CN112015477B - 一种pcie链路的拆分方法、系统及扩展装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种PCIE链路的拆分方法、系统及扩展装置。方法包括获取转接卡的PICE槽位的拆分状态；基于所述拆分状态，获取PICE实际拆分需求，比较实际拆分需求与初始拆分需求的一致性；若一致，则分配实际拆分需求，若不一致，则保存实际拆分需求，并替换所述初始拆分需求，重启服务器，根据新保存的初始拆分需求，对PCIE链路进行拆分。硬件上通过扩展芯片进行IO资源扩展，PCIE的链路拆分由SCP FW单独进行控制，在更换设备后，无需针对特定配置的改变而升级固件，一个BIOS固件即可动态满足所有配置的需求，提高了生产效率，降低了维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及服务器链路配置技术领域，尤其是一种PCIE链路的拆分方法、系统及扩展装置。
背景技术
ARM(Advanced RISC Machines，RISC微处理器)架构的综合能力已经具备领先的数据中心级的性能和能效。所有运行数据中心的软件包括Linux、BSD、windows等各种操作系统及中间件等都可在ARM架构芯片上运行。Docker、VMware、KVM等开源平台都得到了ARM的技术支持。与传统x86服务器架构相比，Quicksilver(安培公司研发的第二代ARM 64位处理器芯片)处理器在服务器领域的扩展性以及能耗方面均拥有创新优势。在能耗方面，由于Quicksilver削减了云计算所需要性能之外的功能，再加上专门的控制处理器用于提供散热等电源管理相关的服务，性能更高、功耗也更低，其总体应用成本也是更低的。在高性能方面，Quicksilver采用7nm工艺，架构实现了最大的优化。基于Mesh网格化的部署密度确保内核的数量比市场上同类处理器的核数更多。Quicksilver处理器提供8通道DDR4-3200内存，每个通道能插两个DIMM，单路总带宽可达200GB/秒，单路配置支持128条PCIe Gen4通道(双路配置支持192条通道)；单路内存容量多达4TB。同时专注于云计算所需要的性能，使得云提供商可以非常简单的将该处理器整合到云环境中，应用于搜索、AI推理、解码、数据库等云计算领域，Quicksilver相对性能更高，功耗也更低。
由于Quicksilver双路服务器共支持192条PCIE GEN4链路通道，故在实际的使用过程中，需要结合具体配置对PCIE链路在BIOS setup界面进行手动修改拆分模式，且保存配置重启机器后方可满足使用需求，该方式极大降低了服务器改配时的工作效率。
发明内容
本发明提供了一种PCIE链路的拆分方法、系统及扩展装置，用于解决目前在服务器改配时，工作效率低的问题。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明第一方面提供了一种PCIE链路的拆分方法，所述方法包括以下步骤：
S1，获取转接卡的PICE槽位的拆分状态；
S2，基于所述拆分状态，获取PICE实际拆分需求，比较实际拆分需求与初始拆分需求的一致性；若一致，则分配实际拆分需求，若不一致，则保存实际拆分需求，并替换所述初始拆分需求，重启服务器，根据新保存的初始拆分需求，对PCIE链路进行拆分。
进一步地，在所述步骤S1之前还包括配置PCIE链路的硬件扩展架构。
进一步地，所述配置PCIE链路的硬件扩展架构的具体过程为：
配置扩展器，分别连接CPU和插接PCIE槽位的转接卡；
每个转接卡上设定连接所述扩展器的身份引脚，用于扩展器对PCIE槽位连接状态的获取。
进一步地，在配置PCIE链路的硬件扩展架构之后，步骤S1之前还包括步骤：
服务器开机，获取初始拆分需求，对处理器的PCIE链路进行拆分。
进一步地，所述初始拆分需求从BIOS(Basic input output system,基本输入输出系统)的固定数据区内获取。
进一步地，所述方法还包括：
将实际拆分需求存入BIOS固定数据区内。
本发明第二方面提供了一种PCIE链路的扩展装置，所述装置包括与服务器CPU连接的扩展器，所述扩展器还连接插接PCIE槽位的转接卡；每个转接卡上设定身份引脚，用于扩展器对的PICE槽位连接状态的获取。
进一步地，服务器为双路服务器，所述扩展芯片连接CPU0。
本发明第三方面提供了一种PCIE链路的拆分系统，所述系统包括：
状态获取单元，用于获取转接卡的PICE槽位的拆分状态；
链路拆分单元，基于所述拆分状态，获取PICE实际拆分需求，比较实际拆分需求与初始拆分需求的一致性；若一致，则分配实际拆分需求，若不一致，则保存实际拆分需求，并替换所述初始拆分需求，重启服务器，根据新保存的初始拆分需求，对PCIE链路进行拆分。
本发明第四方面提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令在拆分PCIE链路的系统上运行时，使所述拆分PCIE链路的系统执行所述拆分PCIE链路方法的步骤。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明在服务器开机时，通过获取转接卡上PCIE槽位的拆分状态，得到PCIE的实际拆分需求，与开机时的初始拆分需求比较，在两者不一致时，保存并替换初始拆分需求，并重启服务器，得到与转接卡上PCIE槽位的拆分状态相对应的链路拆分。应用本发明的方法，在更换设备后，无需针对特定配置的改变而升级固件，提高了生产及工作效率，降低了维护成本，对ARM服务器的批量部署和大规模应用提供了安全可靠的保障。
在硬件方面通过增加扩展器，以及在转接卡上设定身份引脚，使扩展器获取到PCIE槽位的连接状态，得到PCIE槽位的拆分状态，为本发明的拆分方法提供了硬件支撑和前提条件。
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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明所述拆分方法的流程示意图；
图2是本发明所述扩展装置的结构示意图；
图3是本发明所述拆分系统的结构示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1所示，本发明PCIE链路的拆分方法，包括以下步骤：
S1，获取转接卡的PICE槽位的拆分状态；
S2，基于所述拆分状态，获取PICE实际拆分需求，比较实际拆分需求与初始拆分需求的一致性；若一致，则分配实际拆分需求，若不一致，则保存实际拆分需求，并替换所述初始拆分需求，重启服务器，根据新保存的初始拆分需求，对PCIE链路进行拆分。
在步骤S1之前还包括配置PCIE链路的硬件扩展架构，具体配置过程为：配置扩展器，分别连接CPU和插接PCIE槽位的转接卡；每个转接卡上设定扩展器的身份引脚ID PIN，连接扩展器的GPIO，用于扩展器获取转接卡的ID PIN状态，从而获取到PCIE槽位的连接状态。扩展器采用PCA9555扩展芯片。
在配置PCIE链路的硬件扩展架构之后，步骤S1之前还包括步骤：服务器开机，获取初始拆分需求，对处理器的PCIE链路进行拆分。其中通过SCP(system control processor，系统控制处理机)FW(firmware，固件)固件先从BIOS的固定数据区内获取初始拆分需求，初始拆分需求为上一次的PCIE链路拆分需求。BIOS的固定数据区为固定BIOS地址的NVram-Parameter区域。
步骤S1中，服务器启动至BIOS阶段，BIOS获取PICE槽位的状态；当SCP FW固件启动到BIOS阶段时，BIOS会通过CPU的I2C5通道对PCA9555芯片通过SMBUS协议，读取PCA9555芯片的寄存器以获取GPIO的状态值设置。
步骤S2中，BIOS查询链路拆分需求表，得到与步骤S1获取的拆分状态对应的实际拆分需求，并比较实际拆分需求与初始拆分需求的一致性；若一致，则分配实际拆分需求，并引导启动操作系统；若不一致，则将实际拆分需求写入BIOS的存储区域替换初始拆分需求，并重启服务器，根据新保存的初始拆分需求，对PCIE链路进行拆分。
链路拆分需求表由硬件工程师提供，该需求表内包含了不同PICE槽位状态对应的链路拆分方式。BIOS根据需求表要求进行PCIE链路拆分，将每条X16的PCIE链路配置参数写进BIOS的NVRAM区域，进行保存。NVram区域是不可失性存储区域，即使断电后仍旧可以保存在BIOS ROM中。
得到与实际拆分状态对应的实际拆分需求时，将该需求存入BIOS固定数据区内，具体为BIOS的Naram-parameter参数Board setting变量中。在下一次服务器开机时，根据新保存的拆分需求对PCIE链路进行拆分。实现在更换设备后，无需针对特定配置的改变而升级固件，一个BIOS固件即可动态满足所有配置的需求，提高了生产及工作效率，降低了维护成本，对ARM服务器的批量部署和大规模应用提供了安全可靠的保障。
如图2所示，本发明PCIE链路的扩展装置，包括与服务器CPU连接的扩展器，扩展器采用PCA9555扩展芯片。扩展器还连接插接PCIE槽位的转接卡；每个转接卡上设定身份引脚，用于扩展器对的PICE槽位连接状态的获取。
服务器为双路服务器，扩展器连接CPU0。
Quicksilver双路服务器主板上在CPU0的I2C5总线通道上物理连接2颗IO扩展芯片PCA9555芯片。每张转接卡上设定2个IO pin即ID Pin，用于与主板上的IO扩展芯片PCA9555的2个特定GPIO进行物理连接，用于PCIE链路拆分模式的判断条件。特定GPIO是指PCA9555芯片上的2个GPIO专用于CPU的固定PCIE链路拆分所需使用的GPIO名称，如GPIO0/GPIO1用于链接CPU0的第一个PCIE x16 lane。
当连接PCIE设备的转接卡插入到主板上的PCI槽位时，I2C5总线通道上的IO扩展芯片PCA9555的GPIO状态值会根据转接卡上实际的ID PIN状态进行动态改变，以动态识别PCIE设备链路连接模式。
本发明涉及ARM平台支持PCIE链路动态拆分功能的实现，硬件上由于CPU的IO资源有限故通过IO扩展芯片PCA9555进行IO资源扩展，同时PCIE的链路拆分由E2PROM的SCP FW单独进行控制，BIOS在Post阶段可以通过修改NVRAM-paramter参数进行保存重启，重启时SCP去读取BIOS固定地址的NVRAM参数方可进行PCIE链路的拆分模式设置，即可满足实际PCIE外设所需的实际设置需求。
如图3所示，本发明PCIE链路的拆分系统包括状态获取单元1和链路拆分单元2。
状态获取单元1用于获取转接卡的PICE槽位的拆分状态；链路拆分单元2基于所述拆分状态，获取PICE实际拆分需求，比较实际拆分需求与初始拆分需求的一致性；若一致，则分配实际拆分需求，若不一致，则保存实际拆分需求，并替换所述初始拆分需求，重启服务器，根据新保存的初始拆分需求，对PCIE链路进行拆分。
本发明的链路拆分系统能够实现上述链路拆分方法的所有功能并达到相同的技术效果。
本发明还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质中存储有计算机指令，计算机指令在拆分PCIE链路的系统上运行时，使拆分PCIE链路的系统执行拆分PCIE链路方法的步骤。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种PCIE链路的拆分方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：
S1，获取转接卡的PICE槽位的拆分状态；
S2，基于所述拆分状态，获取PICE实际拆分需求，比较实际拆分需求与初始拆分需求的一致性；若一致，则分配实际拆分需求，若不一致，则保存实际拆分需求，并替换所述初始拆分需求，重启服务器，根据新保存的初始拆分需求，对PCIE链路进行拆分；所述初始拆分需求通过SCP固件从BIOS的固定数据区内获取。
2.根据权利要求1所述PCIE链路的拆分方法，其特征是，在所述步骤S1之前还包括配置PCIE链路的硬件扩展架构。
3.根据权利要求2所述PCIE链路的拆分方法，其特征是，所述配置PCIE链路的硬件扩展架构的具体过程为：
配置扩展器，分别连接CPU和插接PCIE槽位的转接卡；
每个转接卡上设定连接所述扩展器的身份引脚，用于扩展器对PCIE槽位连接状态的获取。
4.根据权利要求2所述PCIE链路的拆分方法，其特征是，在配置PCIE链路的硬件扩展架构之后，步骤S1之前还包括步骤：
服务器开机，获取初始拆分需求，对处理器的PCIE链路进行拆分。
5.根据权利要求1所述PCIE链路的拆分方法，其特征是，所述方法还包括：
将实际拆分需求存入BIOS固定数据区内。
6.一种PCIE链路的拆分系统，其特征是，所述系统包括：
状态获取单元，用于获取转接卡的PICE槽位的拆分状态；
链路拆分单元，基于所述拆分状态，获取PICE实际拆分需求，比较实际拆分需求与初始拆分需求的一致性；若一致，则分配实际拆分需求，若不一致，则保存实际拆分需求，并替换所述初始拆分需求，重启服务器，根据新保存的初始拆分需求，对PCIE链路进行拆分；所述初始拆分需求通过SCP固件从BIOS的固定数据区内获取。
7.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机指令，其特征是，所述计算机指令在拆分PCIE链路的系统上运行时，使所述拆分PCIE链路的系统执行如权利要求1-5任一项所述的PCIE链路的拆分方法。
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