CN114253561A - 一种固件自动烧录的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种固件自动烧录的系统和方法，该系统包括中央处理器、待烧录模块、PCIe插槽和仲裁模块；待烧录模块的输入端连接中央处理器；待烧录模块的输出端分别连接PCIe插槽和仲裁模块；PCIe插槽用于插入烧录治具，且PCIe插槽的输出端连接仲裁模块的输入端；待烧录模块接收中央处理器发出的烧录指令；通过仲裁模块识别来自所述烧录治具输入的检测引脚，选通固件输入引脚，执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块。基于该系统，还提出了一种固件自动烧录的方法。本发明仅需要将配置好的治具板装到PCIe slot上，上电即可自动进行配置文件的升级，且可以并线烧录，实现全自动烧录。

Description

一种固件自动烧录的系统和方法

技术领域

本发明属于服务器固件烧录技术领域，特别涉及一种固件自动烧录的系统和方法。

背景技术

在AI服务器领域中，为了满足大规模计算需求，需要部署大量GPU设备、HCA卡设备和NVMe SSD设备。其中GPU:(Graphics Processing Unit)图形处理器；主机通道适配器(HCA)卡，应用于企业数据中心、高性能计算和嵌入式环境等领域，为服务器/存储的集群应用提供了高带宽、低延迟的解决方案。因此相较于传统的服务器架构，AI服务器架构往往更复杂。为了满足庞大的计算力和众多设备的散热需求，AI服务器高度往往会达到4U、6U甚至8U。除主板之外，还会增加交换板、IO板或GPU板来部署GPU设备和HCA卡设备。因此AI服务器的PCIe链路往往会相当长，以PCIe应用来说，PCIe Gen3仍可以较为容易地在普通的FR4上实现。但是Gen4则需要比FR4更低损耗的板材，这也是为什么支持PCIe Gen4的PC主板要比不支持Gen4的贵很多的原因之一。然而，即使是使用更贵(低损耗)的板材，长距离地传输16Gbps的信号仍然是一个非常大的挑战。且当前CPU支持64个通道，对于普通服务器来说，只是接一些网卡和SAS存储卡(HBA卡、Raid卡)是足够的，但是对于AI服务器来说，由于需要使用大量的PCIe设备，CPU直出的资源显然已经无法满足需求，综上来讲，Retimer芯片和PCIe Switch在AI服务器中引入和广泛应用是必然的趋势。其中Retimer就类似于一个PHY芯片，其信号在经过Retimer的时候，通过内部的时钟重构信号，使其信号传输能量增加，然后再继续传输。Retimer是内部具有CDR(数据时钟恢复)的IC，实现数据的恢复之后然后再此按照串行通道把信号发送出去。可以减轻信号的抖动。

由于retimer和PCIe Switch的数量一般较多，如需逐个烧录firmware通常需要繁琐的操作步骤，在产品开发阶段，firmware刷新的频率较高，极大地增加了开发测试人员的工作量，现有的固件烧录方法主要有以下两种：1.将retimer以及PCIe Switch的I2C引出I2C header，通过上位机外接I2C dongle工具连到I2C header接口，通过上位机进行带外烧录。2.将retimer和PCIe Switch的固件烧录代码集成到BMC固件中，执行已经编译好的驱动程序，通过I2C总线实现retimer固件烧录。现有方案存在明显的弊端：第一：当前的AI服务器普遍都是两层或以上的结构，为了保证机箱的强度，一般不会像一般服务器那样设计为开盖式的机箱，而会使用抽屉式的机箱。这样就导致了无法将dongle工具连接到正在机箱内工作的板卡上，如果在机箱外搭建机台进行烧录，则会非常耗费时间，且存在板卡损坏的风险；而且板卡上的retimer和PCIe Switch的I2C接口数量较多，易用性不是太好。第二：因为AI服务器拓扑的复杂度相较于通用服务器较高，I2C设备数量也比较多，BMC的I2C bus资源通常比较紧张。而retimer和PCIe Switch只是挂在BMC其中一路I2C bus下的一个或多个设备，一般不会占用一整路bus。在使用BMC刷新固件的方案时，由于firmware烧录时间太长，且必须逐个烧录，该bus的I2C资源会被占用至少一个小时，在这段时间内，BMC无法去监控该bus上的其他设备，如果发生设备丢失、过温等问题，则BMC无法给出预警，会有很大的风险。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种固件自动烧录的系统和方法。仅需要将配置好的治具板装到PCIe slot上，上电即可自动进行配置文件的升级，且可以并线烧录，实现全自动烧录。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种固件自动烧录的系统，包括：中央处理器、待烧录模块、PCIe插槽和仲裁模块；

所述待烧录模块的输入端连接中央处理器；所述待烧录模块的输出端分别连接PCIe插槽和仲裁模块；所述PCIe插槽用于插入烧录治具，且PCIe插槽的输出端连接仲裁模块的输入端；

所述待烧录模块接收中央处理器发出的烧录指令；通过仲裁模块识别来自所述烧录治具输入的检测引脚，选通固件输入引脚，执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块。

进一步的，所述待烧录模块为若干个；且所述待烧录模块的数量、PCIe插槽的数量和仲裁模块数量均相同；

每个待烧录模块的输入端均连接中央处理器，分别接收中央处理器发出的烧录指令，通过仲裁模块识别来自所述烧录治具输入的检测引脚，选通固件输入引脚，执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块。

进一步的，所述系统还包括第一存储模块；

所述第一存储模块与仲裁模块的输出端相连；所述烧录治具将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块时，还将烧录治具中的固件通过仲裁模块写入第一存储模块，用于执行固件自检。

进一步的，所述仲裁模块选择PCA9461芯片。

进一步的，所述烧录治具包括微处理器、第二存储模块和连接器；所述微处理器和第二存储模块通信连接；

所述微处理器用于接收中央处理器发出的烧录指令，执行烧录动作；所述第二存储模块用于存储待烧录固件；所述微处理器通过连接器与PCIe插槽记性信号互联。

进一步的，所述烧录治具还包括电源模块；

所述电源模块通过电源连接器连接微处理器上的I2C header接口；用于为第二存储模块写入待烧录固件提供电源。

进一步的，所述连接器采用金手指。

进一步的，所述PCIe插槽还用于插入PCIE设备，在不进行烧录时，所述PCIE设备向所述仲裁模块发出识别引脚，通过识别引脚选通待烧录模块；所述待烧录模块在开机后抓取配置文件正常工作。

本发明还提出了一种固件自动烧录的方法，是基于一种固件自动烧录的系统实现的，包括以下步骤：

待烧录模块接收中央处理模块发出的烧录指令；

仲裁模块识别来自烧录治具输入的检测引脚，选通固件输入引脚，执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块。

进一步的，所述方法还包括：

在执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块时，将烧录治具中的固件通过仲裁模块写入第一存储模块；对比所述第一存储模块中的固件和待烧录模块中写入的固件，执行固件自检。

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：

本发明提出了一种固件自动烧录的系统和方法，该系统包括中央处理器、待烧录模块、PCIe插槽和仲裁模块；待烧录模块的输入端连接中央处理器；待烧录模块的输出端分别连接PCIe插槽和仲裁模块；PCIe插槽用于插入烧录治具，且PCIe插槽的输出端连接仲裁模块的输入端；待烧录模块接收中央处理器发出的烧录指令；通过仲裁模块识别来自所述烧录治具输入的检测引脚，选通固件输入引脚，执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块。基于一种固件自动烧录的系统，还提出了一种固件自动烧录的方法。本发明仅需要将配置好的治具板装到PCIe slot上，上电即可自动进行配置文件的升级，且可以并线烧录，实现全自动烧录，在firmware确定最终版本后，可以将该模块在BOM中拿掉，不影响功能。

本发明通过增加一个微控制器可以避免现有firmware升级方案所带来的的风险。本发明具有较强的易维护性，firmware可以依附于Flash版本进行管控，且由于retimer或者PCIe Switch的firmware在确定版本后变动一般较小，治具板可以重复利用到其他项目。

附图说明

如图1为本发明实施例1一种固件自动烧录的系统示意图；

如图2为本发明实施例1一种固件自动烧录的系统中烧录治具示意图；

如图3为本发明实施例2一种固件自动烧录的方法流程图。

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。

实施例1

本发明实施例1提出了一种固件自动烧录的系统，无需通过外接dongle工具或是占用BMC资源即可完成retimer或PCIe Switch的固件烧录，使用为全自动的，无需进行工具的多次插拔和命令输入，易用性高。

本申请中待烧录模块包括但不限于retimer或PCIe Switch。

该系统包括：中央处理器、待烧录模块、PCIe插槽和仲裁模块；

待烧录模块的输入端连接中央处理器；待烧录模块的输出端分别连接PCIe插槽和仲裁模块；所述PCIe插槽用于插入烧录治具，且PCIe插槽的输出端连接仲裁模块的输入端；

待烧录模块接收中央处理器发出的烧录指令；通过仲裁模块识别来自烧录治具输入的检测引脚，选通固件输入引脚，执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块。

该系统还包括第一存储模块；第一存储模块与仲裁模块的输出端相连；烧录治具将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块时，还将烧录治具中的固件通过仲裁模块写入第一存储模块，用于执行固件自检。

仲裁模块选择PCA9461芯片。

本申请中，烧录动作可以多个slot同时进行。本发明实施例1还支持待烧录模块为若干个；且待烧录模块的数量、PCIe插槽的数量和仲裁模块数量均相同；

每个待烧录模块的输入端均连接中央处理器，分别接收中央处理器发出的烧录指令，通过仲裁模块识别来自所述烧录治具输入的检测引脚，选通固件输入引脚，执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块。

固件自动烧录的系统还包括第一存储模块；第一存储模块与仲裁模块的输出端相连；烧录治具将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块时，还将烧录治具中的固件通过仲裁模块写入第一存储模块，用于执行固件自检。

如图1为本发明实施例1一种固件自动烧录的系统示意图。

以最常见的CPU直出接一个retimer或是一个PCIe Switch后接PCIe slot扩展接口这样的基础架构来进行介绍，涉及到更复杂的拓扑结构时，烧录原理相同。

当需要烧录firmware时，将治具卡插入对应PCIe slot，机器上电后，此时仲裁芯片PCA9461会识别来自治具卡输出的detect pin(检测引脚)，从而选通SMB_SLOT作为输入，此时，烧录治具中的MCU识别到与EEPROM导通后触发烧录进程，将烧录治具中的固件通过固件输入引脚SMB_SLOT写入retimer或者PCIe Switch中。

同时，将已经打包好存储在Flash里的配置文件传输到对应的EEPROM中，传输完成后自动触发自检，检查firmware烧录准确无误后，点亮烧录治具上的绿灯，用于表示烧录完成。

如图2为本发明实施例1一种固件自动烧录的系统中烧录治具示意图；烧录治具包括微处理器、第二存储模块和连接器；微处理器和第二存储模块通信连接；

微处理器用于接收中央处理器发出的烧录指令，执行烧录动作；第二存储模块用于存储待烧录固件；微处理器通过连接器与PCIe插槽记性信号互联。

烧录治具还包括电源模块；

电源模块通过电源连接器连接微处理器上的I2C header接口；用于为第二存储模块写入待烧录固件提供电源。连接器采用金手指。

如果不需要烧录时，在PCIe slot插正常的PCIe Device时，给到PCA9461的detectpin会在一个初始值即正常状态下会选通retimer和PCIe Switch，用于retimer和PCIeSwitch在开机后抓取配置文件正常工作。

在项目调试阶段，经常会因为测试问题需要升级firmware，但现有的两种升级方案均存在明显的弊端，本发明实施例1提出的一种固件自动烧录的系统，通过增加一个MCU控制模块可以避免现有firmware升级方案所带来的的风险。

本发明实施例1提出的一种固件自动烧录的系统，易用性高，操作人员仅需要将配置好的治具板装到PCIe slot上，上电即可自动进行配置文件的升级，且可以并线烧录，基本实现全自动。在firmware确定最终版本后，可以将该模块在BOM中拿掉，不影响功能。而且具有较强的易维护性，标志并保存好的治具板可以重复利用，方便回归旧版本的firmware进行验证，也可以配置不同的测试版本firware进行交叉对比验证。

实施例2

基于本发明实施例1提出的一种固件自动烧录的系统，本发明实施例2还提出了一种固件自动烧录的方法。如图3为本发明实施例2一种固件自动烧录的方法流程图，该方法包括：

在步骤S301中，待烧录模块接收中央处理模块发出的烧录指令；

在步骤S302中，仲裁模块识别来自烧录治具输入的检测引脚，选通固件输入引脚，执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块；

方法还包括：

在执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块时，将烧录治具中的固件通过仲裁模块写入第一存储模块；对比第一存储模块中的固件和待烧录模块中写入的固件，执行固件自检。

在项目调试阶段，经常会因为测试不同速率设备需要调整firmware，但现有的升级方案均存在明显的弊端，本发明实施例2还提出了一种固件自动烧录的方法，通过避开占用BMC的资源和结构变动可以减少升级方案所带来的的风险。

本发明实施例2提出的一种固件自动烧录的方法，易用性高，无需操作人员额外的动作，将PCIe设备安装好，上电即可自动进行firmware的升级，基本实现全自动。在retimer下挂设备在配置清单中确定不会变更后，可以直接将该链路断开，将该模块在BOM中拿掉，不影响链路本身的功能。具有较强的易维护性，firmware可以依附于Flash版本进行管控，且由于retimer或者PCIe Switch的firmware在确定版本后变动一般较小，治具板可以重复利用到其他项目。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请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。

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。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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 (10)

1.一种固件自动烧录的系统，其特征在于，包括：中央处理器、待烧录模块、PCIe插槽和仲裁模块；

所述待烧录模块的输入端连接中央处理器；所述待烧录模块的输出端分别连接PCIe插槽和仲裁模块；所述PCIe插槽用于插入烧录治具，且PCIe插槽的输出端连接仲裁模块的输入端；

所述待烧录模块接收中央处理器发出的烧录指令；通过仲裁模块识别来自所述烧录治具输入的检测引脚，选通固件输入引脚，执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块。

2.根据权利要求1所述的一种固件自动烧录的系统，其特征在于，所述待烧录模块为若干个；且所述待烧录模块的数量、PCIe插槽的数量和仲裁模块数量均相同；

每个待烧录模块的输入端均连接中央处理器，分别接收中央处理器发出的烧录指令，通过仲裁模块识别来自所述烧录治具输入的检测引脚，选通固件输入引脚，执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块。

3.根据权利要求1或2任意一项所述的一种固件自动烧录的系统，其特征在于，所述系统还包括第一存储模块；

所述第一存储模块与仲裁模块的输出端相连；所述烧录治具将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块时，还将烧录治具中的固件通过仲裁模块写入第一存储模块，用于执行固件自检。

4.根据权利要求1或2任意一项所述的一种固件自动烧录的系统，其特征在于，所述仲裁模块选择PCA9461芯片。

5.根据权利要求1所述的一种固件自动烧录的系统，其特征在于，所述烧录治具包括微处理器、第二存储模块和连接器；所述微处理器和第二存储模块通信连接；

所述微处理器用于接收中央处理器发出的烧录指令，执行烧录动作；所述第二存储模块用于存储待烧录固件；所述微处理器通过连接器与PCIe插槽记性信号互联。

6.根据权利要求5所述的一种固件自动烧录的系统，其特征在于，所述烧录治具还包括电源模块；

所述电源模块通过电源连接器连接微处理器上的I2C header接口；用于为第二存储模块写入待烧录固件提供电源。

7.根据权利要求5所述的一种固件自动烧录的系统，其特征在于，所述连接器采用金手指。

8.根据权利要求1所述的一种固件自动烧录的系统，其特征在于，所述PCIe插槽还用于插入PCIE设备，在不进行烧录时，所述PCIE设备向所述仲裁模块发出识别引脚，通过识别引脚选通待烧录模块；所述待烧录模块在开机后抓取配置文件正常工作。

9.一种固件自动烧录的方法，是基于权利要求1至8任意一项所述的一种固件自动烧录的系统实现的，其特征在于，包括以下步骤：

待烧录模块接收中央处理模块发出的烧录指令；

仲裁模块识别来自烧录治具输入的检测引脚，选通固件输入引脚，执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块。

10.根据权利要求9所述的一种固件自动烧录的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在执行将烧录治具中的固件通过固件输入引脚写入待烧录模块时，将烧录治具中的固件通过仲裁模块写入第一存储模块；对比所述第一存储模块中的固件和待烧录模块中写入的固件，执行固件自检。

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