CN111858408B - 基于i2c总线的多处理器架构电源管控装置 - Google Patents

基于i2c总线的多处理器架构电源管控装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于机柜系统健康管理技术领域，具体涉及一种基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置。所述电源管控装置包括：控制模块、执行模块、I2C总线；与现有技术相比较，本发明主要针对由板卡组成的机柜系统，设计了一种基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置。该装置采用分布式架构，由控制模块板卡和多个相同的执行模块板卡组成。执行模块板卡使用低功耗的处理器A2F500通过I2C总线接收用户指令，控制板卡内6678、Zynq等高功耗处理器的上下电过程。解决了传统方法无法根据实际需求实现控制的问题，达到了人为因素主动控制系统功耗的目的。

Description

基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置
技术领域
本发明属于机柜系统健康管理技术领域，具体涉及一种基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置。
背景技术
随着科技的发展，电子产品有微型化、集成化、模块化的发展趋势，低功耗指标显得尤为重要。一方面，降低系统功耗可以减少能源供给，使产品可以做得更小，适应微型化、集成化的结构；另一方面，各个板卡可以按照用户的需求决定是否运行，降低板卡的使用时间可以延长板卡的使用寿命，满足模块化的发展趋势。传统的电源管控方法是监测温度、输入电流、输出电压等参数计算系统总功耗，通过实现CPU降频将系统总功耗控制在设定阈值以下。该方法只能被动控制功耗，无法根据具体的功能人为主动改变功耗。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种基于I2C总线的多处理器架构电源管控方案。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置，所述电源管控装置包括：控制模块、执行模块、I2C总线；
所述控制模块包括：用户界面、商业CPU、RAM以及A2F500主芯片；所述控制模块负责传输用户对机柜内所有执行模块的上电指令或下电指令；
所述执行模块包括：A2F500从节点芯片、供电电路、复位电路和高功耗电路；所述A2F500从节点芯片在执行模块中作为I2C总线的从节点接收主节点的指令，并实现对供电电路、复位电路的控制，进而控制高功耗电路的供电引脚、复位引脚；根据用户的需求，执行对高功耗处理器的上电操作或的下电操作；
所述电源管控装置实施过程中：
首先，进行指令调度；
用户在界面中输入上电指令或下电指令，商业CPU将上电指令或下电指令经RAM传输到A2F500主节点芯片，A2F500主节点芯通过I2C总线向指定I2C地址的执行模块发送指令调度消息；
然后，执行上电或执行下电；
指定执行模块的A2F500从节点芯收到指令调度消息后，解析指令参数获取该指令为上电指令或者下电指令；若该指令为上电指令，则控制供电电路对高功耗电路供电引脚输入高电平，然后控制复位电路将高功耗电路的复位引脚抬起，使高功耗电路处于工作状态；
若该指令为下电指令，则控制供电电路对高功耗电路供电引脚输入低电平，使高功耗电路处于关闭状态，从而降低该执行模块的功耗。
其中，多个执行模块挂载在I2C总线上，均与控制模块通过I2C总线连接。
其中，所述I2C总线通过不同的I2C地址用以区分各个执行模块。
其中，机柜底板使用上下拉电阻实现对执行模块所在I2C节点的地址片选。
其中，所述电源管控装置将高功耗电路与管控电路模块化，采用上电或下电的策略，通过I2C总线实现用户对机柜系统灵活的电源管控功能。
其中，所述RAM为双口RAM。
其中，所述执行模块设有多个，每个执行模块是机柜内各个高功耗板卡的通用模块。
其中，所述A2F500从节点芯片在执行模块中作为I2C总线的从节点接收主节点的指令，并通过GPIO实现对供电电路、复位电路的控制，进而控制高功耗电路的供电引脚、复位引脚。
其中，所述A2F500主节点芯片作为I2C总线的主节点起到指令传输的作用。
其中，所述高功耗处理器包括6678处理器、Zynq处理器。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明主要针对由板卡组成的机柜系统，设计了一种基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置。该装置采用分布式架构，由控制模块板卡和多个相同的执行模块板卡组成。执行模块板卡使用低功耗的处理器A2F500通过I2C总线接收用户指令，控制板卡内6678、Zynq等高功耗处理器的上下电过程。解决了传统方法无法根据实际需求实现控制的问题，达到了人为因素主动控制系统功耗的目的。
附图说明
图1是电源管控装置系统结构图。
图2是执行模块内部结构图。
图3是上下电调度流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
机柜由各个板卡组成，本发明旨在采用一种策略：通过机柜的控制模块调度其它板卡是否运行，达到降低机柜总功耗、增加机柜使用寿命的目的。板卡采用多处理架构：一块处理器通过I2C接收用户的指令信息，控制其它处理器的上电与下电，从而实现灵活的电源管控功能。
为解决现有技术问题，本发明提供一种基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置，如图1所示，所述电源管控装置包括：控制模块、执行模块、I2C总线；
所述控制模块包括：用户界面、商业CPU、RAM以及A2F500主芯片；所述控制模块负责传输用户对机柜内所有执行模块的上电指令或下电指令；
如图2所示，所述执行模块包括：A2F500从节点芯片、供电电路、复位电路和高功耗电路；所述A2F500从节点芯片在执行模块中作为I2C总线的从节点接收主节点的指令，并实现对供电电路、复位电路的控制，进而控制高功耗电路的供电引脚、复位引脚；根据用户的需求，执行对高功耗处理器的上电操作或的下电操作；
所述电源管控装置实施过程中：
首先，进行指令调度；
如图3所示，用户在界面中输入上电指令或下电指令，商业CPU将上电指令或下电指令经RAM传输到A2F500主节点芯片，A2F500主节点芯通过I2C总线向指定I2C地址的执行模块发送指令调度消息；
然后，执行上电或执行下电；
指定执行模块的A2F500从节点芯收到指令调度消息后，解析指令参数获取该指令为上电指令或者下电指令；若该指令为上电指令，则控制供电电路对高功耗电路供电引脚输入高电平，然后控制复位电路将高功耗电路的复位引脚抬起，使高功耗电路处于工作状态；
若该指令为下电指令，则控制供电电路对高功耗电路供电引脚输入低电平，使高功耗电路处于关闭状态，从而降低该执行模块的功耗。
其中，多个执行模块挂载在I2C总线上，均与控制模块通过I2C总线连接。
其中，所述I2C总线通过不同的I2C地址用以区分各个执行模块。
其中，机柜底板使用上下拉电阻实现对执行模块所在I2C节点的地址片选。
其中，所述电源管控装置将高功耗电路与管控电路模块化，采用上电或下电的策略，通过I2C总线实现用户对机柜系统灵活的电源管控功能。
其中，所述RAM为双口RAM。
其中，所述执行模块设有多个，每个执行模块是机柜内各个高功耗板卡的通用模块。
其中，所述A2F500从节点芯片在执行模块中作为I2C总线的从节点接收主节点的指令，并通过GPIO实现对供电电路、复位电路的控制，进而控制高功耗电路的供电引脚、复位引脚。
其中，所述A2F500主节点芯片作为I2C总线的主节点起到指令传输的作用。
其中，所述高功耗处理器包括6678处理器、Zynq处理器。
此外，本发明还提供一种基于I2C总线的多处理器架构电源管控方法，所述电源管控方法基于电源管控装置来实施，如图1所示，所述电源管控装置包括：控制模块、执行模块、I2C总线；
所述控制模块包括：用户界面、商业CPU、RAM以及A2F500主芯片；所述控制模块负责传输用户对机柜内所有执行模块的上电指令或下电指令；
如图2所示，所述执行模块包括：A2F500从节点芯片、供电电路、复位电路和高功耗电路；所述A2F500从节点芯片在执行模块中作为I2C总线的从节点接收主节点的指令，并实现对供电电路、复位电路的控制，进而控制高功耗电路的供电引脚、复位引脚；根据用户的需求，执行对6678、Zynq等高功耗处理器的上电操作或的下电操作；
所述电源管控方法包括如下步骤：
步骤1：指令调度；
如图3所示，用户在界面中输入上电指令或下电指令，商业CPU将上电指令或下电指令经RAM传输到A2F500主节点芯片，A2F500主节点芯通过I2C总线向指定I2C地址的执行模块发送指令调度消息；
步骤2：执行上电或执行下电；
指定执行模块的A2F500从节点芯收到指令调度消息后，解析指令参数获取该指令为上电指令或者下电指令；若该指令为上电指令，则控制供电电路对高功耗电路供电引脚输入高电平，然后控制复位电路将高功耗电路的复位引脚抬起，使高功耗电路处于工作状态；
若该指令为下电指令，则控制供电电路对高功耗电路供电引脚输入低电平，使高功耗电路处于关闭状态，从而降低该执行模块的功耗。
其中，多个执行模块挂载在I2C总线上，均与控制模块通过I2C总线连接。
其中，所述I2C总线通过不同的I2C地址用以区分各个执行模块。
其中，机柜底板使用上下拉电阻实现对执行模块所在I2C节点的地址片选。
其中，所述电源管控装置将高功耗电路与管控电路模块化，采用上电或下电的策略，通过I2C总线实现用户对机柜系统灵活的电源管控功能。
其中，所述RAM为双口RAM。
其中，所述执行模块设有多个，每个执行模块是机柜内各个高功耗板卡的通用模块。
其中，所述A2F500从节点芯片在执行模块中作为I2C总线的从节点接收主节点的指令，并通过GPIO实现对供电电路、复位电路的控制，进而控制高功耗电路的供电引脚、复位引脚。
其中，所述A2F500主节点芯片作为I2C总线的主节点起到指令传输的作用。
其中，所述高功耗处理器包括6678处理器、Zynq处理器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置，其特征在于，所述电源管控装置包括：控制模块、执行模块、I2C总线；
所述控制模块包括：用户界面、商业CPU、RAM以及A2F500主芯片；所述控制模块负责传输用户对机柜内所有执行模块的上电指令或下电指令；
所述执行模块包括：A2F500从节点芯片、供电电路、复位电路和高功耗电路；所述A2F500从节点芯片在执行模块中作为I2C总线的从节点接收主节点的指令，并实现对供电电路、复位电路的控制，进而控制高功耗电路的供电引脚、复位引脚；根据用户的需求，执行对高功耗处理器的上电操作或的下电操作；
所述电源管控装置实施过程中：
首先，进行指令调度；
用户在界面中输入上电指令或下电指令，商业CPU将上电指令或下电指令经RAM传输到A2F500主节点芯片，A2F500主节点芯通过I2C总线向指定I2C地址的执行模块发送指令调度消息；
然后，执行上电或执行下电；
指定执行模块的A2F500从节点芯收到指令调度消息后，解析指令参数获取该指令为上电指令或者下电指令；若该指令为上电指令，则控制供电电路对高功耗电路供电引脚输入高电平，然后控制复位电路将高功耗电路的复位引脚抬起，使高功耗电路处于工作状态；
若该指令为下电指令，则控制供电电路对高功耗电路供电引脚输入低电平，使高功耗电路处于关闭状态，从而降低该执行模块的功耗。
2.如权利要求1所述的基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置，其特征在于，多个执行模块挂载在I2C总线上，均与控制模块通过I2C总线连接。
3.如权利要求1所述的基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置，其特征在于，所述I2C总线通过不同的I2C地址用以区分各个执行模块。
4.如权利要求3所述的基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置，其特征在于，机柜底板使用上下拉电阻实现对执行模块所在I2C节点的地址片选。
5.如权利要求1所述的基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置，其特征在于，所述电源管控装置将高功耗电路与管控电路模块化，采用上电或下电的策略，通过I2C总线实现用户对机柜系统灵活的电源管控功能。
6.如权利要求1所述的基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置，其特征在于，所述RAM为双口RAM。
7.如权利要求1所述的基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置，其特征在于，所述执行模块设有多个，每个执行模块是机柜内各个高功耗板卡的通用模块。
8.如权利要求1所述的基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置，其特征在于，所述A2F500从节点芯片在执行模块中作为I2C总线的从节点接收主节点的指令，并通过GPIO实现对供电电路、复位电路的控制，进而控制高功耗电路的供电引脚、复位引脚。
9.如权利要求1所述的基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置，其特征在于，所述A2F500主节点芯片作为I2C总线的主节点起到指令传输的作用。
10.如权利要求1所述的基于I2C总线的多处理器架构电源管控装置，其特征在于，所述高功耗处理器包括6678处理器、Zynq处理器。
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