CN111209241A - 整机柜服务器的管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整机柜服务器的管理系统，该管理系统包括：机柜管理单元，机柜背板，包括控制芯片，控制芯片与机柜管理单元连接，至少一个节点，至少一个节点中的每个节点与控制芯片连接；风扇模块，通过机柜背板的控制芯片连接至机柜管理单元；其中，机柜管理单元通过控制芯片获取节点的基板管理控制器和风扇模块的状态信息，并且通过控制芯片向节点的基板管理控制器和风扇模块提供控制命令。本发明的上述技术方案，实现了机柜管理单元‑控制芯片‑基板管理控制器的整机柜管理拓扑，采用控制芯片作为中继，降低了软件复杂度风险，提高了可靠性，且控制芯片成本低。
Description
技术领域
本发明涉及服务器技术领域，具体来说，涉及一种整机柜服务器的管理系统。
背景技术
随着云计算、大数据等技术的快速发展，数据中心业务迅速增长，数据中心需要的服务器数量越来越多，要求服务器部署密度越来越高。整机柜服务器拥有集中供电、集中散热、集中管理、集成交换、以机柜为单位整体快速部署等众多优点，是满足数据中心需求的良好选择。由于整机柜服务器系统复杂，对于服务器的管理可靠性要求很高，目前的整机柜服务器RMC管理系统都是三级管理系统，导致软件复杂性高，可靠性低。
目前，大部分的整机柜服务器RMC管理系统都是三级管理系统，所有节点由RMC(Rack Management Controller，机柜管理单元)统一管理，RMC通过I2C连接到MCU(单片机)上，由MCU与服务器节点BMC通信以及控制风扇等，RMC-MCU-BMC三级管理系统均需要软件维护支持，对于软件的可靠性要求高，容易造成问题，影响服务器维护运营。
综上，需降低三级管理系统，建立可以代替三级管理系统并且可靠的二级管理系统。
发明内容
针对相关技术中的上述问题，本发明提出一种整机柜服务器的管理系统，能够代替现有的三级管理系统并且具有良好的可靠性。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种整机柜服务器的管理系统，包括：机柜管理单元，机柜背板，包括控制芯片，控制芯片与机柜管理单元连接，至少一个节点，至少一个节点中的每个节点与控制芯片连接；风扇模块，通过机柜背板的控制芯片连接至机柜管理单元；其中，机柜管理单元通过控制芯片获取节点的基板管理控制器和风扇模块的状态信息，并且通过控制芯片向节点的基板管理控制器和风扇模块提供控制命令。
根据本发明的实施例，控制芯片通过I2C通道与RMC连接，每个节点的电源分配板通过I2C通道与控制芯片连接。
根据本发明的实施例，机柜管理单元具有ARM芯片，机柜管理单元通过ARM芯片获取状态信息，并且通过ARM芯片提供控制命令。
根据本发明的实施例，控制芯片对应于风扇模块中的每个风扇具有风扇转速控制寄存器、风扇转速反馈寄存器和风扇在位寄存器，控制芯片根据控制命令读取与写入风扇转速控制寄存器并发给相应的风扇；控制芯片获取风扇的转速反馈信号并写入风扇转速反馈寄存器；控制芯片获取风扇插接在位信号并写入风扇在位寄存器；机柜管理单元通过读取风扇转速反馈寄存器与风扇在位寄存器获取风扇模块中的风扇的调速信息和在位信息。
根据本发明的实施例，机柜管理单元还用于提供心跳信号；如果心跳信号消失，控制芯片根据其内部的机柜管理单元失效控制寄存器来使能风扇转速控制寄存器持续输出或固定PWM输出，以控制风扇模块中的风扇。
根据本发明的实施例，如果心跳信号正常，风扇转速控制寄存器使能输出，固定PWM输出失效。
根据本发明的实施例，每个节点包括多个基板管理控制器区，每个基板管理控制器区具有不同的I2C地址，电源分配板将不同的GPIO信号提供给每个基板管理控制器，每个基板管理控制器根据不同的GPIO信号为自身分配相应的I2C地址。
根据本发明的实施例，每个节点包括多个主板，多个基板管理控制器分别设置在多个主板上，多个主板还具有节点电源板，其中，电源分配板与每个节点电源板的连线具有不同的GPIO信号。
根据本发明的实施例，控制芯片还连接至每个节点的重置管脚，以重置每个节点的基板管理控制器。
根据本发明的实施例，机柜管理单元还用于提供重置信号，重置信号用于在控制芯片功能失效后，重置控制芯片。
本发明的上述技术方案，实现了RMC-控制芯片-BMC的整机柜管理拓扑，采用控制芯片作为中继，降低了软件复杂度风险，提高了可靠性，且控制芯片成本低；
本发明提供的技术方案，实现了RMC-CPLD-BMC的整机柜管理拓扑，采用CPLD作为中继，降低了软件复杂度风险，提高了可靠性，且CPLD成本低；本发明提供的技术方案，RMC与CPLD之间的心跳侦测功能，解决了RMC失效时，风扇无法管理问题；本发明提供的技术方案，CPLD内的寄存器可以根据需求扩展。
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是根据本发明实施例的整机柜服务器的管理系统的框图；
图2是根据本发明具体实施例的整机柜服务器的管理系统的框图；
图3是根据本发明具体实施例的节点的框图。
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明实施例的整机柜服务器的管理系统，包括RMC(机柜管理单元)、RBP(Rack Back Plane，机柜背板)、至少一个节点和风扇模块。机柜背板可以包括控制芯片。在以下说明中以控制芯片采用CPLD成本较低的CPLD(Complex Programmable LogicDevice复杂可编程逻辑器件)为例来进行说明。但是，应当理解，控制芯片也可以采用专用的I2C Switch芯片、I2C GPIO扩展芯片等适用的芯片来实现，本发明对此不进行限定。其中，CPLD与机柜管理单元连接。至少一个节点中的每个节点与CPLD连接。风扇模块通过机柜背板的CPLD连接至机柜管理单元。其中，机柜管理单元通过CPLD获取所述节点的BMC(基板管理控制器)和所述风扇模块的状态信息，并且通过CPLD向节点的BMC和风扇模块提供控制命令。
本发明的上述技术方案，实现了RMC-CPLD-BMC的整机柜管理拓扑，采用CPLD作为中继，降低了软件复杂度风险，提高了可靠性。
继续参考图1所示，具体的，系统具有一个RMC，RMC连接并管理整机柜所有的服务器节点与风扇。RBP作为中间连接部件，让RMC可以通过RBP管理节点与风扇模块。整机柜中可具有多个RBP。节点可以包括服务器节点、存储节点等。节点中的主板数量可大于1个，每个主板均具有BMC。通过RBP被连接到RMC。每个RBP对应多个节点。风扇模块通过RBP被连接到RMC。每个RBP对应一个风扇模块，每个风扇模块包含多个风扇。根据图1提供的拓扑，形成了由一个RMC管理整机柜系统中所有节点与风扇。
以下结合图2所示对本发明的各个组件进行具体说明。如图2所示，在本实施例中，RMC的ARM芯片为每组RBP分别提供I2C通道、Reset RBP信号、RMC心跳信号，通过I2C通道获取节点/风扇模块的状态信息与命令控制。在其他实施例中，也可以采用诸如SPI、CAN等的其他通信总线。Reset RBP信号(重置信号)用于在RBP CPLD功能失效后，重置CPLD芯片。心跳信号，嵌入在ARM芯片I2C通道的进程程序中，如果I2C正常，则心跳信号会一直良好，如果I2C出问题，则心跳信号会停滞，此信号被提供给RBP的CPLD，用于其侦测ARM芯片的I2C通道是否良好。另外，在其他实施例中，也可以不采用上述独立的心跳信号，而将心跳信号嵌入到I2C协议中来实现上述功能。
RMC对外提供RJ45、串口。RJ45用于RMC对外连接以太网，以便通过网络连接访问RMC，获取整机柜整体信息以及执行命令发送。串口用于提供ARM芯片更底层的串口通道，获取到更底层信息。
CPLD实现I2C Switch功能(将一组I2C分出多组I2C使用的技术)。一组RMC I2C进入CPLD，分出多组I2C连接节点BMC的I2C，基于此RMC实现对节点的工作状态信息获取与控制。CPLD实现I2C GPIO扩展功能。一组RMC I2C进入CPLD，CPLD对RMC I2C的命令解码，向节点发送Reset BMC信号。
CPLD实现对风扇调速功能。CPLD内部对于风扇模块的每个风扇有风扇转速控制寄存器、风扇转速反馈寄存器、风扇在位寄存器。CPLD对RMC I2C的命令解码，解码出PWM数值(PWM为脉冲宽度调制,可用于控制风扇转速)，可读取与写入PWM数值到风扇转速控制寄存器，风扇转速控制寄存器中PWM数值使能输出对应风扇；CPLD获取风扇的TACH信号(风扇的转速反馈信号)，写入风扇转速反馈寄存器；CPLD获取风扇插接在位信号，写入风扇在位寄存器。RMC通过I2C命令可读取风扇转速反馈寄存器与风扇在位寄存器。基于此RMC实现对风扇模块上风扇的调速以及相关信息获取。
CPLD侦测RMC发送的心跳信号，如果心跳信号消失，CPLD将根据其内部RMC失效控制寄存器来控制风扇模块的PWM。RMC失效控制寄存器包含风扇模块的固定PWM使能输出与风扇转速控制寄存器的使能输出，只可二选一。固定PWM寄存器为固定PWM输出值，由RMCI2C进行预先设定写入。RMC心跳正常时，默认为风扇转速控制寄存器使能输出，固定PWM使能输出失效，当RMC心跳失效后，由RMC失效控制寄存器控制继续使能风扇转速控制寄存器持续输出或固定PWM输出。RMC通过I2C可以对RMC失效控制寄存器进行写入与读取。
风扇模块包含多个风扇，由RBP CPLD直接控制。
节点与RBP之间具有I2C通道，RMC通过RBP连接节点的BMC，进行节点状态信息的获取与控制。RBP通过将Reset BMC信号连接到Node中对应的BMC的Reset管脚上，基于此RMC实现对节点BMC的重置功能。
如图3所示，节点内部，通过PDB板(电源分配板)与NPB板(节点电源板)卡的设计为每个BMC区分出不同I2C地址，如图3所示。PDB对每个NPB的连线都有不同的GPIO(GeneralPurpose Input Output，通用输入/输出)信号提供给其主板BMC，BMC获知不同的GPIO信号可为自身分配相应I2C地址。
综上所述，本发明的技术方案通过RMC-RBP(CPLD核心)-BMC的二级管理系统，实现了RMC对整机柜所有Node的管理。本发明提供的技术方案，实现了RMC-CPLD-BMC的整机柜管理拓扑，采用CPLD作为中继，降低了软件复杂度风险，提高了可靠性，且CPLD成本低；本发明提供的技术方案，RMC与CPLD之间的心跳侦测功能，解决了RMC失效时，风扇无法管理问题；本发明提供的技术方案，CPLD内的寄存器可以根据需求扩展。
本发明的实施例提供了一种整机柜服务器的管理系统，包括：机柜管理单元，机柜背板，包括CPLD，CPLD与机柜管理单元连接，至少一个节点，至少一个节点中的每个节点与CPLD连接；风扇模块，通过机柜背板的CPLD连接至机柜管理单元；其中，机柜管理单元通过CPLD获取节点的基板管理控制器和风扇模块的状态信息，并且通过CPLD向节点的基板管理控制器和风扇模块提供控制命令。
在一个实施例中，CPLD通过I2C通道与RMC连接，每个节点的电源分配板通过I2C通道与CPLD连接。
在一个实施例中，机柜管理单元具有ARM芯片，机柜管理单元通过ARM芯片获取状态信息，并且通过ARM芯片提供控制命令。
在一个实施例中，CPLD对应于风扇模块中的每个风扇具有风扇转速控制寄存器、风扇转速反馈寄存器和风扇在位寄存器，CPLD根据控制命令读取与写入风扇转速控制寄存器并发给相应的风扇；CPLD获取风扇的转速反馈信号并写入风扇转速反馈寄存器；CPLD获取风扇插接在位信号并写入风扇在位寄存器；机柜管理单元通过读取风扇转速反馈寄存器与风扇在位寄存器获取风扇模块中的风扇的调速信息和在位信息。
在一个实施例中，机柜管理单元还用于提供心跳信号；如果心跳信号消失，CPLD根据其内部的机柜管理单元失效控制寄存器来使能风扇转速控制寄存器持续输出或固定PWM输出，以控制风扇模块中的风扇。
在一个实施例中，如果心跳信号正常，风扇转速控制寄存器使能输出，固定PWM输出失效。
在一个实施例中，每个节点包括多个基板管理控制器区，每个基板管理控制器区具有不同的I2C地址，电源分配板将不同的GPIO信号提供给每个基板管理控制器，每个基板管理控制器根据不同的GPIO信号为自身分配相应的I2C地址。
在一个实施例中，每个节点包括多个主板，多个基板管理控制器分别设置在多个主板上，多个主板还具有节点电源板，其中，电源分配板与每个节点电源板的连线具有不同的GPIO信号。
在一个实施例中，CPLD还连接至每个节点的重置管脚，以重置每个节点的基板管理控制器。
在一个实施例中，机柜管理单元还用于提供重置信号，重置信号用于在CPLD功能失效后，重置CPLD。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种整机柜服务器的管理系统，其特征在于，包括：
机柜管理单元，
机柜背板，包括控制芯片，所述控制芯片与所述机柜管理单元连接，
至少一个节点，所述至少一个节点中的每个节点与所述控制芯片连接；
风扇模块，通过所述机柜背板的所述控制芯片连接至所述机柜管理单元；
其中，所述机柜管理单元通过所述控制芯片获取所述节点的基板管理控制器和所述风扇模块的状态信息，并且通过所述控制芯片向所述节点的基板管理控制器和所述风扇模块提供控制命令。
2.根据权利要求1所述的整机柜服务器的管理系统，其特征在于，
所述控制芯片对应于所述风扇模块中的每个风扇具有风扇转速控制寄存器、风扇转速反馈寄存器和风扇在位寄存器，控制芯片根据所述控制命令读取与写入所述风扇转速控制寄存器并发给相应的风扇；控制芯片获取风扇的转速反馈信号并写入所述风扇转速反馈寄存器；控制芯片获取风扇插接在位信号并写入所述风扇在位寄存器；所述机柜管理单元通过读取所述风扇转速反馈寄存器与所述风扇在位寄存器获取所述风扇模块中的所述风扇的调速信息和在位信息。
3.根据权利要求2所述的整机柜服务器的管理系统，其特征在于，所述所述控制芯片通过I2C通道与所述RMC连接，所述每个节点的电源分配板通过I2C通道与所述控制芯片连接。
4.根据权利要求3所述的整机柜服务器的管理系统，其特征在于，其中，所述机柜管理单元还用于提供心跳信号；
如果所述心跳信号消失，所述控制芯片根据其内部的机柜管理单元失效控制寄存器来使能所述风扇转速控制寄存器持续输出或固定PWM输出，以控制所述风扇模块中的风扇。
5.根据权利要求4所述的整机柜服务器的管理系统，其特征在于，
如果所述心跳信号正常，所述风扇转速控制寄存器使能输出，所述固定PWM输出失效。
6.根据权利要求1所述的整机柜服务器的管理系统，其特征在于，所述每个节点包括多个基板管理控制器区，每个所述基板管理控制器区具有不同的I2C地址，所述电源分配板将不同的GPIO信号提供给每个基板管理控制器，所述每个基板管理控制器根据所述不同的GPIO信号为自身分配相应的I2C地址。
7.根据权利要求6所述的整机柜服务器的管理系统，其特征在于，所述每个节点包括多个主板，多个所述基板管理控制器分别设置在所述多个主板上，所述多个主板还具有节点电源板，其中，所述电源分配板与每个所述节点电源板的连线具有所述不同的GPIO信号。
8.根据权利要求1所述的整机柜服务器的管理系统，其特征在于，所述控制芯片还连接至所述每个节点的重置管脚，以重置所述每个节点的基板管理控制器。
9.根据权利要求1所述的整机柜服务器的管理系统，其特征在于，所述机柜管理单元还用于提供重置信号，所述重置信号用于在所述控制芯片功能失效后，重置所述控制芯片。
10.根据权利要求1-9任一项所述的整机柜服务器的管理系统，其特征在于，所述机柜管理单元具有ARM芯片，所述机柜管理单元通过所述ARM芯片获取所述状态信息，并且通过所述ARM芯片提供所述控制命令。
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