CN111339010A - 一种pcie设备热插拔识别方法、系统及相关组件 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种PCIE设备热插拔识别方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质，包括：将PCIE设备上的热插拔信号对应的金手指划分为多个区域，每个区域对应独立电压；获取热插拔电路的当前电压，热插拔电路由PCIE设备上的热插拔信号及主板上的热插拔信号连接构成；根据当前电压确定PCIE设备状态，以便PCIE控制器根据PCIE设备状态执行对应操作，PCIE设备状态包括完全在位状态、未完全在位状态及拔出状态。本申请能够在服务器正常工作不断电的状态下，实现PCIE设备的更换，无需进行相关繁琐的按键操作，节省运维时间和成本，提高设备的可靠性，易维护性，冗余性和灾备能力。
Description
技术领域
本申请涉及服务器领域，特别涉及一种PCIE设备热插拔识别方法、系统及相关组件。
背景技术
随着云计算、AI、无人驾驶、边缘计算、协助加速计算等业务的逐渐成熟，服器中各种外插卡如智能网卡、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)加速卡、GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)加速卡等PCIE(PeripheralComponent Interconnect Express，高速串行计算机扩展总线标准)扩展设备应用越来越多。
由于应用业务场景的需要，服务器在运行中，对这些PCIE设备热维护的需求越来越普遍，这就需要在PCIE设备发生故障或需要对PCIE设备进行升级时，服务器不能关机停止运行，也即在服务器运行过程中对PCIE设备进行维修和升级。PCIE热维护需要用到PCIE热插拔功能，传统的PCIE热插拔功能需要在服务器上放置按键及指示灯，用户通过按键操作告知系统需要对PCIE设备进行热插拔操作，系统通过指示灯告知用户PCIE设备的当前状态，来完成PCIE设备的热维护。该种方式需要为每一个PCIE设备放置对应的按键及指示灯，并且需要在服务器内部找到合适的位置放置以便于用户操作，这大大限制了设计灵活性，且这些物理按键及指示灯同时增加了系统的成本和功耗。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种PCIE设备热插拔识别方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质，在服务器正常工作不断电的状态下，实现PCIE设备的更换，无需进行相关繁琐的按键操作，节省运维时间和成本，提高设备的可靠性，易维护性，冗余性和灾备能力。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种PCIE设备热插拔识别方法，包括：
将PCIE设备上的热插拔信号对应的金手指划分为多个区域，每个所述区域对应独立电压；
获取热插拔电路的当前电压，所述热插拔电路由所述PCIE设备上的热插拔引脚及主板上的热插拔引脚连接构成；
根据当前电压确定PCIE设备状态，以便PCIE控制器根据所述PCIE设备状态执行对应操作，所述PCIE设备状态包括完全在位状态、未完全在位状态及拔出状态。
优选的，所述将PCIE设备上的热插拔信号对应的金手指划分为多个区域之后，该PCIE设备热插拔识别方法还包括：：
为每个相邻的所述区域串联电阻，以使所述PCIE设备与所述主板接触时每个所述区域对应独立电压。
优选的，所述获取热插拔电路的当前电压的过程具体为：
通过CPLD或FPGA或ADC或电压比较器获取热插拔电路的当前电压。
优选的，所述未完全在位状态包括未完全拔出状态及未完全插入状态；
相应的，所述获取热插拔电路的当前电压的过程具体为：
获取预设时间段内每一获取周期的当前电压；
相应的，所述根据当前电压确定PCIE设备状态的过程具体为：
根据所有当前电压的变化趋势确定所述PCIE设备状态。
优选的，所述根据当前电压确定PCIE设备状态的过程具体为：
根据当前电压确定PCIE设备与所述主板接触的所述区域，以确定所述PCIE设备状态。
优选的，当所述PCIE设备状态为所述在位状态，所述PCIE控制器根据所述PCIE设备状态执行对应操作的过程具体为：
PCIE控制器执行上电和扫描操作。
优选的，当所述PCIE设备状态为所述未完全拔出状态，所述PCIE控制器根据所述PCIE设备状态执行对应操作的过程具体为：
PCIE控制器执行中止OS访问所述PCIE设备的操作、控制链路双端的端口失效的操作及关闭所述PCIE设备对应的插槽的操作；
相应的，当所述所述PCIE设备状态为所述拔出状态，所述PCIE控制器根据所述PCIE设备状态执行对应操作的过程具体为：
PCIE控制器执行卸载所述PCIE设备对应的驱动的操作、停止时钟的操作及释放资源的操作。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种PCIE设备热插拔识别系统，包括：
划分模块，用于将PCIE设备上的热插拔信号对应的金手指划分为多个区域，每个所述区域对应独立电压；
获取模块，用于获取热插拔电路的当前电压，所述热插拔电路由所述PCIE设备上的热插拔引脚及主板上的热插拔引脚连接构成；
状态确定模块，用于根据当前电压确定PCIE设备状态，以便PCIE控制器根据所述PCIE设备状态执行对应操作，所述PCIE设备状态包括完全在位状态、未完全在位状态及拔出状态。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任意一项所述的PCIE设备热插拔识别方法的步骤。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一项所述的PCIE设备热插拔识别方法的步骤。
本申请提供了一种PCIE设备热插拔识别方法，首先将PCIE设备上的热插拔信号对应的金手指划分为多个区域，每个区域对应独立电压，在PCIE设备插入或拔出的过程中，热插拔电路的当前电压会发生改变，检测到该电压变化，识别出PCIE设备的状态变化，并自动上报PCIE控制器，在PCIE卡拔出时，PCIE控制器利用卡拔出的时间完成后续相关的保护动作，可使服务器运维人员在服务器正常工作不断电的状态下，实现PCIE设备的更换，无需进行相关繁琐的按键操作，节省运维时间和成本，提高设备的可靠性，易维护性，冗余性和灾备能力。本申请还提供了一种PCIE设备热插拔识别系统、电子设备及计算机可读存储介质，具有和上述PCIE设备热插拔识别方法相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请所提供的一种典型的PCIE设备和主板的连接方式的结构示意图；
图2为本申请所提供的一种在位信号等效电路的结构示意图；
图3为本申请所提供的一种PCIE设备热插拔识别方法的步骤流程图；
图4为本申请所提供的一种金手指电路的结构示意图；
图5为本申请所提供的另一种金手指电路的结构示意图；
图6为本申请所提供的一种热插拔电路的结构示意图；
图7a为本申请所提供的第一种插拔状态的结构示意图；
图7b为本申请所提供的第二种插拔状态的结构示意图；
图7c为本申请所提供的第三种插拔状态的结构示意图；
图7d为本申请所提供的第四种插拔状态的结构示意图；
图7e为本申请所提供的第五种插拔状态的结构示意图；
图8为本申请所提供的一种PCIE设备热插拔识别系统的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种PCIE设备热插拔识别方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质，在服务器正常工作不断电的状态下，实现PCIE设备的更换，无需进行相关繁琐的按键操作，节省运维时间和成本，提高设备的可靠性，易维护性，冗余性和灾备能力。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
为便于理解本申请所提供的一种PCIE设备热插拔识别方法，下面对PCIE设备和主板的连接方式进行说明，参见图1，图1为现有的一种典型的PCIE设备和主板的连接方式的结构示意图，PCIE设备有两个用于热插拔机制的热插拔信号PRSNT1#和PRSNT2#对应的引脚。PCIE设备上的这两个信号引脚之间是短路的，主板上PCIE插槽的PRSNT1#被固定连接到地，PRSNT2#则被上拉，且PCIE设备上的这两个信号的金手指长度要比其他的信号的金手指长度要短一点。当PCIE设备未被完全插入插槽时，插槽的PRSNT2#信号由于上拉的作用，将一直处于高电平状态，当PCIE设备被完全插入插槽后，插槽上的PRSNT2#信号则会被PCIE设备的短路线连接到地，从而使其变为低电平。换句话说，从插槽的角度看，当PRSNT2#为高电平时，则认为PCIE设备未能正确插入或者无PCIE设备，当PRSNT2#为低电平时，表明PCIE设备被正确地插入插槽中。参照图2所示，图2为本申请所提供的一种在位信号等效电路的结构示意图，其中，虚线代表PCIE设备插入或者拔出，当PCIE设备插入时接地电路连通，控制器监测到电压被拉到“地”呈现低电平；当PCIE设备拔出时接地电路断开，控制器监测电压被电阻R0上拉到Vpp，呈现高电平，据此控制器可以识别到PCIE设备的在位状态。
下面对本申请所提供的一种PCIE设备热插拔识别方法进行详细说明。
请参照图3，图3为本申请所提供的一种PCIE设备热插拔识别方法的步骤流程图，该PCIE设备热插拔识别方法包括：
S101：将PCIE设备上的热插拔信号对应的金手指划分为多个区域，每个区域对应独立电压；
具体的，在PCIE设备上，对PRSNT1#对应的金手指上进行了改进，将原来一个金手指，划分成N个区域，参照图4所示，每两个相邻区域之间串联一个电阻，这样不同的区域接触主板上的连接器时，整个电路中，相当于串联了不同数量的电阻，与主板上PRSNT2#的上拉电阻形成一个分压电路。以便后续根据PCIE设备与主板接触的区域识别PCIE设备状态，在PCIE设备完全插入时相当于未串联电阻，在未完全插入时，则形成了不同的分压，通过主板上的监测模块，可以精确分辨出PCIE设备与主板接触的区域。
进一步的，参照图5所示，图5为本申请所提供的另一种金手指电路的结构示意图，可以避免线接触时出现断开的情况，提高本申请的识别可靠性。
S102：获取热插拔电路的当前电压，热插拔电路由PCIE设备上的热插拔信号及主板上的热插拔信号连接构成；
S103：根据当前电压确定PCIE设备状态，以便PCIE控制器根据PCIE设备状态执行对应操作，PCIE设备状态包括完全在位状态、未完全在位状态及拔出状态。
具体的，参照图6所示，图6为本申请所提供的一种热插拔电路的结构示意图，当前电压即为通过上拉电阻和PRSNT2#得到的电压，可以理解的是，本申请获取当前电压的目的是为了根据当前电压确定PCIE设备与主板接触的区域，从而确定PCIE设备状态。本实施例中具体可以通过主板上的监测器完成获取热插拔电路的当前电压的操作，该监测器具体可以通过CPLD或FPGA或ADC或电压比较器来实现。其中，采用ADC进行电压监测灵活方便，电路设计简单，采用电压比较器进行电监测，反应速度快，操作人员可以根据实际工程需要确定监测器的实现形式，本申请在此不做具体的限定。可以理解的是，PCIE设备在插入或者拔出过程中，由于PRSNT1#与连接器接触的区域不同，接入电路的电阻也不同，形成的电路也不同，从而监测器监测到的电压也不同。作为一种优选的实施例，可以获取预设时间段内每一获取周期的当前电压，根据所有当前电压的变化趋势确定PCIE设备状态。参照图7a～图7e所示，按图7a～图7e的顺序，展示的是一个PCIE设备的插入过程，按图7e～图7a的顺序，展示的是一个PCIE设备的拔出过程，由于过程中串入电路中的电阻个数不同，因此获取到的电压也不相同。
具体的，当PCIE设备未插入前，插槽是停用和断电状态，PRSNT2#电路是开路状态，监测器监测到的电压是图7a对应的电压；当插入CIE设备时，PRSNT1#的第一区域最先碰触到插槽，此时监测器状态变成图7b的状态，此时PRSNT2#电压相比Vpp降低，PCIE控制器还不会将其判定为插入状态，监测器监测到电压从图7a对应的电压变成图7b对应的电压后，判定有PCIE设备要插入，会输出一个BUTTON#信号，通知控制器有设备要插入，让控制器准备；当监测器检测到电压变成图7e对应的电压时，说明PCIE设备已经完全插入到位，此时监测器输出一个PRSNT2#信号，通知PCIE控制器PCIE设备已经插入到位，可以执行上电操作和扫描设备操作。
当PCIE设备插入时，监测器获取到的电压保持在图7e对应的电压(电平为0)，当用户直接拔出卡时，由于金手指和插槽的接触区域变化，热插拔电路的电压发生变化，监测器监测到的电压变成图7d对应的电压。此时监测器立刻给PCIE控制器发送一个BUTTON#信号，通知PCIE控制器有PCIE设备要拔出，紧急处理拔出前的操作，包括中止OS访问PCIE设备、控制链路双端的端口失效及关闭PCIE设备对应的插槽等操作。
当监测器监测到电压变为图7a对应的电压，给出拉高PRSNT2#信号，通知PCIE控制器卡已经完全移除，可以执行卸载PCIE设备对应的驱动、停止时钟及释放资源等操作。
进一步的，如果存在卡插入不到位或者松动的情况，就会出现图7b或图7c对应的状态，如果监测器监测到该状态对应的电压，则通知PCIE控制器该PCIE设备处于一种不稳定状态，以便操作员及时处理。
可见，本实施例首先将PCIE设备上的热插拔信号对应的金手指划分为多个区域，每个区域对应独立电压，在PCIE设备插入或拔出的过程中，热插拔电路的当前电压会发生改变，检测到该电压变化，识别出PCIE设备的状态变化，并自动上报PCIE控制器，在PCIE卡拔出时，PCIE控制器利用卡拔出的时间完成后续相关的保护动作，可使服务器运维人员在服务器正常工作不断电的状态下，实现PCIE设备的更换，无需进行相关繁琐的按键操作，节省运维时间和成本，提高设备的可靠性，易维护性，冗余性和灾备能力。
请参照图8，图8为本申请所提供得一种PCIE设备热插拔识别系统的结构示意图，包括：
划分模块1，用于将PCIE设备上的热插拔信号对应的金手指划分为多个区域，每个区域对应独立电压；
获取模块2，用于获取热插拔电路的当前电压，热插拔电路由PCIE设备上的热插拔信号及主板上的热插拔信号连接构成；
状态确定模块3，用于根据当前电压确定PCIE设备状态，以便PCIE控制器根据PCIE设备状态执行对应操作，PCIE设备状态包括完全在位状态、未完全在位状态及拔出状态。
可见，本实施例首先将PCIE设备上的热插拔信号对应的金手指划分为多个区域，每个区域对应独立电压，在PCIE设备插入或拔出的过程中，热插拔电路的当前电压会发生改变，检测到该电压变化，识别出PCIE设备的状态变化，并自动上报PCIE控制器，在PCIE卡拔出时，PCIE控制器利用卡拔出的时间完成后续相关的保护动作，可使服务器运维人员在服务器正常工作不断电的状态下，实现PCIE设备的更换，无需进行相关繁琐的按键操作，节省运维时间和成本，提高设备的可靠性，易维护性，冗余性和灾备能力。
作为一种优选的实施例，该PCIE设备热插拔识别系统还包括：：
设置模块，用于为每个相邻的所述区域串联电阻，以使所述PCIE设备与所述主板接触时每个所述区域对应独立电压。
作为一种优选的实施例，获取模块2具体用于：
通过CPLD或FPGA或ADC或电压比较器获取热插拔电路的当前电压。
作为一种优选的实施例，未完全在位状态包括未完全拔出状态及未完全插入状态；
相应的，获取模块2具体用于：
获取预设时间段内每一获取周期的当前电压；
相应的，状态确定模块3具体用于：
根据所有当前电压的变化趋势确定PCIE设备状态。
作为一种优选的实施例，状态确定模块3具体用于：
根据当前电压确定PCIE设备与主板接触的区域，以确定PCIE设备状态。
作为一种优选的实施例，当PCIE设备状态为在位状态，PCIE控制器根据PCIE设备状态执行对应操作的过程具体为：
PCIE控制器执行上电和扫描操作。
作为一种优选的实施例，当PCIE设备状态为未完全拔出状态，PCIE控制器根据PCIE设备状态执行对应操作的过程具体为：
PCIE控制器执行中止OS访问PCIE设备的操作、控制链路双端的端口失效的操作及关闭PCIE设备对应的插槽的操作；
相应的，当PCIE设备状态为拔出状态，PCIE控制器根据PCIE设备状态执行对应操作的过程具体为：
PCIE控制器执行卸载PCIE设备对应的驱动的操作、停止时钟的操作及释放资源的操作。
另一方面，本申请提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时实现如上文任意一个实施例所描述的PCIE设备热插拔识别方法。
对于本申请所提供的一种电子设备的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
本申请所提供的一种电子设备，具有和上述PCIE设备热插拔识别方法相同的有益效果。
另一方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上文任意一个实施例所描述的PCIE设备热插拔识别方法。
对于本申请所提供的一种计算机可读存储介质的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。
本申请所提供的一种计算机可读存储介质，具有和上述PCIE设备热插拔识别方法相同的有益效果。
还需要说明的是，在本说明书中，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。在没有更多限制的状况下，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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种PCIE设备热插拔识别方法，其特征在于，包括：
将PCIE设备上的热插拔信号对应的金手指划分为多个区域，每个所述区域对应独立电压；
获取热插拔电路的当前电压，所述热插拔电路由所述PCIE设备上的热插拔引脚及主板上的热插拔引脚连接构成；
根据当前电压确定PCIE设备状态，以便PCIE控制器根据所述PCIE设备状态执行对应操作，所述PCIE设备状态包括完全在位状态、未完全在位状态及拔出状态。
2.根据权利要求1所述的PCIE设备热插拔识别方法，其特征在于，所述将PCIE设备上的热插拔信号对应的金手指划分为多个区域之后，该PCIE设备热插拔识别方法还包括：：
为每个相邻的所述区域串联电阻，以使所述PCIE设备与所述主板接触时每个所述区域对应独立电压。
3.根据权利要求1所述的PCIE设备热插拔识别方法，其特征在于，所述获取热插拔电路的当前电压的过程具体为：
通过CPLD或FPGA或ADC或电压比较器获取热插拔电路的当前电压。
4.根据权利要求1所述的PCIE设备热插拔识别方法，其特征在于，所述未完全在位状态包括未完全拔出状态及未完全插入状态；
相应的，所述获取热插拔电路的当前电压的过程具体为：
获取预设时间段内每一获取周期的当前电压；
相应的，所述根据当前电压确定PCIE设备状态的过程具体为：
根据所有当前电压的变化趋势确定所述PCIE设备状态。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的PCIE设备热插拔识别方法，其特征在于，所述根据当前电压确定PCIE设备状态的过程具体为：
根据当前电压确定PCIE设备与所述主板接触的所述区域，以确定所述PCIE设备状态。
6.根据权利要求1所述的PCIE设备热插拔识别方法，其特征在于，当所述PCIE设备状态为所述在位状态，所述PCIE控制器根据所述PCIE设备状态执行对应操作的过程具体为：
PCIE控制器执行上电和扫描操作。
7.根据权利要求4所述的PCIE设备热插拔识别方法，其特征在于，当所述PCIE设备状态为所述未完全拔出状态，所述PCIE控制器根据所述PCIE设备状态执行对应操作的过程具体为：
PCIE控制器执行中止OS访问所述PCIE设备的操作、控制链路双端的端口失效的操作及关闭所述PCIE设备对应的插槽的操作；
相应的，当所述PCIE设备状态为所述拔出状态，所述PCIE控制器根据所述PCIE设备状态执行对应操作的过程具体为：
PCIE控制器执行卸载所述PCIE设备对应的驱动的操作、停止时钟的操作及释放资源的操作。
8.一种PCIE设备热插拔识别系统，其特征在于，包括：
划分模块，用于将PCIE设备上的热插拔信号对应的金手指划分为多个区域，每个所述区域对应独立电压；
获取模块，用于获取热插拔电路的当前电压，所述热插拔电路由所述PCIE设备上的热插拔引脚及主板上的热插拔引脚连接构成；
状态确定模块，用于根据当前电压确定PCIE设备状态，以便PCIE控制器根据所述PCIE设备状态执行对应操作，所述PCIE设备状态包括完全在位状态、未完全在位状态及拔出状态。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任意一项所述的PCIE设备热插拔识别方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述的PCIE设备热插拔识别方法的步骤。
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