CN112000613A - 一种多单元服务器管理单元及多单元服务器 - Google Patents

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宋凯华
路永轲
朱书衫
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Abstract

一种多单元服务器的管理单元(1)，其特征在于，包括：龙芯2H主控芯片(6)，配置用于对服务器各硬件单元的控制；网络接口(7)，配置用于本地控制和远程控制的实现；串口通信模块(7)，配置用于实施接口单元的部分接口与本地外置移动设备的通信及内外网通信单元(3)的通信隔离控制。通过龙芯2H主控芯片(6)及基于龙芯2H芯片控制下实现的内外网通信单元(3)，保证了多单元服务器运行时的数据传输的安全性和可靠性。

Description

一种多单元服务器管理单元及多单元服务器
技术领域
本发明涉及计算机硬件管理控制领域，具体说是一种服务器管理单元的国产化管理单元的实现。
背景技术
随着国际关系日趋紧张，国家安全面临严峻威胁，掌握核心技术，实现芯片国产化成为必然趋势。管理单元作为服务器重要组成部分，传统设计多使用Aspeed公司AST2400及以上芯片作为主控芯片，该芯片虽技术成熟，但一直未有国产化替代方案。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种多单元服务器的管理单元，包括：
龙芯2H主控芯片，配置用于对服务器各硬件单元的控制；
网络接口，配置用于本地控制和远程控制的实现；
串口通信模块，配置用于实施接口单元的部分接口与本地外置移动设备的通信及内外网通信单元的通信隔离控制。
在一些实施方式中，所述管理单元通过龙芯2H芯片的SPI接口控制BIOS和运算处理单元的中央处理器；
管理单元还包括:SODIMM DDR3/DDR2类型的内存、以及mSATA接口类型的外部存储器。
在一些实施方式中，所述网络接口包括：
由PCIE通过82574芯片控制的网络接口；
由主控芯片GMAC接口控制的网络接口。
在一些实施方式中，所述串口通信模块包括：
由MAX3243芯片控制的四路UART串口；
其中，两组UART串口分别用于接口单元的热备串口和调试接口，其余两组分别用于控制内外网通信单元的内网通信模块和外网通信模块。
本发明实施例的另一方面，还提供了一种基于上述多单元服务器管理单元的多单元服务器，包括：
如前所述的管理单元；
内外网通信单元，配置用于内外网通信；
接口单元，配置用于对外提供数据传输接口；
运算处理单元，配置用于处理所有逻辑判断；
背板，配置用于各单元之间连接。
在一些实施例中，所述接口单元对外提供的接口包括：网络接口、热备串口、调试接口。
在一些实施例中，所述网络接口包括：
由管理单元主控芯片GMAC控制器控制的2个网络接口，配置用于本地控制和远程控制功能的实现；
在一些实施例中，管理单元主控芯片的GMAC控制器控制2个网络接口芯片RTL8211E提供两个网络接口；
管理单元主控芯片的PCIE线连接到82574网络接口芯片提供出一条备用网络接口用于本地控制和远程控制。
在一些实施例中，所述调试接口包括：由管理单元MAX3243芯片控制的一路UART串口；所述热备串口包括：由管理单元MAX3243芯片控制的一路UART串口。
在一些实施例中，所述内外网通信单元包括：
内网通信单元，由管理单元MAX3243芯片控制的一路UART串口控制，对内网提供网络传输；
外网通信单元，由管理单元MAX3243芯片控制的一路UART串口控制，对外网提供网络传输。
在一些实施例中，所述多单元服务器各单元采用3U CPCI标准以模块化设计通过背板实现各单元之间的连接
本发明通过国产龙芯2H处理器自带控制器实现接口扩展，实现对各单元的状态管理和各单元通信功能。对数据安全、网络通信安全起到了有效的保护，模块化的设计更便于各单元设备的升级维护。
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实施例。
图1为本发明实施例管理单元系统架构图。
图2为本发明实施例管理单元CPU电路设计图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图。对本发明实施例进一步详细说明。
如图1所述，本发明的一方面提供了一种多单元服务器的管理单元1，包括：龙芯2H主控芯片6，配置用于对服务器各硬件单元的控制；
网络接口7，配置用于本地控制和远程控制的实现；
串口通信模块5，配置用于实施接口单元的部分接口与本地外置移动设备的通信及内外网通信单元的通信隔离控制。
管理单元通过龙芯2H提供的丰富接口，对各单元提供有效控制。
在一些实施方式中，管理单元1使用MAX3243对龙芯2H芯片提供的4个UART串口控制器电位转换使其可直接与外部设备通信，并分别与接口单元2中的热备串口、JTAG调试接口、内外网通信单元3中的内网通信模块和外网通信模块相连，对后者状态进行控制。
在一些实施方式中，管理单元1使用龙芯2H芯片提供的2个GMAC控制器控制两路网络接口7的输出，分别实现本地控制和远程控制功能。
在一些实施方式中，管理单元1使用龙芯2H芯片提供的SPI接口实现对BIOS 10和运算处理单元4状态的控制。
管理单元1支持的内存包括：SODIMM D DR3内存和DDR2内存。
管理单元1支持的外部存储包括：mSATA接口的外部存器。
如图1所示，本发明实施例的另一方面，还提供了基于上述管理单元的多单元服务器，包括：
如前所述的管理单元1；
内外网通信单元3，与管理单元相连，配置用于内外网络通信；
接口单元2，与管理单元相连，配置用于对外提供数据传输接口；
运算处理单元4，与管理单元相连，配置用于作通用计算；
背板，配置用于各单元之间连接。
管理单元1的主控芯片采用龙芯2H芯片6，龙芯2H处理器采用65nm工艺实现，主频达1GHz以上。片内集成定点处理器、浮点处理器、流媒体处理和图形图像处理功能，以及南桥、北桥等配套芯片组功能，专门适应于安全计算机、云终端、网络设备、消费类电子等需求。
龙芯2H处理器对外接口丰富，集成2个10M/100M/1000M自适应GMAC、2个SATA、1个SPI、2个I2C、4个UART等控制器，可很好满足各类对外接口需求。
在一些实施例中，管理单元1采用的内存8为SODIMM DDR3内存，内存频率1333MHz,容量为2GB，热插拔方便，与龙芯处理器有良好的兼容性。外部存储器9采用2路128GB mSATA固态硬盘，接口简单通用，适用性强，主要用于存储操作系统、备份日志数据等，同时为上层应用提供存储空间，龙芯2H芯片提供的4个UART控制器，由管理单元中MAX3243芯片5进行电位转换出4根UART数据线。
在一些实施例中，管理单元1采用的内存8的配置，可根据性能需要组成双通道内存模式，以增强多单元服务器处理能力。
在一些实施例中，管理单元1可根据读写数据性能的需要，将外部存储器9组成RADI0等磁盘阵列模式。
在一些实施例中，所述内外网通信单元3，负责与外界进行网络数据通信，该单元将由龙芯2H主控芯片提供的2路UART串口转换成以太网设备通信的网络接口，两路UART串口分别控制内网通信模块和外网通信模块，内网通信模块与外网通信模块相互独立与外部不同网络相连，实现对内网和外网的数据传输控制，保证数据的安全可靠传输。
在一些实施例中，所述接口单元2，配置用于对外提供数据接口，包括：
1个热备串口，1个JTAG调试接口，2个网络接口；
所述接口单元2中的两个网络接口，由管理单元1主控芯片龙芯2H提供的2个GMAC控制器控制，2个网络接口在管理单元1的控制下分别实现本地配置管理功能和远程控制管理功能；
所述接口单元2中的热备串口，由管理单元1的主控芯片6龙芯2H的4个UART串口控制器中的一个控制器控制；
同样，所述接口单元2中的JTAG调试接口，由管理单元1的主控芯片6龙芯2H的4个UART串口控制器中的一个控制器控制，与外部调试装置连接后可对管理单元及管理单元所控制的各单元进行调试。
在一些实施例中，管理单元1主控芯片6通过PCIE总线连接经Intel82574芯片控制一路网络接口与接口单元相连，作为预留的网络接口备用。
运算处理单元4，包括国产通用中央处理器。
图2所示为本发明实施例管理单元CPU电路设计图。其中龙芯2H的SATA控制器控制2个128G mSATA接口的固态硬盘，SPI接口控制BIOS芯片，UART与MAX3243扩展芯片相连，RTC控制器与RTC芯片相连，DDR2/3控制器控制2G DDR3 SODIMM类型内存，2个GMAC控制器分别控制两个RTL8211E网络芯片。
本发明提出的国产管理单元实现方法，已成功应用于CPCI多单元服务器产品，该管理单元实现对AST2400管理单元部分功能的良好替代，实现了管理单元主控芯片的国产化，提供了一种管理单元国产化方案，提供了一种国产管理单元实现方法，保证了数据传输的安全可靠性。
以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多单元服务器的管理单元，其特征在于，包括：
龙芯2H主控芯片，配置用于对服务器各硬件单元的控制；
网络接口，配置用于本地控制和远程控制的实现；
串口通信模块，配置用于实施接口单元的部分接口与本地外置移动设备的通信及内外网通信单元的通信隔离控制。
2.根据权利要求1所述的管理单元，其特征在于：
所述管理单元通过龙芯2H主控芯片的SPI接口控制BIOS和运算处理单元的中央处理器；
所述管理单元的还包括：SODIMM DDR3/DDR2类型的内存、以及mSATA接口类型的外部存储器。
3.根据权利要求1所述的管理单元，其特征在于，所述网络接口包括：
由PCIE通过82574芯片控制的网络接口；
由主控芯片GMAC接口控制的网络接口。
4.根据权利要求1所述的管理单元，其特征在于，所述串口通信模块包括：
由MAX3243芯片控制的四路UART串口；
其中，两组UART串口分别用于接口单元的热备串口和调试接口，
其余两组分别用于控制内外网通信单元的内网通信模块和外网通信模块。
5.一种多单元服务器，其特征在于，包括：
如权利要求1所述的管理单元；
内外网通信单元，与管理单元相连，配置用于内外网络通信；
接口单元，与管理单元相连，配置用于对外提供数据传输接口；
运算处理单元，与管理单元相连，配置用于作通用计算；
背板，配置用于各单元之间连接。
6.根据权利要求5所述的多单元服务器，其特征在于：
所述接口单元包括：网络接口、热备串口、调试接口。
7.根据权利要求6所述的多单元服务器，其特征在于，所述网络接口包括：
由管理单元主控芯片GMAC控制器控制的2个网络接口，配置用于本地控制和远程控制功能的实现；
由管理单元主控芯片PCIE通过82574芯片控制的网络接口，作为备用网络接口。
8.根据权利要求6所述多单元服务器，其特征在于：
所述调试接口包括：由管理单元MAX3243芯片控制的一路UART串口；
所述热备串口包括：由管理单元MAX3243芯片控制的一路UART串口。
9.根据权利要求5所述的多单元服务器。其特征在于，所述内外网通信单元包括：
内网通信单元，由管理单元MAX3243芯片控制的一路UART串口控制，对内网提供网络传输；
外网通信单元，由管理单元MAX3243芯片控制的一路UART串口控制对外网提供网络传输。
10.根据权利要求5所述的多单元服务器，其特征在于：
所述多单元服务器各单元采用3U CPCI标准以模块化设计通过背板实现各单元之间的连接。
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