根据用户的选择，断电处理模块控制BMC GPIO完成断电处理。
硬件电路设计：
将PCH芯片的SLP_S3#与SLP_S4#信号同时接到与门A输入端上，将与门A输出端与SLP_S5#信号同时接到与门B输入端上，与门B输出端接到BMC GPIO3上面，用于检测主板开关机状态。BMC GPIO2连接电阻R1一端，同时接到PCH电源按钮信号PWRBTN#上面，控制开关机，电阻R1另外一端连接电源；BMC GPIO1连接电阻R2一端，同时接到PCH P_GPIO信号上，用于触发SCI中断，电阻R2另外一端连接电源。BMC GPIO4连接到电阻R4一端，同时连接到斯密特触发器A输入端上，斯密特触发器A输出端连接到电阻R上，电阻R另外一端连接电容C，同时连接到斯密特触发器B的输入端，电容C另外一端接地，斯密特触发器B的输出端连接到N型MOS管栅极G上，MOS管的源极S端接地，MOS管漏极D通过电阻R3接到标准ATX电源插座的5伏待机电源上，电阻R3另外一侧输出的5伏电源作为待机电源给主板所有负载供电。
SLP_S3#、SLP_S4#、SLP_S5#信号从PCH输出到与门A。（SLP_S3_N、SLP_S4_N、SLP_S5_N）
与门A接入SLP_S3#、SLP_S4#信号进行处理后，再同SLP_S5#信号一起输入到与门B中，处理完成后输入到BMC GPIO3中（BMC_GPIOS4）。
BMC GPIO3的输入端，以及BMC GPIO2（BMC_PWR_BTN_N）控制系统关机的输出端。
BMC GPIO2控制端和系统其他控制开关机的功能引脚连接到一起。
输入到PCH PWRBTN#的开关机输入控制信号（SYS_PWBTN_N）。
BMC GPIO1（BMC_SYS_SCI）输出控制信号和GPIO4（BMC_POWER_OFF_N）切断电源控制信号。
PCH P_GPIO（BMC_SYS_SCI）信号输入端。
BMC GPIO4切断电源控制信号输入到斯密特触发器A、斯密特触发器B、RC延迟电路、N型MOS管，将5伏待机电源输出到系统负载（5VSB）。
ATX标准电源操作，将5伏待机电源连接到MOS管漏极上（CONN_5VSB）。
BIOS初始化程序设计：
BIOS启动运行时，将P_GPIO复合功能设置为GPIO功能，然后通过选择寄存器将P_GPIO设置为GPIO输入功能，在电源管理里面开启P_GPIO SCI中断功能，同时开启P_GPIO触发事件的功能。将开启SCI中断功能通知BMC保存，注册P_GPIO的SCI Handler程序，用于当P_GPIO被触发中断时执行。
BMC初始化程序设计：
BMC启动运行时，对GPIO进行初始化，选择上电后默认为低电平的4个GPIO，将GPIO1、2、4设置为输出功能，将GPIO3设置为输入功能，设置GPIO1、4输出为低电平，GPIO2为高电平。
断电程序设计：
用户通过BMC远程控制主板系统，当对用户有断电需求时，在BMC界面选择断电方式，BMC接收到用户选择，将选择转化为可执行需求进行处理，可选择的断电方式为强制断电、保存数据断电、关机断电。SLP_S3#、SLP_S4#、SLP_S5#三个信号由PCH芯片本身驱动，同时为高电平时，对BMC GPIO3输入为高电平，主板处于开机状态，否则对BMC GPIO3输入为低电平，按照关机状态处理。
当用户选择为强制断电时，首先BMC程序读取GPIO3的输入状态判断主板是否处于关机状态，如果处于关机状态，BMC程序控制GPIO4输出切断电源信号；如果处于开机状态，BMC程序首先将GPIO2设置低电平，约5秒钟后，再设置为高电平，输入到PWRBTN#的电平为约5秒钟的低电平波形，PCH PWRBTN#接收到超过4秒的低电平波形，无条件转化到关机状态，然后BMC程序控制GPIO4输出切断电源信号。
当用户选择为关机断电时，首先BMC程序读取GPIO3的输入状态判断主板是否处于关机状态，如果处于关机状态，BMC程序控制GPIO4输出切断电源信号；如果处于开机状态，BMC程序首先将GPIO2设置低电平，约100毫秒后，再设置为高电平，输入到PWRBTN#的电平为约100毫秒的低电平波形，PCH PWRBTN#接收到短时间低电平波形，直接触发操作系统执行正常关机流程，再次通过读取GPIO3的输入状态判断系统是否已经关机，如果没有关机继续等待，如果已经关机，BMC程序控制GPIO4输出切断电源信号。当用户选择保存数据断电时，首先BMC程序读取GPIO3的输入状态判断主板是否处于关机状态，如果处于关机状态，BMC在页面提示用户处于关机状态无法保存数据，然后控制GPIO4输出切断电源信号；如果处于开机状态，BMC程序读取SCI中断开启功能状态，如果未开启SCI中断功能，BMC在页面提示用户处于关机状态无法保存数据，然后控制GPIO4输出切断电源信号，如果已经开启了SCI中断功能，BMC程序首先将GPIO1设置高电平，约100毫秒后，再设置为低电平。一个高电平波形输入到PCH P_GPIO上，触发了SCI中断，操作系统调用SCI中断程序，将中断状态清除，发送命令给操作系统执行，让操作系统执行内存数据保存到硬盘的操作，等待系统关机，当系统处于关机状态以后，BMC程序控制GPIO4输出切断电源信号。
GPIO4输出切断电源信号流程：GPIO4默认输出低电平，然后BMC程序设置输出高电平，然后再输出低电平，经过施密特触发器A进行波形整形、反相延迟处理，再经过RC延迟电路延迟，再输入到施密特触发器B波形整形、反相延迟处理。施密特触发器B输出的电压高电平方波受到GPIO4的控制，而且有一定延迟时间，高电平方波输入到MOS管栅极G端，在漏极D端将输出低电平波形，系统5伏待机电源被切断，通过调整RC参数，确保低电平时间长度以及系统的稳定性。系统断电后，所有芯片恢复默认值，GPIO4为低电平，待机电源重新提供给主板系统。RC电路延迟时间计算公式为：t = RC × Ln[(V1 - V)/(V1 - Vt)]，其中，V 为电容上的初始电压值； V1 为电容最终可充到或放到的电压值； Vt 为 t 时刻电容C上的电压值。延迟时间由时间常数RC（电阻和电容乘积）决定，通过修改电阻R、电容C、以及斯密特触发器的阀值电压来控制延迟时间。
该方法通过硬件线路设计、BIOS程序以及BMC程序设计，实现了远程控制主板系统断电功能，满足了ME固件、BMC固件和芯片寄存器的断电需求。断电功能根据用户灵活选择，强制断电、关机断电和保存数据断电。延迟电路设计满足确保断电时间长度，确保系统稳定性。不受芯片平台限制，适用服务器平台主板，范围广。
BIOS： (Basic Input Output System)基本输入输出系统，主要用于计算机开机过程中各种硬件设备的初始化和检测。
BMC：基板管理控制器（Baseboard Management Controller）。一般内置在主板上，支持行业标准的 IPMI 规范。BMC提供的功能包括：本地和远程诊断、控制台支持、配置管理、硬件管理和故障排除。
ATX: (Advanced Technology Extended)由英特尔提出的主板结构标准。
ME：（Intel Management Engine）英特尔管理引擎。
PCH： (Platform Controller Hub) Intel公司的集成南桥。
GPIO：（General Purpose Input Output）通用输入/输出。
SCI: (System Control Interrupt)系统控制中断,用于通知OS执行Event程序。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种远程控制主板断电的方法，其特征在于，所述远程控制主板断电的方法包括以下步骤：
S1、判断服务器网络是否处于连接状态，若处于连接状态，则执行下一步，若未处于连接状态，则不做处理；
S2、通过网络连接操作端与服务器的BMC建立数据通信通道；
S3、用户在操作端将选择断电方式转化为可执行需求进行处理生成指令后发给服务器的BMC；
S4、BMC执行接收指令控制GPIO4输出断电信号对电源进行AC断电。
2.根据权利要求1所述的远程控制主板断电的方法及系统，其特征在于，所述步骤S3中的包括强制断电、保存数据断电及关机断电的三种断电方式控制GPIO4输出断电信号。
3.根据权利要求2所述的远程控制主板断电的方法及系统，其特征在于，当用户选择强制断电时，所述步骤S3中还包括以下步骤：
S311、BMC程序读取GPIO3的输入状态判断主板是否处于关机状态，若处于关机状态，则BMC程序控制GPIO4输出切断电源信号，若处于开机状态，则执行步骤S4。
4.根据权利要求2或3所述的远程控制主板断电的方法及系统，其特征在于，当用户选择关机断电时，所述步骤S3中还包括以下步骤：
S321、BMC程序读取GPIO3的输入状态判断主板是否处于关机状态，若处于关机状态，则执行步骤S4；若未处于关机状态，则BMC控制GPIO2输出关机信号并执行下一步；
S322、BMC程序读取GPIO3的输入状态判断系统是否已经关机，若未关机，则继续等待，若已关机，则执行步骤S4。
5.根据权利要求2-4任一项所述的远程控制主板断电的方法及系统，其特征在于，当用户选择保存数据断电时，所述步骤S3中还包括以下步骤：
S331、BMC程序读取GPIO3的输入状态判断主板是否处于关机状态，若处于关机状态，则BMC在页面提示用户处于关机状态无法保存数据，然后控制GPIO4输出切断电源信号，若处于开机状态，则BMC程序读取SCI中断开启功能状态并执行下一步；
S332、判断SCI中断功能是否开启，若开启，则BMC控制GPIO1输出保存数据信号并执行下一步，若未开启，则BMC在页面提示用户处于关机状态无法保存数据并执行步骤S4；
S333、输入一个高电平波形到PCH P_GPIO上触发SCI中断；
S334、操作系统调用SCI终端程序并将终端状态清除；
S335、BMC发送指令给操作系统执行内存数据保存操作并确定系统处于关机状态。
6.根据权利要求1-5任一项所述的远程控制主板断电的方法及系统，其特征在于，所述步骤S1中还包括BIOS初始化步骤：
S111、BMC启动运行时对P_GPIO进行初始化；
S112、设置P_GPIO输入功能及开启P_GPIO SCI中断功能并注册SCI Handler程序。
7.根据权利要求1-6任一项所述的远程控制主板断电的方法及系统，其特征在于，所述步骤S1中还包括BMC初始化步骤：
S121、BMC启动运行时对P_GPIO进行初始化；
S122、设置BMC中的GPIO1、2、4的输出功能和GPIO3的输入功能及GPIO1、4的输出低电平和GPIO2的输出高电平。
8.根据权利要求3所述的远程控制主板断电的方法及系统，其特征在于，所述步骤S311中主板处于开机状态时，PCH PWRBTN#接收到超过设定时间的低电平波形无条件转化到关机状态。
9.根据权利要求4所述的远程控制主板断电的方法及系统，其特征在于，所述步骤S321中主板处于开机状态时，PCH PWRBTN#接收到短时间低电平波形直接触发操作系统执行正常关机流程。
10.根据权利要求8所述的远程控制主板断电的方法及系统，其特征在于，在PCHPWRBTN#接收到超过设定时间的低电平波形无条件转化到关机状态中的设定时间为3秒或4秒。
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