CN111858261B

CN111858261B - 飞腾服务器的监控管理板卡

Info

Publication number: CN111858261B
Application number: CN202010897032.1A
Authority: CN
Inventors: 朱建培; 吴茂传; 黄斌; 李安源; 张继果; 陈嫣; 刘茗中; 田亚丽; 李丁; 朱桂明; 颜世佳
Original assignee: Jiangsu Jierui Information Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Jierui Information Technology Co ltd
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2040-08-31
Also published as: CN111858261A

Abstract

一种飞腾服务器的监控管理板卡，包括龙芯2K处理器功能模块、智能监控接口和监控上层模块，龙芯2K处理器功能模块包括龙芯2K处理器、DDR内存、FLASH、电源管理、以太网接口和视频显示接口；所述智能监控接口包括PCI‑E x4总线信号接口和监控信号接口，监控信号接口包括I2C接口、+5V_STBY独立供电、UART接口、远程更新BIOS接口，PCI‑E x4总线信号接口与龙芯2K处理器功能模块连接，监控信号接口与龙芯2K处理器连接；所述监控上层模块包括数据模块和PMBUS接口，数据模块和PMBUS接口均与龙芯2K处理器功能模块连接。该板卡可在尽可能短的时间里对服务器主板进行监控，获取风扇转速数据、温度数据、电压测量数据等监控信息，并且，即使该板卡不工作，也不影响服务器主板的正常运行。

Description

飞腾服务器的监控管理板卡

技术领域

本发明涉及一种板卡，特别是一种飞腾服务器的监控管理板卡。

背景技术

随着信息技术的发展，人们的生活已经逐渐信息化，服务器作为一种高性能计算机，在其中起到了至关重要的作用，因此迅速有效地解决系统中可能出现的问题及保障服务器系统的可用性变得十分重要。随着网络规模的不断扩大，服务器的规模也越来越庞大，亲临现场的传统监管方式已经不能满足监控管理需要，服务器的监控系统就变得十分重要。监控管理系统能够对服务器进行远程的监视和控制，实时获取服务器的工作状态，方便管理人员对服务器的管理。

现有的监控系统采用了专用监控芯片，该芯片的工作需要内存、FLASH等外围器件，这些芯片全部焊接到服务器主板上；监控系统是一个小型的Linux系统，从通电到进入正常工作状态或者重启，需要几秒钟时间。

服务器主板设计费用昂贵，一旦选定监控芯片，就无法随意更改监控芯片硬件设计及基于该专用硬件的软件设计；服务器主板上需要集成监控芯片及其配套使用的内存、FLASH等外围器件组成的小型嵌入式系统，增大了主板的布线面积，不利于服务器主板的小型化；监控系统在上电或重启前的几秒钟之内，服务器主板的监控处于空白状态，尤其是失控的风扇将会以最大转速工作，发出刺耳的噪声，加速风扇寿命磨损。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够全程、无死角的监控服务器主板运行，且方便更换的飞腾服务器的监控管理板卡。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种飞腾服务器的监控管理板卡，该板卡为基于PCI-E的板卡，该板卡包括龙芯2K处理器功能模块、智能监控接口和监控上层模块，龙芯2K处理器功能模块包括龙芯2K处理器、DDR内存、FLASH、电源管理、以太网接口和视频显示接口；所述智能监控接口包括PCI-E x4总线信号接口和监控信号接口，监控信号接口包括I2C接口、+5V_STBY独立供电、UART接口、远程更新BIOS接口，PCI-E x4总线信号接口与龙芯2K处理器功能模块连接，监控信号接口与龙芯2K处理器连接；所述监控上层模块包括数据模块和PMBUS接口，数据模块和PMBUS接口均与龙芯2K处理器功能模块连接。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的飞腾服务器的监控管理板卡，所述智能监控接口使用PCI-E x8金手指，PCI-E x8金手指设置有A、B两侧各49个管脚。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的飞腾服务器的监控管理板卡，龙芯2K处理器的UART_RX1管脚连接到智能监控接口的B侧38管脚UART_RX；UART_TX1管脚连接到智能监控接口的B侧37管脚UART_TX；龙芯2K处理器中的IO端口GPIO5通过线与电路连接智能监控接口的A侧47管脚RST_MCU；

龙芯2K处理器的SPI_SI1管脚连接智能监控接口的B侧41管脚SPI_SI；SPI_SO1管脚连接智能监控接口的B侧42管脚SPI_SO；SPI_CS1管脚连接智能监控接口的B侧45管脚SPI_CS；GPIO_0管脚连接智能监控接口的B侧46管脚BIOS_UPDATE；SPI_SCK1管脚连接智能监控接口的A侧43管脚SPI_SCK；GPIO_1管脚连接智能监控接口的A侧44管脚SPI_WP_R；

龙芯2K处理器I2C接口的SCL1管脚、SDA1管脚分别连接到智能监控接口的A侧39管脚、40管脚；

龙芯2K处理器的电源模块连接智能监控接口的A侧33管脚、34管脚、35管脚，同时连接到B侧的33管脚、34管脚，使用+5V独立供电。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的飞腾服务器的监控管理板卡，龙芯2K处理器中的IO端口GPIO2、GPIO3用于实现I2C接口的SCL、SDA信号，SCL信号连接至数据模块的管脚6，SDA信号连接至数据模块的管脚5；

电阻R150、R151、R152的一端连接在一起，上拉到P3V3_STBY，电阻R150、R151、R152的另一端分别与电阻R153、R154、R155连接在一起，电阻R153、R154、R155的另一端接地；电阻R150、R153的公共接线端连接到数据模块的管脚1，电阻R151、R154的公共接线端连接到数据模块的管脚2，电阻R152、R155的公共接线端连接到数据模块的管脚3；

电阻R157、R156的公共接线端连接至数据模块的管脚7，R157的另一端接电压P3V3_STBY，R156的另一端接地；数据模块的管脚8和电容C140连接至电压P3V3_STBY，电容C140的另一端接地；

其中，电阻R150、R151、R152、R153、R154、R155、R156、R157、电容C140为组成数据模块的元件。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的飞腾服务器的监控管理板卡，所述PMBUS接口包括连接器，连接器上设置有管脚1、2、3、4；龙芯2K处理器I2C接口的SCL2管脚、SDA2管脚分别连接到电阻R160、R161，生成信号PMBUS_SCL、PMBUS_SDA，龙芯2K处理器中的IO端口GPIO4连接到电阻R162，生成信号PMBUS_alert，电阻R160、R161、R162分别连接至连接器的管脚1、2、3，连接器的管脚4接地。

本发明所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现，对于以上所述的飞腾服务器的监控管理板卡，所述数据模块为EEPROM。

与现有技术相比，本发明的优点：

1、方便替换监控芯片

通过本发明提出的技术手段，把风扇的控制功能与监控管理进行了分离，风扇的控制由服务器主板的单片机系统进行，监控管理功能放置在一块独立板卡上；监控管理功能可以使用市面上通用的嵌入式处理器芯片，不仅仅使用专用监控管理芯片；因不再是小众芯片产品，供货及价格有保障；特别是基于PCI-E板卡的通用处理器芯片设计，可利用我国大量的开发人员、丰富的设计资源及技术支持；人力、物力、技术上的保证，可改变我国在服务器监控管理方向上的弱势地位；

2、有利于服务器的小型化

本发明提出的基于通用单片机最小化的监控设计，节省了服务器主板的布线空间，降低了主板的设计难度；另外监控管理系统做在一块独立板卡上，可以减少服务器机箱的尺寸，有利于服务器的小型化；

3、全程、无死角的监控服务器主板的运行

采用本发明可在尽可能短的时间里对服务器主板进行监控，且根据对环境温度的监测，控制风扇以正常转速运行，杜绝了服务器开机时发出的刺耳风扇噪声，减少风扇寿命磨损，让服务器像PC机一样安静的运行；并且，即使本发明不工作，也不影响服务器主板的正常运行。

附图说明

图1为本发明的一种结构架构图；

图2为本发明数据模块的结构连接示意图；

图3为本发明的PMBUS接口示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明附图，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。

参照图1至3，一种PCI-E的板卡的飞腾服务器的监控管理板卡，包括龙芯2K处理器功能模块、智能监控接口、监控上层模块；

龙芯2K处理器功能模块包括龙芯2K处理器、DDR内存、FLASH、电源管理、以太网接口、视频显示接口；

龙芯2K处理器通过芯片内的GPU控制器在视频显示接口显示图形或字符界面，显示数据来源于PCI-E x4总线；

龙芯2K处理器通过芯片内的GMAC控制器提供1000Mbps的以太网接口；

智能监控接口由标准的PCI-E x4总线信号和监控信号两部分组成；标准的PCI-Ex4总线信号可以实现PCI-E x1、PCI-E x4可变速度的总线接口；监控信号包括I2C接口、+5V_STBY独立供电、UART接口、远程更新BIOS接口；

智能监控接口使用PCI-E x8金手指，智能监控接口的管脚定义如表1所示：

表1智能监控接口的管脚定义

龙芯2K处理器通过标准PCI-E x4总线信号进行数据通信；

龙芯2K处理器的UART_RX1管脚连接到智能监控接口的B侧38管脚UART_RX；UART_TX1管脚连接到智能监控接口的B侧37管脚UART_TX；龙芯2K处理器中的IO端口GPIO5通过线与电路连接智能监控接口的A侧47管脚RST_MCU；

监控上层模块包括数据模块和PMBUS接口；

数据模块既可以使用龙芯2K处理器模块中的FLASH存储，也可以使用独立的EEPROM；

以EEPROM为例，龙芯2K处理器中的IO端口GPIO2、GPIO3用于实现I2C接口的SCL、SDA信号，SCL信号连接至EEPROM管脚6，SDA信号连接至EEPROM管脚5；

电阻R150、R151、R152的一端连接在一起，上拉到P3V3_STBY，电阻R150、R151、R152的另一端分别与电阻R153、R154、R155连接在一起，电阻R153、R154、R155的另一端接地；电阻R150、R153的公共接线端连接到EEPROM的管脚1，电阻R151、R154的公共接线端连接到EEPROM的管脚2，电阻R152、R155的公共接线端连接到EEPROM的管脚3；以上电阻网络构成了EEPROM的地址；

电阻R157、R156的公共接线端连接至EEPROM的管脚7，R157的另一端接电压P3V3_STBY，R156的另一端接地；

EEPROM的管脚8和电容C140连接至电压P3V3_STBY，电容C140的另一端接地；

其中，电阻R150、R151、R152、R153、R154、R155、R156、R157、电容C140为组成数据模块的元件；

本发明通过智能监控接口中的UART接口与服务器主板进行通信，获取风扇转速数据、温度数据、电压测量数据等监控信息，并在某些监控信息超出其预置阈值至发出警报和日志事件，监控信息、日志事件都保存到数据模块中。

PMBUS接口包括连接器，连接器上设置有管脚1、2、3、4，龙芯2K处理器I²C接口的SCL2管脚、SDA2管脚分别连接到电阻R160、R161，生成信号PMBUS_SCL、PMBUS_SDA，龙芯2K处理器中的IO端口GPIO4连接到电阻R162，生成信号PMBUS_alert，电阻R160、R161、R162分别连接至连接器的管脚1、2、3，连接器的管脚4接地。

本申请的发明原理在于：

1、本发明通过PCI-E总线向服务器主板提供显示功能

本发明通过PCI-E总线与飞腾服务器主板之间传输批量数据，服务器主板通过PCI-E总线向本发明的视频显示接口传输所需的图形/字符界面数据，本发明向服务器主板提供显示功能；

2、本发明向远程监控人员提供访问接口

本发明采用I2C接口与飞腾服务器主板进行通信，获取CPU运行信息，保存到数据模块中；本发明采用UART接口与服务器主板进行通信，获取风扇转速数据、温度数据、电压测量数据等监控信息，并在某些监控信息超出其预置阈值至发出警报和日志事件。监控信息、警报、日志事件都保存到数据模块中；

本发明提供WEB服务供远程监控上位机使用，WEB服务中提供CPU运行信息、风扇转速数据、温度数据、电压测量数据、警报和日志事件等信息。

本发明把来自于PCI-E总线的图形/字符界面数据发送到远程上位机，供远程人员监视服务器的运行状态使用，同时把远程人员操作的键盘、鼠标的命令通过PCI-E传输到服务器主板中进行处理；

3、独立的风扇控制系统

本发明把风扇的控制功能与监控管理进行了分解，风扇的控制功能由服务器主板的单片机系统进行，监控管理放入本发明中；本发明把温度曲线参数通过UART接口发送到服务器主板，即使本发明不工作，也不影响服务器主板的正常工作；

本发明通过与服务器主板的UART通信是否正常，判断是否要通过RST_MCU信号复位服务器主板的风扇控制系统。

4、远程更新BIOS功能

当BIOS_UPDATE信号为高时，本发明可以访问服务器主板上的BIOS芯片，此时飞腾多核处理器不可以访问BIOS芯片；当BIOS_UPDATE信号为低时，飞腾多核处理器可以访问服务器主板上的BIOS芯片，本发明不可以访问BIOS芯片；智能监控接口中的SPI_SI、SPI_SO、SPI_CS、SPI_SCK、SPI_WP_R信号共同组成SPI接口，完成对BIOS芯片的访问功能。

本申请的发明要点在于：

1、本发明提出了智能监控接口

智能监控接口由标准的PCI-E x4总线信号和监控信号两部分组成，通过智能监控接口，监控管理功能和服务器主板进行分离，监控管理功能可以设计在一个独立的PCI-E板卡中；

2、本发明提出了数据模块

数据模块既可以使用龙芯2K处理器模块中的FLASH，也可以使用独立的EEPROM；数据模块中保存了风扇转速数据、温度数据、电压测量数据等监控信息，同时保存超出预置阈值的警报和日志事件数据。

3、本发明提出了使用通用嵌入式处理器架构

本发明既可以使用服务器专用的监控芯片，也可以使用通用嵌入式处理器芯片；本发明无须知悉服务器主板的设计细节，和服务器主板之间采用I2C和UART通信接口，对于大量数据通信，增加了PCI-E通信接口。服务器主板通过PCI-E总线向本发明的视频显示接口传输所需的图形/字符界面数据。基于此架构，本发明定义了服务器的监控管理板卡。

本发明的优点在于：

1、方便替换监控芯片

通过本发明提出的技术手段，把风扇的控制功能与监控管理进行了分离，风扇的控制由服务器主板的单片机系统进行，监控管理功能放置在一块独立板卡上；监控管理功能可以使用市面上通用的嵌入式处理器芯片，不仅仅使用专用监控管理芯片；因不再是小众芯片产品，供货及价格有保障。特别是基于PCI-E板卡的通用处理器芯片设计，可利用我国大量的开发人员、丰富的设计资源及技术支持；人力、物力、技术上的保证，可改变我国在服务器监控管理方向上的弱势地位；

2、有利于服务器的小型化

本发明提出的基于通用单片机最小化的监控设计，节省了服务器主板的布线空间，降低了主板的设计难度；另外监控管理系统做在一块独立板卡上，可以减少服务器机箱的尺寸，有利于服务器的小型化。

3、全程、无死角的监控服务器主板的运行

采用本发明可在尽可能短的时间里对服务器主板进行监控，且根据对环境温度的监测，控制风扇以正常转速运行，杜绝了服务器开机时发出的刺耳风扇噪声，减少风扇寿命磨损，让服务器像PC机一样安静的运行；即使本发明不工作，也不影响服务器主板的正常运行。

Claims

1.一种飞腾服务器的监控管理板卡，其特征在于：该板卡为基于PCI-E的板卡，该板卡包括龙芯2K处理器功能模块、智能监控接口和监控上层模块，龙芯2K处理器功能模块包括龙芯2K处理器、DDR内存、FLASH、电源管理、以太网接口和视频显示接口；所述智能监控接口包括PCI-E x4总线信号接口和监控信号接口，监控信号接口包括I²C接口、+5V_STBY 独立供电、UART接口、远程更新BIOS接口，PCI-E x4总线信号接口与龙芯2K处理器功能模块连接，监控信号接口与龙芯2K处理器连接；所述监控上层模块包括数据模块和PMBUS接口，数据模块和PMBUS接口均与龙芯2K处理器功能模块连接；

龙芯2K处理器的SPI_SI1管脚连接智能监控接口的B侧41管脚SPI_SI； SPI_SO1管脚连接智能监控接口的B侧42管脚SPI_SO；SPI_CS1管脚连接智能监控接口的B侧45管脚SPI_CS；GPIO_0管脚连接智能监控接口的B侧46管脚BIOS_UPDATE；SPI_SCK1管脚连接智能监控接口的A侧43管脚SPI_SCK； GPIO_1管脚连接智能监控接口的A侧44管脚SPI_WP_R；

龙芯2K处理器I²C接口的SCL1管脚、SDA1管脚分别连接到智能监控接口的A侧39管脚、40管脚；

龙芯2K处理器的电源模块连接智能监控接口的A侧33管脚、34管脚、35管脚，同时连接到B侧的33管脚、34管脚，使用+5V独立供电；

龙芯2K处理器中的IO端口GPIO2、GPIO3用于实现I²C接口的SCL、SDA信号，SCL信号连接至数据模块的管脚6，SDA信号连接至数据模块的管脚5；

所述PMBUS接口包括连接器，连接器上设置有管脚1、2、3、4；龙芯2K处理器I²C接口的SCL2管脚、SDA2管脚分别连接到电阻R160、R161，生成信号PMBUS_SCL、PMBUS_SDA，龙芯2K处理器中的IO端口GPIO4连接到电阻R162，生成信号PMBUS_alert，电阻R160、R161、R162分别连接至连接器的管脚1、2、3，连接器的管脚4接地。

2.根据权利要求1所述的飞腾服务器的监控管理板卡，其特征在于：所述智能监控接口使用PCI-E x8金手指，PCI-E x8金手指设置有A、B两侧各49个管脚。

3.根据权利要求1所述的飞腾服务器的监控管理板卡，其特征在于：所述数据模块为EEPROM。