CN112019402A - 一种智能网卡多功能调试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能网卡多功能调试装置，包括多功能调试接口及调试连接单元；其中，所述多功能调试接口位于智能网卡上，分别与所述智能网卡上需要进行调试的每个待调试单元连接，所述调试连接单元位于所述智能网卡外，分别与所述多功能调试接口及用于对相应待调试单元进行调试的多个主机端连接，用于实现所述多功能调试接口与每个所述主机端之间的信息传输，以使得每个所述主机端均能够通过所述调试连接单元及所述多功能调试接口对相应待调试单元进行调试。本申请能够在满足调试需求的同时节省智能网卡的空间。

Description

一种智能网卡多功能调试装置
技术领域
本发明涉及人工智能技术领域，更具体地说，涉及一种智能网卡多功能调试装置。
背景技术
随着人工智能技术的发展，智能网卡(Smart NIC，Smart Network InterfaceCard)的需求应运而生。智能网卡通过从服务器的CPU上卸载网络处理工作负载和任务，提高数据中心的服务器性能。基于FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)的智能网卡因其高性能数据并行处理能力在人工智能领域得到广泛应用，利用FPGA硬件可编程性构建卸载功能，可以提高巨大数据处理性能，足以满足基于下一代数据中心架构的高性能、高带宽、高吞吐量需求。
为提升卸载处理性能，新型智能网卡的架构通常集成了包括FPGA、SOC(System onChip，系统级芯片)、网络控制器、BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)等多芯片，针对多芯片架构必须要预留调试接口以保证可维护性。智能网卡的应用场景是通过PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，外设接口总线)插槽插入服务器分担服务器CPU运算压力，结构型态为标准的PCIE卡，因此板卡和面板尺寸均有限。具体来说，智能网卡的面板通常必须要配备以太网接口、各类指示灯、光口等，留给调试接口的空间极其受限，而调试接口是开发和调试过程中必要的手段，在设计环节，既要满足调试需求，又要尽量节省面板及板内空间，则是目前本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能网卡多功能调试装置，能够在满足调试需求的同时节省智能网卡的空间。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能网卡多功能调试装置，包括多功能调试接口及调试连接单元；其中，所述多功能调试接口位于智能网卡上，分别与所述智能网卡上需要进行调试的每个待调试单元连接，所述调试连接单元位于所述智能网卡外，分别与所述多功能调试接口及用于对相应待调试单元进行调试的多个主机端连接，用于实现所述多功能调试接口与每个所述主机端之间的信息传输，以使得每个所述主机端均能够通过所述调试连接单元及所述多功能调试接口对相应待调试单元进行调试。
优选的，所述调试连接单元包括多功能调试线缆及多个线端连接器；其中，多个线端连接器中的一个线端连接器与所述多功能调试接口连接，其余的线端连接器分别与每个所述主机端连接，所述多功能调试线缆包括一个总支及多个分支，所述总支的一侧与连接所述多功能调试接口的线端连接器连接，另一侧与每个所述分支的一侧连接，每个分支的另一侧分别与连接每个主机端的线端连接器连接，所述多功能调试线缆用于将按照预定顺序排列的信息通过相应的分支分别进行传输。
优选的，还包括串口选择单元，所述串口选择单元的一侧与对应待调试单元的多个串口分别连接，另一侧与所述多功能调试接口连接，用于对所连接的多个串口中指定的一个串口所传输的信息进行传输。
优选的，所述多功能调试接口位于所述智能网卡的前面板上。
优选的，所述串口选择单元位于所述智能网卡的CPLD芯片上。
优选的，所述多功能调试接口为板端连接器，且所述多功能调试接口及与所述多功能调试接口连接的线端连接器均为USB Type-C连接器。
优选的，所述待调试单元包括FPGA，所述FPGA通过JTAG接口与所述多功能调试接口进行信息传输，用于对所述FPGA进行调试的主机端为FPGA调试机，与所述FPGA调试机连接的线端连接器为JTAG插针。
优选的，所述待调试单元包括BMC，所述BMC通过UART接口与所述多功能调试接口进行信息传输，用于对所述BMC进行调试的主机端为服务器，与所述服务器连接的线端连接器为DB9连接器，且所述DB9连接器与所述多功能调试线缆之间通过实现电平转换的电平转换模块连接。
本发明提供的一种智能网卡多功能调试装置，包括多功能调试接口及调试连接单元；其中，所述多功能调试接口位于智能网卡上，分别与所述智能网卡上需要进行调试的每个待调试单元连接，所述调试连接单元位于所述智能网卡外，分别与所述多功能调试接口及用于对相应待调试单元进行调试的多个主机端连接，用于实现所述多功能调试接口与每个所述主机端之间的信息传输，以使得每个所述主机端均能够通过所述调试连接单元及所述多功能调试接口对相应待调试单元进行调试。本申请在智能网卡上设置与每个待调试单元连接的多功能调试接口，相当于将多个待调试单元分别对应的调试接口均集成到多功能调试接口中，从而在满足不同调试需求的同时减少需要占用网卡空间的调试接口的数量，并且将用于实现多功能调试接口及主机端之间信息传输的调试连接单元设置在智能网卡外，从而在满足调试所需信息传输的同时避免对智能网卡空间的占用，因此本申请能够在满足调试需求的同时节省智能网卡的空间。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种智能网卡多功能调试装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种智能网卡多功能调试装置的内部电路图；
图3为本发明实施例提供的一种智能网卡多功能调试装置的多功能调试接口内部电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的一种智能网卡多功能调试装置的结构示意图，该智能网卡多功能调试装置包括多功能调试接口及调试连接单元；其中，多功能调试接口位于智能网卡上，分别与智能网卡上需要进行调试的每个待调试单元连接，调试连接单元位于智能网卡外，分别与多功能调试接口及用于对相应待调试单元进行调试的多个主机端连接，用于实现多功能调试接口与每个主机端之间的信息传输，以使得每个主机端均能够通过调试连接单元及多功能调试接口对相应待调试单元进行调试。
待调试单元为智能网卡上需要调试的单元，可以包括FPGA、SOC、网络控制器、BMC等，主机端则为用于对对应的待调试单元进行调试的单元，可以包括服务器、FPGA调试机等。
本申请实施例在智能网卡上设置一个多功能调试接口，该多功能调试接口集成了智能网卡上每个待调试单元的调试接口，包括但不限于FPGA调试用JTAG(Joint TestAction Group，联合测试工作组)接口、BMC调试用UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器，串口)接口，还可以集成了智能网卡上必要的待调试单元的调试接口，并可以根据智能网卡的实际架构将其他调试接口也集成到该多功能调试接口中，本申请实施例中优选将每个待调试单元的调试接口均集成到多功能调试接口中，从而能够基于多功能调试接口实现对每个待调试单元的调试；其中，将多个调试接口集成到多功能调试接口中，也即能够通过多功能调试接口这一个接口实现所集成的多个调试接口所需实现的功能(如实现相应的信息传输等)。在智能网卡之外设置调试连接单元，调试连接单元为智能网卡多功能调试接口到各个主机端的调试链路通道，其上包含用于实现多功能调试接口及各个主机端之间的信息传输的传输模块(如连接器、电平转换模块等)，从而在各个主机端对相应的待调试单元进行调试时，调试连接单元能够在任意一个主机端及其进行调试的待调试单元之间进行信息传输，保证主机端基于此实现相应的调试。具体来说，当主机端需要发送信息至其进行调试的待调试单元时，则可以将信息发送至调试连接单元，调试连接单元将信息转发至多功能调试接口，由多功能调试接口最终将信息转发给相应的待调试单元，相反的，当待调试单元需要发送信息至对其进行调试的主机端时，则可以将信息发送至多功能调试接口，多功能调试接口将信息转发至调试连接单元，由调试连接单元最终将信息转发给相应的主机端，由此实现调试过程中的信息传输。
本申请在智能网卡上设置与每个待调试单元连接的多功能调试接口，相当于将多个待调试单元分别对应的调试接口均集成到多功能调试接口中，从而在满足不同调试需求的同时减少需要占用网卡空间的调试接口的数量，并且将用于实现多功能调试接口及主机端之间信息传输的调试连接单元设置在智能网卡外，从而在满足调试所需信息传输的同时避免对智能网卡空间的占用，因此本申请能够在满足调试需求的同时节省智能网卡的空间。
本发明实施例提供的一种智能网卡多功能调试装置，调试连接单元可以包括多功能调试线缆及多个线端连接器；其中，多个线端连接器中的一个线端连接器与多功能调试接口连接，其余的线端连接器分别与每个主机端连接，多功能调试线缆包括一个总支及多个分支，总支的一侧与连接多功能调试接口的线端连接器连接，另一侧与每个分支的一侧连接，每个分支的另一侧分别与连接每个主机端的线端连接器连接，多功能调试线缆用于将按照预定顺序排列的信息通过相应的分支分别进行传输。
需要说明的是，为了使得调试连接单元能够实现信息传输功能的同时具有较为简化的结构，本申请可以在调试连接单元内设置多个线端连接器以及一个多功能调试线缆，多个线端连接器中的一个与多功能调试接口连接，其余的分别与每个主机端连接，其中，除了与多功能调试接口连接的线端连接器，其余的线端连接器与主机端为一一对应连接。多功能调试线缆可以为定制的线缆，其采用一分多的结构，也即其与连接多功能调试接口的线端连接器连接的一端为总支的形式，而后由总支分出多路分支，每个分支均一一对应的与连接主机端的线端连接器连接，这就需要多功能调试线缆与连接多功能调试接口的线端连接器所连接的一端与该连接多功能调试接口的线端连接器适配，而每个分支与连接主机端的线端连接器所连接的一端与该连接主机端的线端连接器适配，以保证多功能调试线缆能够实现信息传输的功能。
需要说明的是，在利用多功能调试线缆同时实现多个待调试单元与对应主机端之间的信息传输时，多功能调试接口与调试连接单元预先商议好信息的排列顺序(预定顺序)，此排列顺序与多个待调试单元是对应的，与多功能线缆的多个分支也是对应的；由此，每次由多功能调试接口向主机端传输信息时，多功能调试接口将按照此排列顺序排列的每个待调试单元的信息传输至所连接的线端连接器后，线端连接器并不改变信息的排列顺序，而是直接按照此排列顺序将信息传输给多功能调试线缆，此排列顺序与多功能调试线缆的多个分支是对应的，因此按照此排列顺序发给多功能调试线缆的信息则可以自动分发至每个分支，进而传输至对应的主机端；每次由调试连接单元向智能网卡传输信息时，与多功能调试接口连接的线端连接器接收每个分支传输的由主机端发送的信息后，这些信息的排列顺序与多个待调试单元是对应的，直接将这些信息按照这种排列顺序返回给多功能调试接口，多功能调试接口则可以按照信息的排列顺序分发至对应的待调试单元；本申请通过上述线序的方式实现信息的传输，能够保证信息的准确传输，当然根据实际需要进行的其他设定也均在本发明的保护范围之内。
本发明实施例提供的一种智能网卡多功能调试装置，多功能调试接口可以位于智能网卡的前面板上，且多功能调试接口可以为板端连接器，多功能调试接口及与多功能调试接口连接的线端连接器均可以为USB Type-C(Universal Serial Bus Type-C，一种通用串行总线接口)连接器。
具体来说，本申请中多功能调试接口设置于智能网卡的前面板上，能够方便实现其与调试连接单元的连接，且开发及测试人员在调测阶段无需拆卸智能网卡外壳即可实现对多功能调试接口的相应操作，操作方便，大大提高了维护性；并且，多功能调试接口及与该多功能调试接口连接的线端连接的结构均可以为USB Type-C型态(长8.3mm、高2.6mm)的连接器(USB Type-C连接器)，这种连接器占用面积小，容易从前面板引出，从而进一步节省了智能网卡的空间，另外，USB Type-C型态的连接器支持正反插，可避免由于错插引起的部件损坏。
对于智能网卡的架构，通常BMC及FPGA是必要的需要进行调试的待调试单元，BMC的调试接口为BMC调试串口(RS232，对应的需要TTL(电平标准)至RS232的电平转换)，FPGA的调试接口为FPGA调试用JTAG。其中，RS232采用DB9连接器用于与服务器主板连接实现串口打印，JTAG采用6脚插针用于FPGA加载调试使用；本申请实施例中将BMC的调试接口及FPGA的调试接口均集成到多功能调试接口中，那么对应的，待调试单元为FPGA时，FPGA通过JTAG接口与多功能调试接口进行信息传输(也即FPGA通过JTAG接口与多功能调试接口连接)，用于对FPGA进行调试的主机端为FPGA调试机，与FPGA调试机连接的线端连接器为JTAG插针(线端)，并且，FPGA调试机与JTAG插针之间可以通过USB blaster连接；待调试单元为BMC时，BMC通过UART接口与多功能调试接口进行信息传输(也即BMC通过UART接口与多功能调试接口连接)，用于对BMC进行调试的主机端为服务器，与服务器连接的线端连接器为DB9连接器(线端)，且DB9连接器与多功能调试线缆之间通过实现电平转换的电平转换模块(电平转换模块则可以实现TTL及RS232间电平转换的模块)连接；本申请通过上述方式以简单的结构实现BMC及FPGA的调试功能设置。
此时，本发明实施例提供的一种智能网卡多功能调试装置可以如图2所示，其中，智能网卡多功能调试接口即为多功能调试接口，线缆即为多功能调试线缆，调试连接单元由线端USB Type-C连接器、多功能调试线缆、电平转换模块、线端DB9连接器、线端JTAG插针构成，线端USB Type-C连接器与多功能调试线缆连接，通过多功能调试线缆进行信息传输，多功能调试线缆采用一分二结构，有两路分支，一路连接线端JTAG插针，用于与FPGA调试机交互，另一路经过电平转换模块连接到DB9连接器，用于与服务器连接；从而将TTL转RS232的电平转换模块做到多功能线缆中，充分利用线缆资源，不占用智能网卡的板内空间。
本发明实施例提供的一种智能网卡多功能调试装置，还可以包括串口选择单元，串口选择单元的一侧与对应待调试单元的多个串口分别连接，另一侧与多功能调试接口连接，用于对所连接的多个串口中指定的一个串口所传输的信息进行传输；且串口选择单元可以位于智能网卡的CPLD芯片上。
由于在智能网卡的调试中，有时需要在根据智能网卡的板卡上电状态的不同阶段对待调试单元的多个串行端口(简称串口)进行调试打印，因此本发明实施例在智能网卡上还设置有串口选择单元，串口选择单元分别与多功能调试接口及待调试单元的多个串口分别连接，串口选择单元可以获取与智能网卡的板卡上电状态所处阶段对应的信号，进而仅将该信号对应的串口的信息进行传输，同时禁止与该信号对应的串口之外的其他串口的信息进行传输，从而实现了不同串口的灵活切换。并且，由于智能网卡通常的架构都会包括一片负责上电时序的CPLD芯片，因此本申请可以将串口选择单元设置于CPLD芯片上，从而不仅避免了在智能网卡上为串口选择功能增加新的芯片，且可以由CPLD芯片上直接获取与智能网卡的板卡上电状态所处阶段对应的信号，便于实现串口切换。另外需要说明的是，串口选择单元也可以认为包含于多功能调试接口中，此时多功能调试接口包括用于与调试连接单元连接的板端连接器及串口选择单元。
在一种具体应用场景中，待调试单元包括FPGA、SOC、BMC，BMC包含多个串口，那么串口选择单元则接收来自BMC的多个串口，可实现对BMC包含的多个串口的多选一切换(也即仅允许其中一个串口的信息通过串口选择单元进行传输)。可以如图3所示，调试需求包括：SOC串口映射到BMC的某个UART物理端口、BMC自身的串口UARTn以及FPGA的JTAG接口。CPLD芯片的串口选择单元根据智能网卡上电各阶段的调试打印需求对输出的串口UART进行切换，按需输出，以满足不同阶段的调试打印需求。如上述技术方案中USB Type-C接口复合经过CPLD芯片选择切换后的串口UART和FPGA的调试JTAG口，通过调试连接单元实现与服务器及FPGA调试机调试链路的连通，从而满足智能网卡的多接口调试需求。
本申请公开的技术方案主要应用于智能网卡的调试，从智能网卡的板卡前面板引出小型的多功能调试接口，通过调试连接单元实现与服务器或调试机等主机端的交互互联。其特点包括：集成多个调试功能于同一接口，功能丰富满足不同调试需求；智能网卡端调试接口体积小，节省前面板空间，方便调试操作；将电平转换模块等置于外部的调试连接单元，不占用智能网卡的板内空间。因此，本申请提供的智能网卡多功能调试装置具有小型化、集成度高的特点，将智能网卡多个芯片调试接口集成到一个体积较小的接口引出到前面板，同时设计专用多功能调试线缆以匹配不同主机端，提高智能网卡可维护性。从而通过在数量、功能、尺寸各方面做出相应的改进，使得本申请既满足调试需求，又尽量节省了面板及板内空间。
需要说明的是，本发明实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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 (8)

1.一种智能网卡多功能调试装置，其特征在于，包括多功能调试接口及调试连接单元；其中，所述多功能调试接口位于智能网卡上，分别与所述智能网卡上需要进行调试的每个待调试单元连接，所述调试连接单元位于所述智能网卡外，分别与所述多功能调试接口及用于对相应待调试单元进行调试的多个主机端连接，用于实现所述多功能调试接口与每个所述主机端之间的信息传输，以使得每个所述主机端均能够通过所述调试连接单元及所述多功能调试接口对相应待调试单元进行调试。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调试连接单元包括多功能调试线缆及多个线端连接器；其中，多个线端连接器中的一个线端连接器与所述多功能调试接口连接，其余的线端连接器分别与每个所述主机端连接，所述多功能调试线缆包括一个总支及多个分支，所述总支的一侧与连接所述多功能调试接口的线端连接器连接，另一侧与每个所述分支的一侧连接，每个分支的另一侧分别与连接每个主机端的线端连接器连接，所述多功能调试线缆用于将按照预定顺序排列的信息通过相应的分支分别进行传输。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括串口选择单元，所述串口选择单元的一侧与对应待调试单元的多个串口分别连接，另一侧与所述多功能调试接口连接，用于对所连接的多个串口中指定的一个串口所传输的信息进行传输。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多功能调试接口位于所述智能网卡的前面板上。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述串口选择单元位于所述智能网卡的CPLD芯片上。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述多功能调试接口为板端连接器，且所述多功能调试接口及与所述多功能调试接口连接的线端连接器均为USB Type-C连接器。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述待调试单元包括FPGA，所述FPGA通过JTAG接口与所述多功能调试接口进行信息传输，用于对所述FPGA进行调试的主机端为FPGA调试机，与所述FPGA调试机连接的线端连接器为JTAG插针。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述待调试单元包括BMC，所述BMC通过UART接口与所述多功能调试接口进行信息传输，用于对所述BMC进行调试的主机端为服务器，与所述服务器连接的线端连接器为DB9连接器，且所述DB9连接器与所述多功能调试线缆之间通过实现电平转换的电平转换模块连接。
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