CN110266543A - 一种服务器高速总线通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种服务器高速总线通信系统，包括依次相连的主控端、第一冗余切换控制装置、高速总线冗余链路、第二冗余切换控制装置和设备端；当第一切换控制装置检测到主控端生成通道故障信号和/或第二切换控制装置检测到设备端生成通道故障信号，则第一切换控制装置和第二切换控制装置利用通道故障信号中记载的故障通道，分别控制第一通道切换装置和第二通道切换装置，切换高速总线通信通道，切出故障通道替换为正常的高速总线通信通道，使全部高速总线通信通道正常通信；本申请实现了高速总线通信通道的冗余设置，避免了因高速总线通信通道故障导致的长时间通信不畅，提升了系统的可靠性。

Description

一种服务器高速总线通信系统

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种服务器高速总线通信系统。

背景技术

随着服务器技术的快速发展，现在服务器已经广泛使用在各行各业中。

按照摩尔定律，CPU性能也在不断快速提升，CPU上的高速总线速率从几年前的6.4G提升到目前最高的25G速率。

通常CPU的高速总线在设计上都是点对点的互连方式，会在传输协议中增加一些传输数据校验功能，比如CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)，来增强高速总线的传输可靠性。但是在高速总线物理层上通常是8个通道或16个通道的物理链路设计，在CPU高速总线在物理层没有传输通道的冗余设计。

现有服务器设计中，参见图1所示，高速总线通常是按照点到点直连的方式设计。高速总线主控端通过PCB板或者线缆上走线直接接到设备端。

现有的技术的缺点主要是由于是点到点连接，如果高速总线链路上由于异常有一个通道出现链路断开，比如PCB走线或者线缆有一个通道断开，由于高速总线本身协议上没有冗余设计，链路上故障会导致整个高速走线在通信中出现报错，会导致系统无法正常工作。

为此，需要一种可靠性更高的服务器高速总线通信系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种服务器高速总线通信系统，提高系统可靠性。其具体方案如下：

一种服务器高速总线通信系统，包括依次相连的主控端、第一冗余切换控制装置、高速总线冗余链路、第二冗余切换控制装置和设备端；

所述第一冗余切换控制装置包括第一切换控制装置和多个分别与所述第一切换控制装置连接的第一通道切换装置，所述第二冗余切换控制装置包括第二切换控制装置和多个分别与所述第二切换控制装置连接的第二通道切换装置；

所述高速总线冗余链路包括多条高速总线通信通道，高速总线通信通道的数量大于所述主控端与所述设备端之间所需正常通讯的高速总线通信通道的数量；

当所述第一切换控制装置检测到所述主控端生成通道故障信号和/或所述第二切换控制装置检测到所述设备端生成通道故障信号，则所述第一切换控制装置和所述第二切换控制装置利用通道故障信号中记载的故障通道，分别控制第一通道切换装置和第二通道切换装置，切换高速总线通信通道，切出所述故障通道替换为正常的高速总线通信通道，使全部高速总线通信通道正常通信。

可选的，第一通道切换装置和第二通道切换装置均为两路MUX，各通道切换装置依次相连，高速总线通信通道数量分别与所述第一冗余切换控制装置和所述第二冗余切换控制装置中包括的通道切换装置数量相同，每个高速总线通信通道通过两个通道切换装置实现通道切换。

可选的，所述第一切换控制装置和所述第二切换控制装置之间通过所述高速总线冗余链路中的高速总线通信通道通信连接，实现同步切换链路。

可选的，所述第一切换控制装置通过所述主控端发送第一切换时间至所述设备端；

所述设备端发送所述第一切换时间至所述第二切换控制装置；

所述第二切换控制装置利用所述第一切换时间与所述第一切换控制装置同步切换链路；

或，所述第二切换控制装置通过所述设备端发送第二切换时间至所述主控端；

所述主控端发送所述第二切换时间至所述第一切换控制装置；

所述第一切换控制装置利用所述第二切换时间与所述第二切换控制装置同步切换链路。

可选的，还包括分别与所述主控端、所述设备端和所述高速总线冗余链路中每条高速总线通信通道的两端连接的通道修复装置；

所述通道修复装置，用于发送检测信息至所述故障通道中，检测所述故障通道是否正常，发送检测结果至所述主控端和所述设备端。

可选的，还包括分别与所述主控端和所述设备端连接的故障提示装置；

所述故障提示装置，用于将所述通道故障信号中记载的所述故障通道发送至用户终端。

本发明中，服务器高速总线通信系统，包括依次相连的主控端、第一冗余切换控制装置、高速总线冗余链路、第二冗余切换控制装置和设备端；第一冗余切换控制装置包括第一切换控制装置和多个分别与第一切换控制装置连接的第一通道切换装置，第二冗余切换控制装置包括第二切换控制装置和多个分别与第二切换控制装置连接的第二通道切换装置；高速总线冗余链路包括多条高速总线通信通道，高速总线通信通道的数量大于主控端与设备端之间所需正常通讯的高速总线通信通道的数量；当第一切换控制装置检测到主控端生成通道故障信号和/或第二切换控制装置检测到设备端生成通道故障信号，则第一切换控制装置和第二切换控制装置利用通道故障信号中记载的故障通道，分别控制第一通道切换装置和第二通道切换装置，切换高速总线通信通道，切出故障通道替换为正常的高速总线通信通道，使全部高速总线通信通道正常通信。

本发明在主控端与高速总线链路，设备端与高速总线链路之间增设可切换通信通道的冗余切换控制装置，冗余切换控制装置根据设备端和主控端内产生的通道故障信号将故障通道切出工作中的通信通道，并由其它正常的高速总线通信通道和备用高速总线通信通道代替通信，实现了高速总线通信通道的冗余设置，避免了因高速总线通信通道故障导致的长时间通信不畅，提升了系统的可靠性。

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为现有技术中的服务器设计示意图；

图2为本发明实施例公开的一种服务器高速总线通信系统结构示意图；

图3为本发明实施例公开的另一种服务器高速总线通信系统结构示意图；

图4为本发明实施例公开的另一种服务器高速总线通信系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种服务器高速总线通信系统，参见图2所示，该系统包括依次相连的主控端1、第一冗余切换控制装置2、高速总线冗余链路3、第二冗余切换控制装置4和设备端5；

第一冗余切换控制装置2包括第一切换控制装置21和多个分别与第一切换控制装置21连接的第一通道切换装置22，第二冗余切换控制装置4包括第二切换控制装置41和多个分别与第二切换控制装置41连接的第二通道切换装置42；

高速总线冗余链路3包括多条高速总线通信通道，高速总线通信通道的数量大于主控端1与设备端5之间所需正常通讯的高速总线通信通道的数量；

当第一切换控制装置21检测到主控端1生成通道故障信号和/或第二切换控制装置41检测到设备端5生成通道故障信号，则第一切换控制装置21和第二切换控制装置41利用通道故障信号中记载的故障通道，分别控制第一通道切换装置22和第二通道切换装置42，切换高速总线通信通道，切出故障通道替换为正常的高速总线通信通道，使全部高速总线通信通道正常通信。

具体的，为实现高速总线通信通道的冗余，在高速总线冗余链路3中设置数量大于正常通信所需的高速总线通信通道，除正用于通信的高速总线通信通道，其余空闲的高速总线通信通道可以作为备用高速总线通信通道，一旦正在通信的高速总线通信通道发生故障，则可以切换至备用的高速总线通信通道，继续通信，避免高速总线通信通道长时间断开导致的通信不畅。

具体的，当主控端1与设备端5通信时发生高速总线通信通道故障，主控端1和/或设备端5可以检测到故障通道，自身会生成通道故障信号，此时，负责主控端1的第一切换控制装置21和/或负责设备端5的第二切换控制装置41便可根据通道故障信号作为切换的起始指令，准备切换，第一切换控制装置21和第二切换控制装置41利用通道故障信号中记载的故障通道的信息确定哪条高速总线通信通道发生故障，并各自控制第一冗余切换控制装置2和第二冗余切换控制装置4中的通道切换装置切换通道，将故障通道隔离，将主控端1与设备端5之间的通信接口重新切换至新的高速总线通信通道上，重新建立连接，确保数据能够继续传输。

其中，由于主控端1与设备端5的故障通道一致，所以生成的通道故障信号也一致。

需要说明的是，由于通道切换装置只能将通信通道从故障通道切换至与故障通道临近的通道，且高速总线冗余链路3中包括多条高速总线通信通道，各通道依序摆列，故障通道可能发生在任一条通道处，例如，高速总线冗余链路3中共有10条高速总线通信通道，第十条高速总线通信通道为备用高速总线通信通道，若第五条高速总线通信通道故障，则需将原第五条通信通道至原第九条通信通道依次按循序进行切换，将主控端1和设备端5的原第五条通信通道切换至第六条高速总线通信通道，重新建立通信连接，即，将第五条高速总线通信通道切出，由第六条高速总线通信通道代替第五条高速总线通信通道，重新建立起主控端1与设备端5原先与第五条高速总线通信通道连接的通信接口，直至将原第九条通信通道切换至第十条高速总线通信通道，启用备用高速总线通信通道，重新建立起主控端1和设备端5之间总共九条通信通道；当然，若故障通道与备用高速总线通信通道相邻，则无需切换其余正常工作的通信通道，仅需对故障通道进行切换，建立与备用高速总线通信通道的连接便可，例如，接上例若备用高速总线通信通道为第三条高速总线通信通道，第四条高速总线通信通道出现故障，则仅需将原第四条通信通道切换至第三条高速总线通信通道重新建立连接即可。

具体的，若出现多条高速总线通信通道故障，再有足够多的备用高速总线通信通道的情况下，依次切换，直至全部通信通道正常，例如，高速总线冗余链路3中共有12条高速总线通信通道，第五条和第十二条高速总线通信通道为备用高速总线通信通道，第三条和第八条高速总线通信通道为故障通道，以第一条高速总线通信通道为准按照升序共有第一至第十，十条通信通道，则第三条和第四条通信通道依次进行切换，第三条通信通道重新以第四条高速总线通信通道建立连接，第四条通信通道重新以第五条高速总线通信通道建立连接，第八条通信通道至第十条通信通道，则依次进行切换，使第十二条高速总线通信通道切入，进入工作状态。

可见，本发明实施例在主控端1与高速总线链路，设备端5与高速总线链路之间增设可切换通信通道的冗余切换控制装置，冗余切换控制装置根据设备端5和主控端1内产生的通道故障信号将故障通道切出工作中的通信通道，并由其它正常的高速总线通信通道和备用高速总线通信通道代替通信，实现了高速总线通信通道的冗余设置，避免了因高速总线通信通道故障导致的长时间通信不畅，提升了系统的可靠性。

进一步的，第一通道切换装置22和第二通道切换装置42可以均为两路MUX，各通道切换装置依次相连，高速总线通信通道数量分别与第一冗余切换控制装置2和第二冗余切换控制装置4中包括的通道切换装置数量相同，每个高速总线通信通道通过两个通道切换装置实现通道切换，第一冗余切换控制装置2和第二冗余切换控制装置4的结构可以参见图2所示，图2中，首个MUX一进两出，根据切换控制装置选择输出接口，第二个MUX二进一出，两个输入接口分别连接主控端1的第一通信通道和第二通信通道，输出接口连接第二高速总线通信通道，正常工作情况下，首个MUX选择与第一高速总线通信通道连接的输出接口输出信号，第二个MUX选择与第二通信通道接口连接的输入接口接收信号，第三个MUX则选择与第二个MUX连接的输出接口输出信号；当第一高速总线通信通道需要切换时，首个MUX根据切换控制装置的指令，选择与第二个MUX连接的输出接口输出，第二个MUX则根据切换控制装置的指令，选择与首个MUX的输出接口连接的输入接口接收信号，从而实现将第一通信通道的信号切换至第二高速总线通信通道进行传输，需要说明的是，主控端1和设备端5的冗余切换控制装置执行的切换动作一致，以此确保通信通道的畅通。

本发明实施例公开了一种具体的服务器高速总线通信系统，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：

具体的，为了确保通信链路切换高效，第一切换控制装置21和第二切换控制装置41之间通过高速总线冗余链路3中的高速总线通信通道通信连接，实现同步切换通道，同步切换通道确保连接能够在第一时间建立，而不会出现，例如，主控端1的通道切换装置完成切换而设备端5的通道切换装置仍未完成切换造成链路仍未导通的现象，同时，若仅是一端通道切换装置进行了切换，可能会导致新的正常的通信通道会被误判成故障通道，导致继续触发通道切换，造成通道切换失败，因此，可以在第一切换控制装置21和第二切换控制装置41之间通过高速总线冗余链路3中的高速总线通信通道进行通信连接，使两个切换控制装置能够互相通信，约定切换时间，确保同时进行切换。

进一步的，为确保同步切换第一切换控制装置21和第二切换控制装置41之间也可以不通过高速总线通道连接；第一切换控制装置21通过主控端1发送第一切换时间至设备端5；

设备端5发送第一切换时间至第二切换控制装置41；

第二切换控制装置41利用第一切换时间与第一切换控制装置21同步切换链路；

或，第二切换控制装置41通过设备端5发送第二切换时间至主控端1；

主控端1发送第二切换时间至第一切换控制装置21；

第一切换控制装置21利用第二切换时间与第二切换控制装置41同步切换链路。

具体的，高速总线通信通道的故障通常由数据发送端发现，因此，主控端1和设备端5存在发送故障通道时间不同的现象，为此，先发现的一端的切换控制装置将提前得知故障，因此，先发现故障的切换控制装置可以通过设备端5或主控端1之间正常的高速总线通信通道发送切换时间至另一端的切换控制装置，实现两端的切换控制装置的相互通信，约定切换时间，确保两个切换控制装置能够同时控制通道切换装置同时切换。

需要说明的是，同一通信通道需要同时切换，不同通信通道之间不一定需要同时切换，例如，第一条高速总线通信通道故障，需要切换至第二条高速总线通信通道，则两端的第一切换控制装置21和第二切换控制装置41，需要同时控制分别与第一条高速总线通信通道和第二条高速总线通信通道对应的通道切换装置同时切换，将通信通道从第一条高速总线通信通道至切换至第二条高速总线通信通道上，若第三条高速总线通信通道也故障，则针对第三条高速总线通信通道的切换无需与第一条高速总线通信通道的切换同步，可以依次切换。

具体的，部分高速总线通信通道出现故障可能并非是物理故障，所以在故障通道切出后存在自我修复的可能性，未检测故障通道是否恢复正常，以便重新将故障通道纳入备用高速总线通信通道，参见图3所示，还可以包括分别与主控端1、设备端5和高速总线冗余链路3中每条高速总线通信通道的两端连接的通道修复装置6；

通道修复装置6，用于发送检测信息至故障通道中，检测故障通道是否正常，发送检测结果至主控端1和设备端5。

具体的，通道修复装置6包括发送端和接收端，分别并联在在每个高速总线通信通道的两端，当出现故障通道后，通道修复装置6可以周期性的通过发送端向故障通道发送信号，通过检测接收端是否收到发送端发送的信号判断故障通道是否正常，若接收到发送端发送的信号，则检测结果中可以记载故障通道恢复正常，通道修复装置6将检测结果发送至主控端1和设备端5，使两端重新将故障通道纳为正常通道，将故障通道作为备用高速总线通信通道备用。

具体的，当出现故障通道后为尽快提醒维护人员对通道维护，参见图4所示，还可以包括分别与主控端1和设备端5连接的故障提示装置7；

故障提示装置7，用于将通道故障信号中记载的故障通道发送至用户终端。

具体的，用户终端可以为个人电脑或移动设备，用户终端可以接收故障提示装置7的文字信息，其中可以记载有具体那条故障通道故障等信息，以便于用户尽快维护。

最后，还需要说明的是，在本文中，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。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上对本发明所提供的技术内容进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种服务器高速总线通信系统，其特征在于，包括依次相连的主控端、第一冗余切换控制装置、高速总线冗余链路、第二冗余切换控制装置和设备端；

所述第一冗余切换控制装置包括第一切换控制装置和多个分别与所述第一切换控制装置连接的第一通道切换装置，所述第二冗余切换控制装置包括第二切换控制装置和多个分别与所述第二切换控制装置连接的第二通道切换装置；

所述高速总线冗余链路包括多条高速总线通信通道，高速总线通信通道的数量大于所述主控端与所述设备端之间所需正常通讯的高速总线通信通道的数量；

当所述第一切换控制装置检测到所述主控端生成通道故障信号和/或所述第二切换控制装置检测到所述设备端生成通道故障信号，则所述第一切换控制装置和所述第二切换控制装置利用通道故障信号中记载的故障通道，分别控制第一通道切换装置和第二通道切换装置，切换高速总线通信通道，切出所述故障通道替换为正常的高速总线通信通道，使全部高速总线通信通道正常通信。

2.根据权利要求1所述的服务器高速总线通信系统，其特征在于，第一通道切换装置和第二通道切换装置均为两路MUX，各通道切换装置依次相连，高速总线通信通道数量分别与所述第一冗余切换控制装置和所述第二冗余切换控制装置中包括的通道切换装置数量相同，每个高速总线通信通道通过两个通道切换装置实现通道切换。

3.根据权利要求2所述的服务器高速总线通信系统，其特征在于，所述第一切换控制装置和所述第二切换控制装置之间通过所述高速总线冗余链路中的高速总线通信通道通信连接，实现同步切换链路。

4.根据权利要求2所述的服务器高速总线通信系统，其特征在于，所述第一切换控制装置通过所述主控端发送第一切换时间至所述设备端；

所述设备端发送所述第一切换时间至所述第二切换控制装置；

所述第二切换控制装置利用所述第一切换时间与所述第一切换控制装置同步切换链路；

或，所述第二切换控制装置通过所述设备端发送第二切换时间至所述主控端；

所述主控端发送所述第二切换时间至所述第一切换控制装置；

所述第一切换控制装置利用所述第二切换时间与所述第二切换控制装置同步切换链路。

5.根据权利要求1至4任一项所述的服务器高速总线通信系统，其特征在于，还包括分别与所述主控端、所述设备端和所述高速总线冗余链路中每条高速总线通信通道的两端连接的通道修复装置；

所述通道修复装置，用于发送检测信息至所述故障通道中，检测所述故障通道是否正常，发送检测结果至所述主控端和所述设备端。

6.根据权利要求1至4任一项所述的服务器高速总线通信系统，其特征在于，还包括分别与所述主控端和所述设备端连接的故障提示装置；

所述故障提示装置，用于将所述通道故障信号中记载的所述故障通道发送至用户终端。