CN114038181B - 一种远程调试装置及服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远程调试装置，包括：主控模块；无线传输模块；多个接口模块；其中，多个接口模块分别与所在的服务器的主板上的多个调试模块相连并配置为接收主控模块的第一调试数据，并将第一调试数据发送到对应的多个调试模块，以及接收多个调试模块的第二调试数据并发送到主控模块；主控模块，配置为将接收到的多个接口模块的第二调试数据发送到无线传输模块，以及将接收到的无线传输模块的第一调试数据发送到多个接口模块；无线传输模块与主控模块相连，配置为通过无线网络接收远程调试中心第一调试数据发送到主控模块，以及接述主控模块的第二调试数据通过无线网络发送到远程调试中心。通过上述技术方案，增加了运维方式的多样性。

Description

一种远程调试装置及服务器

技术领域

本发明属于计算机领域，具体涉及一种远程调试装置及服务器。

背景技术

近年来，国家大力推动新基建发展战略，数据中心是其中的核心内涵之一，服务器作为数据中心的核心承载设备，其需求也得到了急速增长。伴随着服务器的大量增长，服务器的运维、调试或者监测是现有服务器设计时必须考虑的问题，这些问题是体现一款服务器的可靠性或者可运维性的良好体现，但是目前大多数服务器多数采用的都是通过线缆来实现调试或者监测数据的上报，而随着无线通信技术的不断发展，越来越多的产品都支持无线通信，因此在服务器主板集成可用于远程调试或者监测数据无线上报的无线通信模块是很有必要的。考虑到数据中心或者机房环境复杂，对于无线通信模块的要求较高，需要传输距离以及信号穿透能力都比较优秀才能很好地进行应用，而现有技术则无法解决这一问题。

服务器作为数据中心的核心设备，关于其调试及运行状态监测是每款服务器必须实现的功能，对于现有服务器技术方案，其调试接口一般都是通过串口、网口等接口来实现，串口的实现一般是从CPLD或者BMC芯片的UART接口引出，经电平转换之后连接到服务器面板上的DB9串口连接器；类似的，网口一般是BMC经 PHY芯片及网络变压器后连接到面板的RJ45网口；由于当前市面上的大部分服务器都没有配置无线通信装置，与外界的接口都是通过串口线及网线来进行调试及运维，需要人工通过外接串口线或者网线等线缆的方式来完成调试；而在服务器运行过程中常规的监测，比如温度、电源等的监测方式，其实现方式一般是BMC通过IIC接口来监测板上的温度传感器或者电源芯片，通过网线来进行数据上报及告警。通过上述描述，可以看出，现有服务器的调试或者监测都离不开线缆，其方式缺乏灵活性。

因此，亟需一种有效的解决方案以应对上述问题。

发明内容

为解决以上问题，本发明的一方面提出了一种远程调试装置，包括：

主控模块；

无线传输模块；

多个接口模块；

其中，所述多个接口模块分别与所在的服务器的主板上的多个调试模块相连并配置为接收所述主控模块的第一调试数据，并将所述第一调试数据发送到对应的所述多个调试模块，以及接收所述多个调试模块的第二调试数据并发送到所述主控模块；

所述主控模块，配置为将接收到的所述多个接口模块的第二调试数据发送到所述无线传输模块，以及将接收到的所述无线传输模块的第一调试数据发送到所述多个接口模块；

所述无线传输模块与所述主控模块相连，配置为通过无线网络接收远程调试中心第一调试数据发送到所述主控模块，以及接收所述主控模块的第二调试数据通过无线网络发送到所述远程调试中心。

在本发明的一些实施方式中，接口模块包括：

网络复用模块；

接口控制模块；

多个接口连接线；

其中，所述接口控制模块配置为接收所述多个调试模块的第二调试数据并将所述调试数据通过所述网络复用模块发出，以及从所述网络复用模块接收所述第一调试数据并将所述第一调试数据发送到所述多个调试模块。

在本发明的一些实施方式中，网络复用模块包括：

第一网络接口；

第二网络接口；

切换模块；

其中，所述第一网络接口配置为连接所述服务器的网络接口，所述第二网络接口配置为连接所述服务器所连接的网线；

所述切换模块配置为监控所述低于网络接口和第二网络接口的通信，响应于所述通信出现异常，将所述第二网络接口切换到所述接口控制模块。

在本发明的一些实施方式中，切换模块进一步配置为：

通过所述第二网络接口确定所述远程调试装置的网络地址，并与所述远程调试装置进行通信。

在本发明的一些实施方式中，主控模块与所述服务器的主板上多个调试模块相连，配置为直接对所述服务器进行调试。

在本发明的一些实施方式中，无线传输模块包括：

射频控制模块，所述射频控制模块与所述主控模块相连，配置为接收所述远程调试中心的第一无线射频信号并将所述第一无线射频信号转码为第一调试数据发送到所述主控模块，以及接收所述主控模块的第二调试数据，并将所述第二调试数据转换成第二无线射频信号送到所述远程调试中心。

在本发明的一些实施方式中，无线传输模块还包括射频前端电路，所述射频前端电路包括：

射频开关；

接收滤波器；

发送滤波器；

其中，所述射频开关配置为控制所述射频前端电路的工作模式的切换；

所述接收滤波器与所述射频控制模块相连，配置为将所述射频开关接收到的所述第一无线射频信号滤波后发送到所述射频控制模块；

所述发送滤波器，与所述射频控制模块相连，配置为将所述射频控制模块发送的二射频信号滤波后发送到所述射频开关。

在本发明的一些实施方式中，射频开关与所述主控模块相连，配置为根据所述主控开关的控制命令切换所述射频前端电路的工作模式。

在本发明的一些实施方式中，主控模块为单片机。

本发明的另一方面还提出了一种服务器，所述服务器包含上述实施方式中所公开的远程调试装置。

通过本发明提出的一种远程调试装置，设计了一款可板载于服务器主板的无线通信模块，使服务器可实现无线数据监测及控制的更能，增加服务器产品的功能，提高产品竞争力；通过对服务器内部例如UART接口与射频电路相连接，可实现不借助于调试线缆的方式实现无线调试，增加了运维方式的多样性；通过在板内集成无线通信模块，可使用户自行对各个服务器节点进行组网，便于查看服务器一些基本的信息。

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附图。

图1为本发明实施例提供的一种远程调试装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种远程调试装置的接口模块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种远程调试装置的网络复用模块结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种远程调试装置的无线传输模块的结构示意图。

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。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

如图1所示，为解决以上问题，本发明的一方面提出了一种远程调试装置，包括：

主控模块1；

无线传输模块2；

多个接口模块3；

其中，所述多个接口模块3分别与所在的服务器的主板上的多个调试模块相连并配置为接收所述主控模块1的第一调试数据，并将所述第一调试数据发送到对应的所述多个调试模块，以及接收所述多个调试模块的第二调试数据并发送到所述主控模块1；

所述主控模块1，配置为将接收到的所述多个接口模块3的第二调试数据发送到所述无线传输模块2，以及将接收到的所述无线传输模块2的第一调试数据发送到所述多个接口模块3；

所述无线传输模块2与所述主控模块1相连，配置为通过无线网络接收远程调试中心第一调试数据发送到所述主控模块，以及接收所述主控模块1的第二调试数据通过无线网络发送到所述远程调试中心。

在本发明的实施例中，被发明所提出的远程调试装置，可通过多种形式对服务器进行调试，在一些实施例中，远程调试装置可以独立地部署在服务器之外，仅需通过接口模块3与服务器的调试接口相连，主控模块1中实现对服务器上不同调试接口的调试逻辑及相关调试指令。本发明所提出的远程调试装置所述的调试模块包括服务器上的BMC及CPLD，同时也可以通过IIC或者SPI等常用通信接口与服务器主板的监测传感器或者芯片进行数据传输。之后通过无线模块2实现监测数据的无线传输。本发明实施例中的第一调试数据是指由主控模块1发往服务器上的BMC及CPLD等设备的调试或查询数据。第二调试数据是指由服务器上的BMC或CPLD等设备的调试数据或表示服务器相关运行状态的其他参数。如一些温度传感器，各电压及电源状态，还包括日志数据等在操作系统无法工作时的相关服务器状态数据。

在本实施例中，主控模块1为MCU采用STM32系列单片机，其价格比较便宜，且外围接口比较丰富，在控制器中应用范围比较广泛。整个控制部分的最小系统由MCU以及外围的时钟电路、复位电路、电源组成。对于整个主控部分下行通过SPI接口与无线传输模块相连接，实现数据的发送与接收； 上行主要是与服务器主板电路进行连接，其外围预留IIC、SPI、UART等常用接口，实现主板与无线通信模块电路的数据传输，同时由主板BMC以及CPLD引出部分GPIO管脚与控制电路MCU连接，用于部分信号的控制作用。

无线传输模块2采用LoRa无线网络组网，LoRa技术作为LPWAN中比较典型的应用代表，其具有网络架构简单并且组网灵活的优点，最重要的是LoRa技术可实现远距离的传输，对于环境较为复杂的机房能够表现出较好的数据传输可靠性，并且LoRa的工作频段为免授权的频段，可进行数据中心的自由组网及应用。

如图2所示，在本发明的一些实施方式中，接口模块包括：

网络复用模块4；

接口控制模块5；

多个接口连接线6；

其中，所述接口控制模块5配置为接收所述多个调试模块的第二调试数据并将所述调试数据通过所述网络复用模块4发出，以及从所述网络复用模块4接收所述第一调试数据并将所述第一调试数据发送到所述多个调试模块。

如图3所示，在本发明的一些实施方式中，网络复用模块包括：

第一网络接口7；

第二网络接口8；

切换模块9；

其中，所述第一网络接口7配置为连接所述服务器的网络接口，所述第二网络接口8配置为连接所述服务器所连接的网线；

所述切换模块9配置为监控所述第一网络接口7和第二网络接口8的通信，响应于所述通信出现异常，将所述第二网络接口8切换到所述接口控制模块。

如图3所示，在本实施例中，本发明公开了另外一种远程调试装置的结构，即接口模块3，可独立安装在服务器机箱外。具体为，在本实施例中，接口模块3可独立于主控模块1之外部署在其他服务器上，接口模块3中包括网络复用模块4，网络复用模块4是一种网络连接器，包括第一网络接口7和第二网络接口8，第一网络接口7为正常的RJ45网线接头，连接到服务器上的网卡的插槽中，第二网络接口8为RJ45网线插槽形式，本应连接到服务器上的网线插入第二网络接口8的插槽中。切换模块9负责监控第一网络接口和第二网络接口的通信，如果服务器正常运行时，本发明提供的接口模块3不会占用服务器的网络接口，接口模块3的接口功能处于关闭状态，当服务器出现异常或接收到切换指令，切换模块9将切换第二网络接口8到第一网络接口7的网络电路，即将第二网络接口8连接到接口模块3的接口控制模块5。切换模块9具备网卡功能，即接口控制模块5可通过串行数据总线将服务器的BMC或CPLD的调试数据转发到切换模块9，由切换模块9借助服务器的网络地址配置发送到已经部署与该服务器所在网域中的远程调试装置的主控模块1中。

在本发明的一些实施例中，为了节省远程调试装置的成本及太多的远程调试装置对于LoRa无线网络的信道占用。远程调试装置独立部署在服务器机房中的交换机旁，通过接口模块3连接到交换机上并获得一个网络地址，再通过多个部署在服务器上接口模块3用于在服务器异常时通过交换机的网络对服务器进行调试。

在本发明的一些实施方式中，切换模块进一步配置为：

通过所述第二网络接口8确定所述远程调试装置的网络地址，并与所述远程调试装置进行通信。

在本实施例中，当接口模块3所在的服务器出现异常时，接口模块3中的网络复用模块4之中的切换模块9将第二网络接口连接到接口模块3，即接口模块3代替服务器向交换机申请网络地址，然后再与同一网域中的远程调试装置进行通信，由远程调试装置通过交换机搭建的网络对该异常的服务器进行调试。

在本发明的一些实施方式中，主控模块1与所述服务器的主板上多个调试模块相连，配置为直接对所述服务器进行调试。

在本实施例中，本发明提出的调试装置还可以以主板插卡的方式与服务器进行连接调试，利用主控模块1的MCU的多个调试接口直接连接在服务器的BMC或CPLD等设备上，无需接口模块3的辅助。同时，如果为该远程调试装置配置一个接口模块3，则该远程调试装置可承担对多个服务器的调试工作，即管理该服务器所在的网域的多个服务器上的接口模块3的通信任务。具体为：接收远程调试中心的LoRa无线网络数据，然后通过网络再转发到对应的服务器上的接口模块3中，进而实现对接口模块3所在的服务器的调试工作。

在本发明的一些实施方式中，无线传输模块2包括：

射频控制模块10，所述射频控制模块10与所述主控模块1相连，配置为接收所述远程调试中心的第一无线射频信号并将所述第一无线射频信号转码为第一调试数据发送到所述主控模块1，以及接收所述主控模块1的第二调试数据，并将所述第二调试数据转换成第二无线射频信号送到所述远程调试中心。

在本实施例中，作为远程调试装置的通信模块，无线传输模块2中设置有射频控制模块10，射频控制模块10采用Semtech 公司的Sx1276射频芯片，调制方式为LoRa方式，该芯片可以适用于Sub-GHz频段，其工作频率为433/470/868/915MHz，发射功率可达到20dbm，最优传输距离可达8km，可以很好地适应服务器机房复杂的环境。另外，由于Sx1276芯片采用的是LoRa扩频调制解调技术，传输距离远远超出现有的基于FSK或OOK调制方式的系统，采用扩频调制技术，每个扩频因子均呈正交分布，因而多个传输信号可以占用同一信道而互不干扰，并且能够与现有基于FSK的系统简单共存。对于数据的发送本设计选择使用芯片PA_BOOST管脚来实现，该引脚内部与射频芯片第三个功率放大器连接，能够通过专门的匹配网络实现高达+20dbm的功率放大功能，同时可适用于芯片所支持的所有频段范围。对于数据的接收，使用的是RFI_LF管脚，其可支持频段2的信号接收，也就是本设计所使用的433MHz频段。

射频芯片Sx1276所采用的晶体振荡器采用32MHz晶振，作为射频芯片内部的本地时钟的来源，它可以用作PLL频率合成的时间参考及所有数字处理的时钟信号。

该射频控制模块10主要将远程调试装置负责的多个位于不同服务器上的多个接口模块3的调试控制任务发送到远程调试中心，并将远程调试中心的发送到主控模块1，并通过交换机分发到对应的接口模块3实现对服务器的调试及数据收集。

在本发明的一些实施方式中，无线传输模块还包括射频前端电路，所述射频前端电路包括：

射频开关13；

接收滤波器11；

发送滤波器12；

其中，所述射频开关13配置为控制所述射频前端电路的工作模式的切换；

所述接收滤波器12与所述射频控制模块10相连，配置为将所述射频开关接收到的所述第一无线射频信号滤波后发送到所述射频控制模块10；

所述发送滤波器11，与所述射频控制模块10相连，配置为将所述射频控制模块10发送的二射频信号滤波后发送到所述射频开关。

如图4所示，为了能够使射频模块获得较好的滤波效果，需要在发射及接收的链路中增加滤波器，用于滤除工作频段外其它频率的杂波，提高通信质量。一般射频电路中滤波器一般采用的是通过LC电路来实现，也可以采用滤波器IC来实现。本设计所采用的是直接使用滤波器IC的方式，选用 SAW Components SF系列低损耗、低成本声表面波带通滤波器ACTF4006，其中心频率为433.92MHz、最低插入损耗为 0.5dB、3dB 带通频宽最高为750KHz，能够很好地应用于本发明设计。

图4的射频开关为RF Switch，一般射频模块其工作方式为半双工，因此需要增加射频开关来对信号发送或者接收进行选择，其开关的使能由射频模块的主控模块1来进行控制。

位于射频电路末端的为微带传输线及天线部分。为了减少射频路径损耗，确保信号的有效传输，在滤波器和天线之间通过 50Ω标准阻抗值的微带线进行信号传输，对于微带传输线的设计，一般需要结合单板所使用的板材、板厚等参数来进行计算，最终实现可以满足50Ω标准阻抗值的走线长度及宽度，目前计算大多数采用工具软件计算的额方式，例如SI9000等。天线是一种变换器，它能够把传输线上传播的导行波，变换成能够在自由空间中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件，本设计可以选择使用外置胶棒天线的方式，并固定于服务器机箱上，可以实现数据更好的传输。

在本发明的一些实施方式中，射频开关13与所述主控模块1相连，配置为根据所述主控开关1的控制命令切换所述射频前端电路的工作模式。

在本实施例中，主控模块1负责与远程调试中心的通信逻辑，即决定在什么时间接收远程中心的LoRa无线信号，并通过无线信号中的数据结束标志或其他方式判断远程调试中心数据传输完毕，并根据业务需要选择射频开关打开射频电路的工作模式是接收数据还是发送数据。即每一次LoRa通信都有完成标志和起始标志。在接收远程调试中心的LoRa数据未完成时，射频开关将一直处于接收状态。

在本发明的一些实施方式中，主控模块为单片机。

本发明的另一方面还提出了一种服务器，所述服务器包含上述实施方式中所公开的远程调试装置。

通过本发明提出的一种远程调试装置，设计了一款可板载于服务器主板的无线通信模块，使服务器可实现无线数据监测及控制的更能，增加服务器产品的功能，提高产品竞争力；通过对服务器内部例如UART接口与射频电路相连接，可实现不借助于调试线缆的方式实现无线调试，增加了运维方式的多样性；通过在板内集成无线通信模块，可使用户自行对各个服务器节点进行组网，便于查看服务器一些基本的信息。

以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，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。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。

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。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种远程调试装置，其特征在于，包括：

主控模块；

无线传输模块；

多个接口模块；

其中，所述多个接口模块分别与所在的服务器的主板上的多个调试模块相连并配置为接收所述主控模块的第一调试数据，并将所述第一调试数据发送到对应的所述多个调试模块，以及接收所述多个调试模块的第二调试数据并发送到所述主控模块；

所述主控模块，配置为将接收到的所述多个接口模块的第二调试数据发送到所述无线传输模块，以及将接收到的所述无线传输模块的第一调试数据发送到所述多个接口模块；

所述无线传输模块与所述主控模块相连，配置为通过无线网络接收远程调试中心第一调试数据发送到所述主控模块，以及接收所述主控模块的第二调试数据通过无线网络发送到所述远程调试中心；

所述接口模块包括：接口控制模块、网络复用模块，其中，所述接口控制模块配置为接收所述多个调试模块的第二调试数据并将所述调试数据通过所述网络复用模块发出，以及从所述网络复用模块接收所述第一调试数据并将所述第一调试数据发送到所述多个调试模块；

所述网络复用模块进一步包括：

第一网络接口；

第二网络接口；

切换模块；

其中，所述第一网络接口配置为连接所述服务器的网络接口，所述第二网络接口配置为连接本应连接到所述服务器的网线；

切换模块配置用于监控第一网络接口和第二网络接口的通信，如果服务器正常运行时，接口模块不会占用服务器的网络接口，接口模块的接口功能处于关闭状态，当服务器出现异常或接收到切换指令，切换模块将切换第二网络接口到第一网络接口的网络电路，即将第二网络接口连接到接口模块的接口控制模块。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述切换模块进一步配置为：

通过所述第二网络接口确定所述远程调试装置的网络地址，并与所述远程调试装置进行通信。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控模块与所述服务器的主板上多个调试模块相连，配置为直接对所述服务器进行调试。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无线传输模块包括：

射频控制模块，所述射频控制模块与所述主控模块相连，配置为接收所述远程调试中心的第一无线射频信号并将所述第一无线射频信号转码为第一调试数据发送到所述主控模块，以及接收所述主控模块的第二调试数据，并将所述第二调试数据转换成第二无线射频信号送到所述远程调试中心。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述无线传输模块还包括射频前端电路，所述射频前端电路包括：

射频开关；

接收滤波器；

发送滤波器；

其中，所述射频开关配置为控制所述射频前端电路的工作模式的切换；

所述接收滤波器与所述射频控制模块相连，配置为将所述射频开关接收到的所述第一无线射频信号滤波后发送到所述射频控制模块；

所述发送滤波器与所述射频控制模块相连，配置为将所述射频控制模块发送的二射频信号滤波后发送到所述射频开关。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述射频开关与所述主控模块相连，配置为根据所述主控模块的控制命令切换所述射频前端电路的工作模式。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控模块为单片机。

8.一种服务器，其特征在于，所述服务器包含权利要求1-7所述的远程调试装置。

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