CN113220614B

CN113220614B - 一种自适应管理i2c和i3c设备的方法、系统及介质

Info

Publication number: CN113220614B
Application number: CN202110485655.2A
Authority: CN
Inventors: 韩瑞龙
Original assignee: Shandong Yingxin Computer Technology Co Ltd
Current assignee: Shandong Yingxin Computer Technology Co Ltd
Priority date: 2021-04-30
Filing date: 2021-04-30
Publication date: 2022-11-29
Anticipated expiration: 2041-04-30
Also published as: CN113220614A

Abstract

本发明公开了一种自适应管理I2C和I3C设备的方法、系统及介质，方法包括以下步骤：设置信号识别标志；BMC通过扩展芯片检测信号检测线缆的信号识别标志根据信号识别标志判断外部设备类型，通过信号识别标志能够区分I2C设备和I3C设备；根据外部设备类型发送使能信号至控制器，控制器根据使能信号控制多路复用器的选择器，通过选择器切换多路复用器的通道；BMC读取选择器的状态，通过多路复用器的通道管理外部设备；本发明能够根据区分I2C和I3C设备以及通过BMC分配对应总线通道，无需对现有的芯片进行功能新增，仅通过外部硬件线路设计可量产的、低成本、灵活可靠的自适应管理I2C和I3C设备。

Description

一种自适应管理I2C和I3C设备的方法、系统及介质

技术领域

本发明涉及硬件设计领域，特别是涉及一种自适应管理I2C和I3C设备的方法、系统及介质。

背景技术

随着云计算和大数据的发展，服务器系统资源的需求也随之提升，处理器供应商通过提升处理器计算能力以及升级多路处理器平台的手段实现系统资源整体升级，极大地提高整个系统的数据处理能力，随之而来的是服务器的外接接口数量越来越多，移动产业处理器端口联盟提出了I3C新标准规范，I3C协议是一种全新的协议标准，改进了I2C特性的新的接口标准，但受限于I3C设备的研发较为滞后，当前没有I3C的设备可以使用，但服务器主板的研发要将I3C的适配提前考虑进去，避免后期专门为适配I3C设备进行二次开发，同时还需兼容现有的I2C设备使用。

常规做法是将服务器外部接口按照I2C和I3C进行数量的分配，但此做法在没有I3C设备可用的情况下会造成端口的浪费。

目前还存在一种兼容I2C的I3C主设备、I3C主从设备通信系统及方法，该技术是提供了一种兼容I2C和I3C的设备，能够通过其中的MCU模块向处理模块发送智能标记，解析智能标记中的内容，判断智能标记对应的当前通讯的从设备的类型；向连接在I3C总线上的智能标记对应类型的当前通讯的从设备发送对应工作频率后的指令信号；进而通过智能标记解决了I3C兼容传统I2C的问题。

但是这种方式是从集成电路IP核设计的角度提出的，通过判断I2C、I3C设备速率的差异进行判断外接设备总线种类，进而适配对应的总线类型，但是此种方式需在MCU中进行相应的功能设计的开发，无法达到量产的目的。

发明内容

本发明主要解决是BMC无法识别后端外接设备总线类型、BMC无法动态自适应配置管理、服务器硬件设计外接口无法兼容I2C和I3C设备的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种自适应管理I2C和I3C设备的方法，包括以下步骤：

设置信号识别标志；

BMC通过扩展芯片检测所述信号识别标志，根据所述信号识别标志判断外部设备的类型，根据所述外部设备的类型发送使能信号至控制器；

所述控制器根据所述使能信号控制多路复用器的选择器，通过所述选择器切换所述多路复用器的通道；

所述BMC读取所述选择器的状态，通过所述选择器的状态以及所述多路复用器的通道管理所述外部设备。

优选的，所述根据所述信号识别标志判断外部设备的类型，根据所述外部设备的类型发送使能信号至控制器的步骤进一步包括：所述信号识别标志包括第一信号标志和第二信号标志；

当所述信号识别标志为所述第一信号标志时，所述外部设备为I2C设备；

当所述外部设备为I2C设备时，所述BMC发送第一使能信号至所述控制器；

当所述信号识别标志为所述第二信号标志时，所述外部设备为I3C设备；

当所述外部设备为I3C设备时，所述BMC发送第三使能信号至所述控制器。

优选的，所述控制器根据所述使能信号控制多路复用器的选择器，通过所述选择器切换所述多路复用器的通道的步骤进一步包括：

当所述控制器接收到所述第一使能信号后，所述控制器根据所述多路复用器的真值表发送第二使能信号至所述多路复用器；

通过所述第二使能信号控制所述多路复用器的选择器拉低，使多路复用器切换为I2C通道。

优选的，所述控制器根据所述使能信号控制多路复用器的选择器，通过所述选择器切换所述多路复用器的通道的步骤进一步还包括：

当所述控制器接收到所述第三使能信号后，所述控制器根据所述多路复用器的真值表发送第四使能信号至所述多路复用器；

通过所述第四使能信号控制所述多路复用器的选择器拉高，使多路复用器切换为I3C通道。

优选的，所述通过所述选择器的状态以及所述多路复用器的通道管理外部设备的步骤进一步包括：

当所述选择器的状态为低状态时，所述多路复用器切换为所述I2C通道成功；

所述BMC通过所述I2C通道管理所述I2C设备。

优选的，所述通过所述选择器的状态以及所述多路复用器的通道管理外部设备的步骤进一步还包括：

当所述选择器的状态为高状态时，所述多路复用器切换为所述I3C通道成功；

所述BMC通过所述I3C通道管理所述I3C设备。

本发明还提供一种自适应管理I2C和I3C设备的系统，包括：BMC、控制器、多路复用器、连接器识别模块以及外部设备；

所述BMC通过扩展芯片与所述连接识别模块连接；所述连接识别模块与所述外部设备连接；所述BMC用于通过所述扩展芯片获取所述连接识别模块中信号识别标志，所述BMC根据所述信号识别标志判断所述外部设备的类型；

所述BMC与所述控制器连接，所述控制器与所述多路复用器连接，所述BMC根据所述外部设备的类型发送使能信号至所述控制器，所述控制器根据所述使能信号控制所述多路复用器中选择器；

所述BMC与所述多路复用器连接；所述多路复用器通过所述连接识别模块与所述外部设备连接，所述BMC用于读取所述选择器的状态，并通过所述选择器的状态以及所述多路复用器管理所述外部设备。

作为本发明所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的系统的进一步改进，所述连接器识别模块包括设备连接器和信号检测模块；

所述设备连接器分别与所述信号检测模块连接、所述外部设备连接以及所述多路复用器连接，所述BMC通过所述多路复用器、所述设备连接器管理所述外部设备；

所述信号检测模块通过所述扩展芯片与所述BMC连接，所述信号检测模块用于发送信号识别标志至所述BMC。

作为本发明所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的系统的进一步改进，所述多路复用器中设有第一端口、第二端口、第三端口以及选择器，所述外部设备包括I2C设备和I3C设备；

所述设备连接器与所述第三端口连接，所述BMC中I2C通道与所述第一端口连接，所述BMC通过所述第一端口管理所述I2C设备；所述BMC中I3C通道与所述第二端口连接，所述BMC通过所述第二端口管理所述I3C设备；所述控制器与所述选择器连接，所述控制器用于控制所述选择器。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的方法的步骤。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的方法，可以通过信号识别标志区分I2C和I3C设备，根据不同的设备类型从而通过BMC分配对应总线通道，无需对现有的芯片进行功能新增，仅通过外部硬件线路设计可量产的、低成本、灵活可靠的自适应管理I2C和I3C设备。

2、本发明所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的系统，BMC可以通过信号检测模块发送不同的信号标志进而发送使能信号至CPLD，CPLD控制多路复用器进行切换通道，从而实现自适应I2C和I3C设备，并且通过IO扩展芯片能够一次性连接多个I2C或者I3C设备，进而再通过对应的多路复用器控制对应的I2C或者I3C设备，能够实现同时自适应管理多个I2C设备或者I3C设备，提高了管理效率。

3、本发明所述的一种计算机可读存储介质，可以实现引导CPLD、BMC、多路复用器以及连接识别模块相互配合，实现I2C和I3C通道的切换及BMC、CPLD对总线类型识别、控制、状态获取，进而高效的，便捷的进行自适应管理I2C设备或者I3C设备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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附图。

图1是本发明实施例1所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的方法流程示意图；

图2是本发明实施例1所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的方法中多路复用器的真值表；

图3是本发明实施例1所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的方法中多路复用器的功能逻辑框图；

图4是本发明实施例2所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的系统架构示意图；

图5是本发明实施例2所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的系统中连接识别模块架构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“信号识别标志”、“信号检测线缆”、“第一信号标志”、“第二信号标志”、“第一使能信号”、“第二使能信号”、“第三使能信号”、“第四使能信号”应做广义理解。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明的描述中：

I2C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。

IO Expander芯片的型号为PCA9555。

BMC(Baseboard Manager Controller)为基板管理控制器，它通过监控系统的电源、温度等来保证系统处于正常运行的状态。

CPLD指复杂可编程逻辑器件，CPLD采用CMOS EPROM、EEPROM、快闪存储器和SRAM等编程技术，从而构成了高密度、高速度和低功耗的可编程逻辑器件。

多路复用器的型号为PI3CSW12芯片。

PI3CSW12芯片为多路复用器是一种高带宽交换机，专门设计用于通信和服务器应用(例如，集线器或具有有限I3C，I/O的控制器的服务器，工作站和笔记本电脑)中的高速I3C信号切换，该设备将I3C主机设备的差分输出复用到两个相应输出之一，开关是双向的，几乎不衰减或不衰减高速信号，它设计用于低位到位偏斜和高通道间噪声隔离，并与各种标准兼容。

第一信号标志为低电平，第二信号标志为高电平。

第一端口为1D，第二端口为2D，第三端口为D。

控制器为CPLD。

实施例1

本发明实施例提供一种自适应管理I2C和I3C设备的方法，请参阅图1，包括以下步骤：

首先，需要说明的是，服务器中最新的BMC支持I2C和I3C通道，根据总线协议要求，I2C或I3C设备在同一个通道内不支持混插，要求相同总线的设备在一个通道，服务器外部接口数量不浪费的情况下，如何做到所有端口兼容I2C和I3C设备是要解决的；

对应的，本实施例所描述的方法，针对如上问题进行了解决。

S100，将板卡上的IO Expander芯片中一个IO扩展接口与PIN_DETECT信号检测线缆连接，将PIN_DETECT信号检测线缆通过设备连接器与外部设备连接；

需要说明的是，IO Expander芯片存在若干个IO扩展接口，本实施例中以一个IO扩展接口连接一个外部设备为例；

Expander芯片中若干个IO扩展接口每个IO扩展接口能够连接一个外部设备，根据不同的情况以及IO扩展接口的数量能够进行选择需要连接的外部设备的数量；

将BMC中的I2C通道接入多路复用器1D接口中，将BMC中I3C通道接入多路复用器2D接口中；

设置PIN_DETECT信号检测线缆的信号识别标志；PIN_DETECT信号检测线缆其中的pin可以根据连接的I2C设备或者I3C设备进行传输出不同的信号识别标志；

信号识别标志包括PULL DOWN TO GND下拉接地低电平以及NOT CONNECT不连接高电平，将多路复用器通过设备连接器与外部设备连接；

其中多路复用器是适配I3C速率的开关，并且由于其自身不属于总线设备，所以能够满足一条总线不可混插的要求，这样通过多路复用器可以实现BMC接口I2C和I3C总线类型的交互。

S200，BMC通过IO Expander芯片检测信号检测线缆的信号识别标志，并根据所述信号识别标志判断外部设备类型。

S200的具体步骤为：BMC通过IO Expander芯片检测PIN_DETECT信号检测线缆的信号识别标志，通过信号识别标志进行判断外部设备为I2C设备或者I3C设备；

当信号识别标志为PULL DOWN TO GND下拉接地低电平时，外部设备为I2C设备；

当信号识别标志为NOT CONNECT不连接高电平时，外部设备为I3C设备。

S300，根据外部设备为I2C设备或者I3C设备发出不同的使能信号至CPLD，CPLD根据使能信号控制多路复用器中选择器，通过所述选择器切换所述多路复用器中通道；

S300的具体步骤为：请参阅图2，其中图中的S代表选择器；L和H为选择器的状态；L为low低，H为high高。

当外部设备为I2C设备时，发送第一使能信号至CPLD；CPLD获取到第一使能信号后，根据多路复用器的真值表发送第二使能信号至多路复用器，通过第二使能信号控制所述多路复用器中选择器拉低，使多路复用器中切换到对应的I2C通道；

当外部设备为I3C设备时，大致原理同上，发送第三使能信号至CPLD，CPLD接收到第三使能信号后，根据多路复用器的真值表发送第四使能信号至多路复用器，通过第四使能信号控制所述多路复用器中选择器拉高，使多路复用器中切换到对应的I3C通道。

因为BMC中功能较多，所以如果直接通过BMC发送使能信号控制多路复用器中选择器实现起来比较复杂并且BMC中的时序不好控制，如果BMC通过CPLD进行间接控制路复用器中选择器实现较为简单，只需在CPLD中增加相应的代码字段即可，并且可以控制CPLD的时序与多路复用器中的时序相同。

S400，请参阅图3，BMC读取所述选择器的状态，通过所述选择器的状态以及所述多路复用器中通道管理外部设备；

当切换为I2C或者I3C通道后，选择器的管脚实际切换状态需要被监控，保证BMC获取多路复用器的通道成功切换后再进行I2C或者I3C设备的扫描。

具体步骤为：读取所述多路复用器中选择器的状态，当所述多路复用器中选择器的状态为低时，多路复用器中切换到对应的I2C通道成功；此时根据多路复用器的输出框图可以知道此时的输出端为1D，BMC通过1D输出端进行I2C设备的扫描并进行I2C设备管理；

当所述多路复用器中选择器的状态为高时，多路复用器中切换到对应的I3C通道成功；此时根据多路复用器的输出框图可以知道此时的输出端为2D，BMC通过2D输出端进行I3C设备的扫描并进行I3C设备管理。

实施例2

本发明实施例还提供一种自适应管理I2C和I3C设备的系统，请参阅图4，包括：BMC、CPLD、多路复用器、连接识别模块以及外部设备；

所述BMC通过IO扩展芯片与所述连接识别模块连接，所述连接识别模块与所述外部设备连接；所述BMC用于通过IO扩展芯片获取连接识别模块中信号识别标志；所述BMC根据所述信号识别标志判断所述外部设备的类型；

具体的，请参阅图5，连接识别模块包括设备连接器以及信号检测模块；

所述信号检测模块通过IO扩展芯片与所述BMC连接，用于发送信号识别标志至所述BMC；

BMC能够在IO扩展芯片中获取到连接识别模块的信号识别标志；一个连接识别模块只占用一个IO扩展芯片中的一个通道。

具体的，

信号检测模块中根据设备连接器连接的外部设备不同，其发出信号识别标志也不同，当连接的外部设备为I2C设备时，信号检测模块发出PULL DOWN TO GND下拉接地低电平信号；

当连接的外部设备为I3C设备时，信号检测模块发出NOT CONNECT不连接高电平信号；

所述BMC与所述CPLD连接，所述BMC根据所述外部设备的类型发送使能信号至所述CPLD；

其中CPLD通过SGPMI信号与BMC进行通信，当BMC获取到所述信号识别标志为低电平信号时，外部设备为I2C设备，发送第一使能信号至CPLD；

当BMC获取到所述信号识别标志为高电平信号时，外部设备为I3C设备，发送第三使能信号至CPLD。

所述CPLD与所述多路复用器连接；所述BMC中I2C通道与所述多路复用器中1D接口连接；所述BMC中I3C通道与所述多路复用器中2D接口连接；

所述CPLD通过所述使能信号控制所述多路复用器中1D接口或者2D接口使能；所述多路复用器中设有1D、2D、D以及选择器；

所述BMC中I2C通道与1D连接，所述BMC通过1D管理I2C设备；所述BMC中I3C通道与2D连接，所述BMC通过2D与I3C设备通信；所述CPLD与所述选择器连接，所述CPLD用于控制所述选择器，设备管理器与D端口连接，设备管理器通过D端口与所述多路复用器连接。

具体的，当CPLD接收到第一使能信号后，发出第二使能信号至多路复用器，通过第二使能信号控制多路复用器中选择器进行拉低，并且此时若BMC通过CPLD检测到多路复用器中选择器状态为低，则多路复用器中通道切换至1D接口与D接口的通道；

当CPLD接收到第三使能信号后，发出第四使能信号至多路复用器，通过第四使能信号控制多路复用器中选择器进行拉高，并且此时若BMC通过CPLD检测到多路复用器中选择器状态为高，则多路复用器中通道切换至2D接口与D接口的通道。

所述多路复用器与所述外部设备连接；所述BMC通过所述多路复用器管理所述外部设备；

具体的，当多路复用器中通道切换至1D接口时，BMC通过I2C通道以及多路复用器管理与设备管理器连接的I2C设备；

当多路复用器中通道切换至2D接口时，BMC通过I3C通道以及多路复用器管理与设备管理器连接的I3C设备。

实施例3

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时执行如上方法的计算机程序，实现上述所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的方法。

本发明实施例所述计算机可读存储介质的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。

此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由处理器执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被处理器执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。

此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。

此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种自适应管理I2C和I3C设备的方法，其特征在于，包括以下步骤：

设置信号识别标志；

2.根据权利要求1所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的方法，其特征在于：所述根据所述信号识别标志判断外部设备的类型，根据所述外部设备的类型发送使能信号至控制器的步骤进一步包括：所述信号识别标志包括第一信号标志和第二信号标志；

3.根据权利要求2所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的方法，其特征在于：所述控制器根据所述使能信号控制多路复用器的选择器，通过所述选择器切换所述多路复用器的通道的步骤进一步包括：

4.根据权利要求2所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的方法，其特征在于：所述控制器根据所述使能信号控制多路复用器的选择器，通过所述选择器切换所述多路复用器的通道的步骤进一步还包括：

5.根据权利要求3所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的方法，其特征在于：所述通过所述选择器的状态以及所述多路复用器的通道管理外部设备的步骤进一步包括：

所述BMC通过所述I2C通道管理所述I2C设备。

6.根据权利要求4所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的方法，其特征在于：所述通过所述选择器的状态以及所述多路复用器的通道管理外部设备的步骤进一步还包括：

所述BMC通过所述I3C通道管理所述I3C设备。

7.一种自适应管理I2C和I3C设备的系统，其特征在于，包括：BMC、控制器、多路复用器、连接识别模块以及外部设备；

所述BMC与所述控制器连接，所述控制器与所述多路复用器连接，所述BMC根据所述外部设备的类型发送使能信号至所述控制器，所述控制器根据所述使能信号控制所述多路复用器的选择器；

8.根据权利要求7所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的系统，其特征在于，所述连接器识别模块包括设备连接器和信号检测模块；

9.根据权利要求8所述的一种自适应管理I2C和I3C设备的系统，其特征在于，所述多路复用器中设有第一端口、第二端口、第三端口以及选择器，所述外部设备包括I2C设备和I3C设备；

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-6任一项所述的一种自适应管理I2C和I3C设备方法的步骤。