CN112069035B - 用于机箱的ipmi板卡健康管理系统以及健康监控方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种用于机箱的IPMI板卡健康管理系统以及板卡健康监控方法，涉及嵌入式系统技术领域，其中的系统包括：上位机、板卡管理控制模块和机箱管理单元；板卡管理控制模块，用于与上位机之间建立TCP连接，根据指令向对应的机箱管理单元发送控制命令；机箱管理单元，用于根据控制命令对功能板卡或机箱管理板卡执行相应的操作处理，将对于控制命令的执行结果发送给板卡管理控制模块；上位机，用于基于执行结果进行相应的操作；本公开的方法以及系统，能够进行故障诊断、性能评估等处理，并能够对机箱内的板卡进行复位、启动、查询或控制风机转速等控制，可以大幅降低电子设备的故障率，提高了产品质量和可靠性。
Description
技术领域
本公开涉及嵌入式系统技术领域，尤其涉及一种用于机箱的IPMI板卡健康管理系统以及板卡健康监控方法。
背景技术
机箱可以有多种，例如为VPX架构机箱等。电子设备包括机箱，在机箱内安装有多种板卡，例如功能板卡和机箱管理板卡等，电子设备可以为多种电子设备。机箱中的各板卡的运行稳定性对电子设备运行安全起到重要作用。电子设备通常以365x24小时不停机持续工作，在运行过程中，机箱中的板卡不可避免地会出现各种部件故障、高负载运行、温度过高等情况发生，当这些情况发生时，会影响电子设备的正常使用，严重的会影响整个电子设备的使用，出现宕机或数据丢失。
发明内容
为了解决上述技术问题，提出了本公开。本公开的实施例提供了一种用于机箱的IPMI板卡健康管理系统以及板卡健康监控方法。
根据本公开实施例的一个方面，提供一种用于机箱的IPMI板卡健康管理系统，其中，所述机箱内设置有至少一个功能板卡和机箱管理板卡；所述系统包括：上位机、板卡管理控制模块和机箱管理单元；所述板卡管理控制模块和所述机箱管理单元连接；所述板卡管理控制模块，用于与所述上位机之间建立TCP连接，接收所述上位机发送的指令，根据所述指令向对应的机箱管理单元发送控制命令；所述机箱管理单元，与所述功能板卡和所述机箱管理板卡连接，用于根据所述控制命令对所述功能板卡或所述机箱管理板卡执行相应的操作处理，将对于所述控制命令的执行结果发送给所述板卡管理控制模块；所述板卡管理控制模块，还用于接收所述执行结果并发送给所述上位机；所述上位机，用于基于所述执行结果进行相应的操作。
可选地，所述板卡管理控制模块和所述机箱管理单元通过COME连接器连接；所述板卡管理控制模块包括：处理器；所述处理器通过多条信号线与所述COME连接器连接，用于进行多种信号传输；其中，所述多种信号包括：SATA信号、USB信号、PCIE信号、HDA音频信号、DP/DDI显示信号和I2C信号。
可选地，所述板卡管理控制模块包括：USB HUB单元、SIO单元和网络接口；所述处理器通过USB信号线与所述USB HUB单元连接，所述USB HUB单元用于将所述USB信号线扩展为多路USB信号线并与所述COME连接器连接；所述处理器通过PCIE信号线与所述网络接口连接，所述网络接口通过以太网络信号线与所述COME连接器连接，用于将所述PCIE信号线传输的PCIE信号转换为以太网络信号，并通过以太网络信号线传输至所述COME连接器；所述处理器通过LPC信号线和SMBUS信号线与所述SIO单元连接，所述SIO单元通过UART信号线、Express Card信号线、WDT信号线与所述COME连接器连接。
可选地，所述机箱管理单元包括：控制器、ADC信号采集模块；所述ADC信号采集模块与功能板卡和机箱管理板卡连接，用于采集检测信号并发送给所述控制器的ADC单元；所述控制器将所述检测信号通过所述COME连接器发送给所述处理器；其中，所述检测信号包括：电压、电流和温度。
可选地，所述机箱管理单元包括：执行模块；所述控制器通过所述COME连接器接收所述处理器发送的控制命令，基于所述控制命令生成控制指令；所述执行模块，与所述功能板卡和所述机箱管理板卡连接，用于接收所述控制器发送的所述控制指令并执行，将执行结果返回给所述控制器；所述控制器将所述执行结果通过所述COME连接器发送给所述处理器；其中，所述控制指令包括：开机、关机、风扇运行控制指令。
可选地，所述上位机包括：显示模块、配置模块、存储模块、告警模块和控制模块；所述显示模块，用于对检测数据以及运行结果进行显示；所述配置模块，用于对显示参数、通信参数进行配置；所述存储模块，用于存储日志和检测数据；所述告警模块，用于对异常报警提示，根据历史状态记录时刻对实时监控信息进行分析；所述控制模块，用于控制机箱开机、关机以及风扇的转速。
根据本公开实施例的另一方面，提供一种用于机箱的板卡健康监控方法，应用于如上所述的用于机箱的IPMI板卡健康管理系统，包括：上位机向板卡管理控制模块发送上位机指令；其中，所述上位机指令包括查询上位机指令、控制上位机指令；所述板卡管理控制模块确定所述上位机指令对应的槽位信息，基于所述上位机指令和所述槽位信息生成控制命令并发送给所述机箱管理单元；所述槽位信息包括：安装功能板卡或机箱管理板卡的插槽的位置信息；所述机箱管理单元根据所述控制命令生成控制指令并对功能板卡或机箱管理板卡执行相应的操作，将执行结果发送给所述板卡管理控制模块；所述板卡管理控制模块将所述执行结果发送给所述上位机，以使所述上位机基于所述执行结果进行相应的操作。
可选地，所述控制指令为查询指令；所述方法还包括：所述机箱管理单元根据所述查询指令，通过控制器获取功能板卡或机箱管理板卡的检测数据，其中，所述检测数据包括：温度、电压、电流数据；所述控制器将所述检测数据发送给所述板卡管理控制模块；所述板卡管理控制模块通过TCP连接将所述检测数据发送给所述上位机，以使所述上位机显示所述检测数据。
可选地，所述控制指令为风扇转速获取指令，所述方法还包括：所述机箱管理单元根据所述风扇转速获取指令，通过控制器控制执行模块获取风扇转速；所述控制器将所述风扇转速发送给所述板卡管理控制模块；所述板卡管理控制模块通过TCP连接将所述风扇转速发送给所述上位机，以使所述上位机显示所述风扇转速。
可选地，所述控制指令为开机或关机指令，所述述方法还包括：所述机箱管理单元根据所述风扇转速获取指令，通过控制器的GPIO端口发送开机或关机信号，用以控制所述机箱开机或关机；所述控制器将所述机箱开机或关机的控制结果发送给所述板卡管理控制模块；所述板卡管理控制模块通过TCP连接将所述机箱开机或关机的控制结果发送给所述上位机，以使所述上位机显示所述机箱开机或关机的控制结果。
可选地，所述控制指令为温控指令或风扇转速控制指令，所述述方法还包括：所述机箱管理单元根据所述温控指令或风扇转速控制指令，通过控制器控制执行模块控制风扇的转速；所述控制器将所述温控指令或风扇转速控制指令的执行结果发送给所述板卡管理控制模块；所述板卡管理控制模块通过串口连接将所述温控指令或风扇转速控制指令的执行结果发送给所述上位机，以使所述上位机显示所述温控指令或风扇转速控制指令的执行结果。
基于本公开上述实施例提供的一种用于机箱的IPMI板卡健康管理系统以及板卡健康监控方法，能够通过采集电压、电流、温度、风扇等检测数据进行故障诊断、性能评估等处理，获得设备健康报告；根据报告生成维修决策，并对设备进行相应处理，并能够对机箱内的板卡进行复位、启动、查询或控制风机转速等控制，可以大幅降低电子设备的故障率，缩短了设备维护时间，提高了产品质量和可靠性。
下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
通过结合附图对本公开实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其他目的、特征以及优势将变得更加明显。附图用来提供对本公开实施例的进一步的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1为本公开的用于机箱的IPMI板卡健康管理系统的一个实施例的模块示意图；
图2为本公开的板卡管理控制模块和机箱管理单元连接的示意图；
图3为本公开的用于机箱的IPMI板卡健康管理系统的一个实施例中的板卡管理控制模块的模块示意图；
图4为本公开的用于机箱的IPMI板卡健康管理系统的一个实施例中的机箱管理单元的模块示意图；
图5为本公开的用于机箱的IPMI板卡健康管理系统的另一个实施例中的板卡管理控制模块的模块示意图；
图6为板卡管理控制模块的实物示意图；
图7为本公开的用于机箱的IPMI板卡健康管理系统的另一个实施例中的机箱管理单元的读取、控制风扇转速示意图；
图8A为机箱管理单元的实物正面示意图，图8B为机箱管理单元的实物背面示意图；
图9为本公开的用于机箱的板卡健康监控方法的一个实施例的流程图；
图10为本公开的用于机箱的板卡健康监控方法的另一个实施例的流程图；
图11为在上位机的图形界面中显示的机箱状态图，图12为在上位机的图形界面中显示的机箱报警上下阈值设置图。
具体实施方式
下面将参考附图详细地描述根据本公开的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是本公开的全部实施例，应理解，本公开不受这里描述的示例实施例的限制。
应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
本领域技术人员可以理解，本公开实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
还应理解，在本公开实施例中，“多个”可以指两个或者两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。
还应理解，对于本公开实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。
另外，本公开中术语“和/或”，仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本公开中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
还应理解，本公开对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本公开的实施例可以应用于终端设备、计算机系统、服务器等电子设备，其可与众多其它通用或者专用计算系统环境或配置一起操作。适于与终端设备、计算机系统或者服务器等电子设备一起使用的众所周知的终端设备、计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统、大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境等等。
IPMI(Intelligent Platform Management Interface，智能平台管理接口)是一种Intel架构的企业系统的周边设备所采用的一种工业标准，IPMI能够横跨不同的操作系统、固件和硬件平台，可以智能的监视、控制和自动回报大量服务器的运作状况，以降低服务器系统成本。
如图1所示，本公开提供一种用于机箱的IPMI板卡健康管理系统，机箱02为电子设备的机箱，例如为VPX机箱等。机箱02内设置有功能板卡02,03,04和机箱管理板卡05。功能板卡包括存储卡、交换板卡以及用于进行逻辑运算的板卡等多种板卡，机箱管理板卡用于对机箱内的电源、温度、风扇等进行管理。
IPMI板卡健康管理系统包括：上位机30、板卡管理控制模块10和机箱管理单元20。板卡管理控制模块10为IPMC模块，板卡管理控制模块10和机箱管理单元20连接。板卡管理控制模块10与上位机30之间建立TCP连接，接收上位机30发送的指令，根据指令向对应的机箱管理单元20发送控制命令。
机箱管理单元20与功能板卡02,03,04和机箱管理板卡05连接，用于根据控制命令对功能板卡02,03,04或机箱管理板卡05执行相应的操作处理，操作处理包括采集电流、温度、电压等信息，以及进行复位、关机等操作。机箱管理单元20将对于控制命令的执行结果发送给板卡管理控制模块10。板卡管理控制模块10接收执行结果并发送给上位机30，上位机30基于执行结果进行相应的操作，包括故障分析、监测等。
在一个实施例中，机箱管理单元20通过多种传感器器，采集功能板卡02,03,04或机箱管理板卡05的电压、温度等检测数据；传感器基于检测需求设置在功能板卡02,03,04或机箱管理板卡05中的相应位置。机箱管理单元20通过I2C总线、串口等将检测数据发送给板卡管理控制模块10，板卡管理控制模块10通过TCP通信将检测数据上传给上位机30，用于检测电子设备的健康状况。I2C总线是一种简单、双向二线制同步串行总线，机箱管理单元20和板卡管理控制模块10使用I2C总线、串口等进行通信。板卡管理控制模块10和上位机30通过TCP协议进行通信。
在一个实施例中，如图2所示，板卡管理控制模块10和机箱管理单元20通过COME连接器40连接。COME连接器40遵循COMe mini规范，满足Mini COMe TYPE 10接口，可扩展多个外接接口，如4路PCIe接口，8路GPIO，2路SATA II，6路USB 2.0等。
如图3所示，板卡管理控制模块10包括处理器11，处理器11通过多条信号线与COME连接器40连接，用于进行多种信号传输；其中，多种信号包括SATA信号、USB信号、PCIE信号、HDA音频信号、DP/DDI显示信号和I2C信号等。
板卡管理控制模块10包括USB HUB单元12、SIO单元13和网络接口14，处理器11通过USB信号线与USB HUB单元12连接，USB HUB单元12用于将USB信号线扩展为多路USB信号线并与COME连接器40连接。
处理器11通过PCIE信号线与网络接口14连接，网络接口14可以为以太网接口等。网络接口14通过以太网线与COME连接器40连接，用于将PCIE信号线传输的PCIE信号转换为以太网络信号，并通过以太网络信号线传输至COME连接器40。处理器11通过LPC信号线和SMBUS信号线与SIO单元13连接，SIO单元13通过UART信号线、Express Card信号线、WDT信号线与COME连接器40连接。
在一个实施例中，如图4所示，机箱管理单元20包括控制器21、ADC(Analog-to-Digital Converter，模/数转换器)信号采集模块22。ADC信号采集模块22与部署在功能板卡02,03,04和机箱管理板卡05上的传感器等连接，用于采集传感器的检测信号并发送给控制器21的ADC单元，控制器21可以为微处理器，微处理器包括ADC单元(插脚)，用于接收检测信号。控制器21将检测信号通过COME连接器40发送给处理器11；其中，检测信号包括：电压、电流和温度等。
机箱管理单元20包括执行模块23。控制器21通过COME连接器40接收处理器11发送的控制命令，基于控制命令生成控制指令。执行模块23与功能板卡02,03,04和机箱管理板卡05连接，执行模块23可以有多种实现方式，用于接收控制器21发送的控制指令并执行，将执行结果返回给控制器21，控制器21将执行结果通过COME连接器40发送给处理器11。其中，控制指令包括开机、关机、风扇运行控制指令，执行模块23根据控制指令向功能板卡02,03,04和机箱管理板卡05发送控制信号，控制功能板卡02,03,04和机箱管理板卡05开机、关机、复位等，也可以发送控制信号给机箱管理板卡05，采集或控制风扇的转速等。
在一个实施例中，IPMI板卡健康管理系统的功能与机箱02内的板卡功能相互独立,不依赖于机箱02的板卡或操作系统,即使在板卡无法上电的情况下,IPMI管理功能依然可以正常工作。IPMI板卡健康管理系统由机箱管理单元(ChMC)20和板卡管理控制模块(IPMC)10构成,机箱管理单元20是一个独立的模块,机箱管理单元20管理的内容包括:电压、电流、温度、风扇转速、性能等管理。
电压：机箱管理单元20通过硬件模块监测所需电路位置(位于功能板卡或机箱管理板卡上)的电压值，硬件模块包括电压传感器等。电流：机箱管理单元20通过硬件模块监测所需电路位置的电流值，硬件模块包括电流传感器等。温度：机箱管理单元20通过相应传感器，对机箱风道、板卡冷板等位置进行温度监测，传感器包括温度传感器等。风扇转速：机箱管理单元20通过硬件模块相应监控电路监测风扇工作情况。性能：机箱管理单元20通过多种总线对板卡性能进行监测，可以使用现有的多种方法对板卡性能进行监控，板卡性能包括数据吞吐量等。
在一个实施例中，机箱管理单元20的基本硬件参数包括：一个DP显示接口、2xUSB2.0接口、1路RS232串口、1个千兆以太网口、支持TCP/UDP/IP协议、LED灯等。板卡管理控制模块10安装在机箱管理单元20上，二者通过COME连接器40连接在一起，二者构成IPMI系统平台。
机箱管理单元模块20可以为板卡，例如，机箱管理单元模块10的板型为COM(Computer-On-Module)Express。机箱管理单元20的BIOS可以为AMI BIOS。机箱管理单元模块20的内存最大容量为4GB(可选8GB)。机箱管理单元20可以扩展PCIE x1，4(其中一路PCIEX1与LAN复用；定制BIOS可支持PCIE X4，与PCIE X1不能同时支持)。机箱管理单元20的串行总线为SMBus，I2C。机箱管理单元20的以太网控制器为Intel I210-IT/I210-AT(千兆)。机箱管理单元20的系统支持Windows(Win7 64bit；Win10 64bit)，Linux(Ubuntu 16.04等)等操作系统。机箱管理单元20的供电类型为：ATX:Vin,VSB；AT:Vin。
板卡管理控制模块10可以为板卡。例如，板卡管理控制模块10的处理器11可以采用AtomTMBaytrail或Baytrail-I/M系列处理器。板卡管理控制模块10支持DDR3L内存，板载4GB/8GB内存。板卡管理控制模块10板载64GB eMMC Flash，支持LVDS/eDP。
如图5所示，板卡管理控制模块10的处理器11为CPU，为图5中的CPU(Bay Trail-I/M/D)，COME连接器40为图5中的COME CONN(Type10)。CPU的一个引脚引出2路SATA信号到COME连接器上，一个引脚引出3路USB2.0信号到COME连接器上，一个引脚引出1路USB2.0经过USB HUB扩展为4路USB2.0信号到COME连接器上，一个引脚引出1路PCIE经转换转为1路PCIE和1路网络到COME连接器上，一个引脚引出3路PCIE信号到COME连接器上，一个引脚引出1路HDA音频信号到COME连接器上，一个引脚引出1路DP/DDI显示信号到COME连接器上。CPU引脚出1路I2C信号到COME连接器上。
CPU与SIO模块连接，SIO模块的一个引脚引出2路UART信号到COME连接器上，SIO模块的一个引脚引出2路Express Card信号到COME连接器上，SIO模块的一个引脚引出1路WDT信号到COME连接器上，为主板上的标准I/O接口提供控制处理功能。EEPROM是带电可擦可编程只读存储器，是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。通过COME连接器将板卡管理控制模块安装在机箱管理单元上。板卡管理控制模块可实现为如图6所示的板卡。
在一个实施例中，如图7所示，机箱管理单元20的控制器21为STM32芯片，执行模块23为CPLD芯片。电压、电流、温度等通过机箱管理单元20中的STM23芯片上的ADC单元采集，通过机箱管理单元20中的STM32芯片控制CPLD芯片来获取和控制风扇转速。STM32芯片发送控制指令控制CPLD芯片，通过CPLD芯片控制风扇转速，CPLD芯片将读取的风扇转速反馈给STM32芯片，STM32芯片获取到风扇转速之后将风扇转速通过UART通信上传给板卡管理控制模块10，板卡管理控制模块10将得到的数据通过TCP协议上传给上位机30，上位机30将数据在图形界面中显示。机箱管理单元20可实现为如图8A和8B所示的板卡。
在一个实施例中，在上位机中运行健康管理软件，根据系统分级监控的特点，健康管理软件界面采用整体分布式网络架构，支持机柜、机箱、板卡多层级监测，具有多种数据显示形式，可实时查看和回调历史监控数据。例如，上位机包括显示模块、配置模块、存储模块、告警模块和控制模块等。显示模块对检测数据以及运行结果进行显示。配置模块对显示参数、通信参数进行配置。存储模块存储日志和检测数据。告警模块对异常报警提示，根据历史状态记录时刻对实时监控信息进行分析。控制模块控制机箱开机、关机以及风扇的转速等。
本公开的IPMI板卡健康管理系统，能够通过采集电压、电流、温度、风扇等检测数据进行故障诊断、性能评估等处理，获得设备健康报告，根据报告生成维修决策，并对设备进行相应处理，起到事前预防的作用，大幅降低了设备故障率，缩短了设备维护时间。
图9为本公开的用于机箱的板卡健康监控方法的一个实施例的流程图，板卡健康监控方法应用在如上实施例中的IPMI板卡健康管理系统中，如图9所示：
S901,上位机向板卡管理控制模块发送上位机指令；其中，上位机指令包括查询上位机指令、控制上位机指令等。
S902,板卡管理控制模块确定上位机指令对应的槽位信息，基于上位机指令和槽位信息生成控制命令并发送给机箱管理单元；槽位信息包括：安装功能板卡或机箱管理板卡的插槽的位置信息。
S903,机箱管理单元根据控制命令生成控制指令并对功能板卡或机箱管理板卡执行相应的操作，将执行结果发送给板卡管理控制模块。
S904,板卡管理控制模块将执行结果发送给上位机，以使上位机基于执行结果进行相应的操作。
在一个实施例中，控制指令为查询指令，机箱管理单元根据查询指令，通过控制器获取功能板卡或机箱管理板卡的检测数据，其中，检测数据包括：温度、电压、电流数据等。控制器将检测数据发送给板卡管理控制模块，板卡管理控制模块通过TCP连接将检测数据发送给上位机，以使上位机显示检测数据。
控制指令为风扇转速获取指令，机箱管理单元根据风扇转速获取指令，通过控制器控制执行模块获取风扇转速。控制器将风扇转速发送给板卡管理控制模块，板卡管理控制模块通过TCP连接将风扇转速发送给上位机，以使上位机显示风扇转速。
控制指令为开机或关机指令，机箱管理单元根据风扇转速获取指令，通过控制器的GPIO端口发送开机或关机信号，用以控制机箱开机或关机。控制器将机箱开机或关机的控制结果发送给板卡管理控制模块，板卡管理控制模块通过TCP连接将机箱开机或关机的控制结果发送给上位机，以使上位机显示机箱开机或关机的控制结果。
控制指令为温控指令或风扇转速控制指令，机箱管理单元根据温控指令或风扇转速控制指令，通过控制器控制执行模块控制风扇的转速。控制器将温控指令或风扇转速控制指令的执行结果发送给板卡管理控制模块，板卡管理控制模块通过串口连接将温控指令或风扇转速控制指令的执行结果发送给上位机，以使上位机显示温控指令或风扇转速控制指令的执行结果。
在一个实施例中，在机箱的背板上的插槽中插入功能板卡或机箱管理板卡，机箱中的功能板卡或机箱管理板卡会发送不同信号给机箱管理单元或板卡管理控制模块。例如，功能板卡发送0x0001信号，0x0001信号表征其插在一号槽位。机箱管理单元或板卡管理控制模块根据功能板卡或机箱管理板卡发送的信号，确定功能板卡或机箱管理板卡对应的槽位以及地址，功能板卡或机箱管理板卡存储槽位以及地址。当需要与功能板卡或机箱管理板卡进行通信或控制时，则机箱管理单元或板卡管理控制模块获取功能板卡或机箱管理板卡对应的槽位以及地址，并进行通信或控制。
如图10所示，在机箱内安装有功能板卡或机箱管理板卡，前主板为功能板卡，能够完成多种功能，(IPMC)模块为板卡管理控制模块，(ChMC)管理单元为机箱管理单元。查询前主板的温度流程为：收到上位机下发命令，(IPMC)模块判断命令是查询还是控制，判断查询目标是前主板还是机箱板管理板，确定槽位信息，(ChMC)管理单元上的STM32芯片通过读取温度传感器读取到温度，然后通过I2C通信，将数据发送给(IPMC)模块。(IPMC)模块将获得的数据通过TCP协议上传给图形界面，最后将信息显示在图形界面上。
查询前主板的电压流程为：收到上位机下发命令，(IPMC)模块判断命令是查询还是控制，判断查询目标是前主板还是机箱板管理板，确定槽位信息，(ChMC)管理单元上的STM32芯片对ADC进行采集，得到电压，然后通过I2C通信，将数据发送给(IPMC)模块。(IPMC)模块将获得的数据通过TCP协议上传给图形界面，最后将信息显示在图形界面上。
查询前主板的电流流程为：收到上位机下发命令，(IPMC)模块判断命令是查询还是控制，判断查询目标是前主板还是机箱板管理板，确定槽位信息，(ChMC)管理单元上的STM32芯片对ADC进行采集，得到电流，然后通过I2C通信，将数据发送给(IPMC)模块。(IPMC)模块将获得的数据通过TCP协议上传给图形界面，最后将信息显示在图形界面上。
查询机箱管理板的风扇转速流程为：收到上位机下发命令，(IPMC)模块判断命令是查询还是控制，判断查询目标是前主板还是机箱板管理板，(ChMC)管理单元上的STM32芯片控制CPLD来获取风扇转速，然后通过串口通信，将数据发送给(IPMC)模块。(IPMC)模块将获得的数据通过TCP协议上传给图形界面，最后将信息显示在图形界面上。
控制前主板的开机流程为：收到上位机下发命令，(IPMC)模块判断命令是查询还是控制，判断控制目标是前主板还是机箱板管理板，确定槽位信息，(ChMC)管理单元获取到控制命令，控制STM32的引脚GPIO，下发开机信号，控制开机，将控制结果通过I2C通信发送给(IPMC)模块。(IPMC)模块将控制结果通过TCP协议上传给图形界面，最后将控制结果显示在图形界面上。
控制前主板的关机流程为：收到上位机下发命令，(IPMC)模块判断命令是查询还是控制，判断控制目标是前主板还是机箱板管理板，确定槽位信息，(ChMC)管理单元获取到控制命令，控制STM32的引脚GPIO，下发关机信号，控制关机，将控制结果通过I2C通信发送给(IPMC)模块。(IPMC)模块将控制结果通过TCP协议上传给图形界面，最后将控制结果显示在图形界面上。
控制前主板的复位流程为：收到上位机下发命令，(IPMC)模块判断命令是查询还是控制，判断控制目标是前主板还是机箱板管理板，确定槽位信息，(ChMC)管理单元获取到控制命令，控制STM32的引脚GPIO，下发复位信号，控制复位，将控制结果通过I2C通信发送给(IPMC)模块。(IPMC)模块将控制结果通过TCP协议上传给图形界面，最后将控制结果显示在图形界面上。
控制机箱管理板的风扇转速为温控流程为：收到上位机下发命令，(IPMC)模块判断命令是查询还是控制，判断控制目标是前主板还是机箱板管理板，(ChMC)管理单元获取到控制命令，(ChMC)管理单元上的STM32芯片控制CPLD将风扇转速控制为温度控制，将控制结果通过串口通信发送给(IPMC)模块。(IPMC)模块将控制结果通过TCP协议上传给图形界面，最后将控制结果显示在图形界面上。
控制机箱管理板的风扇转速为百分比控制流程为：收到上位机下发命令，(IPMC)模块判断命令是查询还是控制，判断控制目标是前主板还是机箱板管理板，(ChMC)管理单元获取到控制命令，(ChMC)管理单元上的STM32芯片控制CPLD将风扇控制为下发的百分比，将控制结果通过串口通信发送给(IPMC)模块。(IPMC)模块将控制结果通过TCP协议上传给图形界面，最后将控制结果显示在图形界面上。
在一个实施例中，上位机中运行的健康管理系统界面如图11和图12所示。用户通过健康管理系统的界面，可查看修改设定：1.管理员可对机柜、机箱、板卡的数量进行设定，并可更改显示名称；2.管理员可修改底层通信协议；3.用户可打开/关闭一个或多个显示的状态；4.用户点击监控数据显示区域可查看下一级状态。用户通过健康管理系统的界面，可进行历史数据记录：1.记录系统事件日志和传感器数据；2.记录的数据可根据需要保存和删除。用户通过健康管理系统的界面，可进行异常报警提示：1.可对每项监控内容进行临界值设定，系统会根据历史状态记录时刻对实时监控信息进行分析；2.当出现故障时除设备已有提示外，可在软件中进行报警提示。用户通过健康管理系统的界面，可控制调节：1.软件内可控制机箱开机、关机；2.根据监测温度控制机箱内各个风扇的转速。3.管理模块支持的其他控制。
以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势以及效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。
上述实施例中的用于机箱的IPMI板卡健康管理系统以及板卡健康监控方法，能够通过采集电压、电流、温度、风扇等检测数据进行故障诊断、性能评估等处理，获得设备健康报告；根据报告生成维修决策，并对设备进行相应处理，并能够对机箱内的板卡进行复位、启动、查询或控制风机转速等控制，可以大幅降低电子设备的故障率，缩短了设备维护时间，提高了产品质量和可靠性。
可能以许多方式来实现本公开的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
还需要指出的是，在本公开的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述，以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改等对于本领域技术人员而言，是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面，而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式中。尽管以上已经讨论了多个示例方面以及实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
Claims (4)
1.一种用于机箱的IPMI板卡健康管理系统，其中，所述机箱内设置有至少一个功能板卡和机箱管理板卡；所述系统包括：
上位机、板卡管理控制模块和机箱管理单元；所述板卡管理控制模块和所述机箱管理单元连接；
所述板卡管理控制模块，用于与所述上位机之间建立TCP连接，接收所述上位机发送的指令，根据所述指令向对应的机箱管理单元发送控制命令；
所述机箱管理单元，与所述功能板卡和所述机箱管理板卡连接，用于根据所述控制命令对所述功能板卡或所述机箱管理板卡执行相应的操作处理，将对于所述控制命令的执行结果发送给所述板卡管理控制模块；
所述板卡管理控制模块，还用于接收所述执行结果并发送给所述上位机；
所述上位机，用于基于所述执行结果进行相应的操作；
所述板卡管理控制模块和所述机箱管理单元通过COME连接器连接；所述板卡管理控制模块包括：处理器；所述处理器通过多条信号线与所述COME连接器连接，用于进行多种信号传输，所述多种信号包括：SATA信号、USB信号、PCIE信号、HDA音频信号、DP/DDI显示信号和I2C信号；所述板卡管理控制模块包括：USB HUB单元、SIO单元和网络接口；所述处理器通过USB信号线与所述USB HUB单元连接，所述USB HUB单元用于将所述USB信号线扩展为多路USB信号线并与所述COME连接器连接；
所述处理器通过PCIE信号线与所述网络接口连接，所述网络接口通过以太网络信号线与所述COME连接器连接，用于将所述PCIE信号线传输的PCIE信号转换为以太网络信号，并通过以太网络信号线传输至所述COME连接器；所述处理器通过LPC信号线和SMBUS信号线与所述SIO单元连接，所述SIO单元通过UART信号线、Express Card信号线、WDT信号线与所述COME连接器连接；所述机箱管理单元包括：控制器、ADC信号采集模块；所述ADC信号采集模块与功能板卡和机箱管理板卡连接，用于采集检测信号并发送给所述控制器的ADC单元；所述控制器将所述检测信号通过所述COME连接器发送给所述处理器；所述检测信号包括：电压、电流和温度；
其中，所述板卡管理控制模块的处理器为CPU，CPU的一个引脚引出2路SATA信号到COME连接器上，一个引脚引出3路USB2.0信号到COME连接器上，一个引脚引出1路USB2.0经过USBHUB扩展为4路USB2.0信号到COME连接器上，一个引脚引出1路PCIE经转换转为1路PCIE和1路网络到COME连接器上，一个引脚引出3路PCIE信号到COME连接器上，一个引脚引出1路HDA音频信号到COME连接器上，一个引脚引出1路DP/DDI显示信号到COME连接器上COME连接器；CPU引脚出1路I2C信号到COME连接器上；CPU与SIO单元连接，SIO单元的一个引脚引出2路UART信号到COME连接器上，SIO单元的一个引脚引出2路Express Card信号到COME连接器上，SIO单元的一个引脚引出1路WDT信号到COME连接器上；
上位机向板卡管理控制模块发送上位机指令；其中，所述上位机指令包括查询上位机指令、控制上位机指令；所述板卡管理控制模块确定所述上位机指令对应的槽位信息，基于所述上位机指令和所述槽位信息生成控制命令并发送给所述机箱管理单元；所述槽位信息包括：安装功能板卡或机箱管理板卡的插槽的位置信息；所述机箱管理单元根据所述控制命令生成控制指令并对功能板卡或机箱管理板卡执行相应的操作，将执行结果发送给所述板卡管理控制模块；所述板卡管理控制模块将所述执行结果发送给所述上位机，以使所述上位机基于所述执行结果进行相应的操作；
所述机箱管理单元包括：执行模块；所述控制器通过所述COME连接器接收所述处理器发送的控制命令，基于所述控制命令生成控制指令；
所述执行模块，与所述功能板卡和所述机箱管理板卡连接，用于接收所述控制器发送的所述控制指令并执行，将执行结果返回给所述控制器；
所述控制器将所述执行结果通过所述COME连接器发送给所述处理器；其中，所述控制指令包括：开机、关机、风扇运行控制指令；
其中，所述机箱管理单元的控制器为STM32芯片、执行模块为CPLD芯片；电压、电流、温度信息通过STM23芯片上的ADC单元采集，通过机箱管理单元中的STM32芯片控制CPLD芯片获取和控制风扇转速；STM32芯片发送控制指令控制CPLD芯片，通过CPLD芯片控制风扇转速，CPLD芯片将读取的风扇转速反馈给STM32芯片，STM32芯片获取到风扇转速之后将风扇转速通过UART通信接口上传给板卡管理控制模块，板卡管理控制模块将得到的数据通过TCP协议上传给上位机。
2.如权利要求1所述的系统，其中，
所述上位机包括：显示模块、配置模块、存储模块、告警模块和控制模块；
所述显示模块，用于对检测数据以及运行结果进行显示；
所述配置模块，用于对显示参数、通信参数进行配置；
所述存储模块，用于存储日志和检测数据；
所述告警模块，用于对异常报警提示，根据历史状态记录时刻对实时监控信息进行分析；
所述控制模块，用于控制机箱开机、关机以及风扇的转速。
3.一种用于机箱的板卡健康监控方法，应用于如权利要求1～2任一项所述的用于机箱的IPMI板卡健康管理系统，所述控制指令为查询指令；所述方法包括：
所述机箱管理单元根据所述查询指令，通过控制器获取功能板卡或机箱管理板卡的检测数据，其中，所述检测数据包括：温度、电压、电流数据；
所述控制器将所述检测数据发送给所述板卡管理控制模块；
所述板卡管理控制模块通过TCP连接将所述检测数据发送给所述上位机，以使所述上位机显示所述检测数据；
所述控制指令为风扇转速获取指令，所述方法还包括：
所述机箱管理单元根据所述风扇转速获取指令，通过控制器控制执行模块获取风扇转速；
所述控制器将所述风扇转速发送给所述板卡管理控制模块；
所述板卡管理控制模块通过TCP连接将所述风扇转速发送给所述上位机，以使所述上位机显示所述风扇转速；
所述控制指令为开机或关机指令，所述述方法还包括：
所述机箱管理单元根据所述风扇转速获取指令，通过控制器的GPIO端口发送开机或关机信号，用以控制所述机箱开机或关机；
所述控制器将所述机箱开机或关机的控制结果发送给所述板卡管理控制模块；
所述板卡管理控制模块通过TCP连接将所述机箱开机或关机的控制结果发送给所述上位机，以使所述上位机显示所述机箱开机或关机的控制结果。
4.如权利要求3所述的方法，所述控制指令为温控指令或风扇转速控制指令，所述述方法还包括：
所述机箱管理单元根据所述温控指令或风扇转速控制指令，通过控制器控制执行模块控制风扇的转速；
所述控制器将所述温控指令或风扇转速控制指令的执行结果发送给所述板卡管理控制模块；
所述板卡管理控制模块通过串口连接将所述温控指令或风扇转速控制指令的执行结果发送给所述上位机，以使所述上位机显示所述温控指令或风扇转速控制指令的执行结果。
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