CN118035159A - 一种can总线作为ipmb接口的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CAN总线作为IPMB接口的方法，包括以下步骤：将IPMB接口中I2C总线替换为CAN总线；将发送的IPMI消息经过帧封装转换成CAN协议数据，变成IPMI消息帧；接收的IPMI消息帧经过CAN的帧解析转换成IPMI消息；运行健康管理功能。将IPMB总线的接口由I2C总线替换成CAN总线，由于CAN总线是一种实时应用的串行通信协议总线，由双绞的CANH和CANL组成，具有实时性强并采用双线串行通信方式，同一总线上可挂载110个节点单元，传输带宽高；CAN总线上每个节点都有发送消息的能力且不必遵从任何预先设定的时序。
Description
技术领域
本发明涉及一种作为IPMB接口的方法，尤其涉及一种CAN总线作为IPMB接口的方法。
背景技术
在LRU和VPX架构的设备中，通常需要远程查看设备内部各个单元的健康状态、对各单元的进行控制管理和告警事件记录，称为健康管理功能，以保障设备工作的稳定性。整个健康管理功能主要是各个单元通过IPMB总线传输IPMI协议消息来实现的，IPMB总线是一种串行通信的消息传输机制，是两组冗余的I2C总线接口的总称。但是使用I2C总线作为IPMB总线有以下缺点和不足：
一、可靠性低：由于I2C总线是一种抢占式总线，所有单元的I2C接口都接在一起，如果其中一个单元长时间占用总线，就会使整个I2C总线拉低，导致整个通道堵塞甚至瘫痪；
二、抗干扰能力弱：I2C总线基于TTL/COMS电平，信号极易收到干扰；
三、驱动能力弱：I2C总线驱动能力有限，由于I2C总线一般要求负载电容不超过400pf，使得挂载在I2C上的单元数量有限；
四、带宽低：I2C总线的带宽为100Kbps到400Kbps，由所有的单元共享，使整个系统的传输效率较低。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种CAN总线作为IPMB接口的方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种CAN总线作为IPMB接口的方法，包括以下步骤：
步骤S1：将IPMB接口中I2C总线替换为CAN总线；
步骤S2：将发送的IPMI消息经过帧封装转换成CAN协议数据即IPMI消息帧；
步骤S3：接收的IPMI消息帧经过CAN的帧解析转换成IPMI消息；
步骤S4：运行健康管理功能。
进一步地，步骤S1中I2C总线为双向信号线，包括SDA和SCL；CAN总线为控制局域网总线，包括CANH和CANL；将I2C总线中的SDA替换为CAN总线中的CANH，将I2C总线中的SCL替换为CAN总线中的CANL。
进一步地，将所有节点均接在CAN总线上，CAN总线包括主通道和备份通道，CAN总线上有一个主节点和多个从节点。
进一步地，CAN总线中数据帧的位域包括帧起始、仲裁域、控制域、数据域、校验域、应答域、帧结尾；步骤S2中帧封装是将IPMI消息填充到CAN总线的数据域中，转换成IPMI消息帧，并经过CAN总线传输。
进一步地，主节点和单元将IPMI消息通过CAN控制器帧封装成IPMI消息帧。
进一步地，步骤S3中IPMI消息帧是通过CAN总线进行传输；帧解析是将IPMI消息帧从CAN总线协议的数据域中取出，转换成IPMI消息。
进一步地，主节点和单元将步骤S3中IPMI消息帧通过CAN总线发送出去，其他从节点根据CAN总线中传输的IPMI消息帧中的目的地址信息；若目的地址信息匹配，则接收该IPMI消息帧，否则忽略。
进一步地，确定需要接收IPMI消息帧的从节点，并接收IPMI消息帧，接收后的IPMI消息帧通过CAN总线帧解析为IPMI消息，各个从节点根据IPMI消息实现机箱的健康管理功能。
进一步地，当CAN总线中的主通道处于正常状态时，IPMI消息和IPMI消息帧通过主通道进行传输。
进一步地，当主通道处于异常状态时，将CAN总线切换至CAN总线中的备份通道进行传输，此时CAN总线中的主通道和备份通道切换主备状态；主通道处于异常状态即正在传输的IPMI消息和IPMI消息帧在规定超时的时间内未能回复。
本发明公开了一种CAN总线作为IPMB接口的方法，将IPMB总线的接口由I2C总线替换成CAN总线，由于CAN总线是一种实时应用的串行通信协议总线，由双绞的CANH和CANL组成，具有实时性强，传输距离远并抗电磁抗干扰能力强，成本低；并采用双线串行通信方式，检错能力强，可靠性强；可扩展性强，同一总线上可挂载110个节点单元；传输带宽高，一对总线的传输速率可达10Mbps；CAN总线上每个节点都有发送消息的能力且不必遵从任何预先设定的时序，具有较高的驱动能力。
附图说明
图1为本发明替换前的工作原理示意图。
图2为本发明替换后的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种CAN总线作为IPMB接口的方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：将IPMB接口中I2C总线替换为CAN总线；
步骤S2：将发送的IPMI消息经过帧封装转换成CAN协议数据即IPMI消息帧；
步骤S3：将接收的IPMI消息帧经过帧解析转换成IPMI消息；
步骤S4：运行健康管理功能。
步骤S1中I2C总线为双向信号线，包括SDA和SCL；CAN总线为控制局域网总线，包括CANH和CANL；将I2C总线中的SDA替换为CAN总线中的CANH，将I2C总线中的SCL替换为CAN总线中的CANL。将所有节点均接在CAN总线上，CAN总线包括主通道和备份通道，CAN总线上有一个主节点和多个从节点。CAN总线中数据帧的位域包括帧起始、仲裁域、控制域、数据域、校验域、应答域、帧结尾；步骤S2中帧封装是将IPMI消息填充到CAN总线的数据域中，转换成IPMI消息帧，并经过CAN总线传输。主节点和单元将IPMI消息通过CAN控制器帧封装成IPMI消息帧。步骤S3中IPMI消息帧是通过CAN总线进行传输；帧解析是将IPMI消息帧从CAN总线协议的数据域里取出，转换成IPMI消息。主节点和单元将步骤S3中IPMI消息帧通过CAN总线发送出去，其他从节点根据CAN总线中传输的IPMI消息帧中的目的地址信息；若目的地址信息匹配，则接收该IPMI消息帧，否则忽略。确定需要接收IPMI消息帧的从节点，并接收IPMI消息帧，接收后的IPMI消息帧通过CAN总线帧解析为IPMI消息，各个从节点根据IPMI消息实现机箱的健康管理功能。当CAN总线中的主通道处于正常状态时，IPMI消息和IPMI消息帧通过主通道进行传输。当主通道处于异常状态时，将CAN总线切换至CAN总线中的备份通道进行传输，此时CAN总线中的主通道和备份通道切换主备状态；主通道处于异常状态即正在传输的IPMI消息和IPMI消息帧在规定超时的时间内未能回复。
IPMB(Intelligent Platform Management BUS)，智能平台管理总线，两组冗余总线的总称，通常使用I2C总线连接和控制各种智能设备。IPMB通信协议规范定义了用于在智能I2C设备之间传输IPMI消息的字节级别传输，即智能设备在IPMB上与另一个设备进行通行的方式，该协议位于100Kbps的I2C规范定义的比特流和硬件接口之上，协议和I2C物理接口共同构成了智能平台管理总线。
I2C(Inter-Integrated Circuit)集成电路总线，一种简单、双向二线制同步串行总线，只需两根线即可在连接于总线上的器件之间传送消息。
IPMI(Intelligent Platform Management Interface)，智能平台管理接口，是一个开放的免费标准，用户利用IPMI监视服务器的物理健康特征，如温度、电压、风扇工作状态、电源状态等。
CAN(Controler Area Network)控制器局域网总线，是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。
LRU(Line Replace Unit)现场可更换单元，一种设备的架构形式，FRU加上设备外壳组成LRU。
VPX是ANSI标准，是基于VMEbus系统提供的通过新的高速连接器支持交换结构的新一代高速串行总线标准，也是一种设备的架构形式。
将IPMB总线的接口由I2C总线替换成CAN总线，由于CAN总线是一种实时应用的串行通信协议总线，由双绞的CANH和CANL组成，具有实时性强，传输带宽高，传输距离远，抗电磁干扰能力强，成本低等特点；并采用双线串行通信方式，检错能力强，可靠性强；可扩展性强，同一总线上可挂载110个节点单元，带宽高；CAN总线上每个节点都有发送消息的能力且不必遵从任何预先设定的时序，具有较高的驱动能力。
如图1的一种CAN总线作为IPMB接口的方法替换前的工作原理示意图所示，即I2C作为IPMB接口的方法，IPMB总线的接口设置I2C1和I2C2，将IPMI消息通过I2C1和I2C2传输至从节点，并通过I2C1和I2C2实现器件之间的消息传送。
如图2的一种CAN总线作为IPMB接口的方法替换后的工作原理示意图所示，本实施例为一种CAN总线作为IPMB接口的方法提供了具体实施方式，一种CAN总线作为IPMB接口的方法，具体步骤如下：
步骤1：将节点的CAN总线均接在一起，包括2路的总线，一个为主CAN总线，一个为备份CAN总线，CAN总线上有一个主节点和多个从节点单元；主CAN总线处于正常状态时通过主CAN总线传输；当主CAN总线处于异常状态时，将CAN总线切换至备份通道的CAN总线传输，此时主CAN总线和备份CAN总线切换主备状态；
步骤2：主节点或者单元将IPMI消息通过CAN控制器帧解封装为IPMI消息帧，此IPMI消息帧符合CAN传输规则；
步骤3：主节点或者单元将IPMI消息帧通过CAN总线发送出去；其他从节点判断CAN总线中传输的IPMI消息帧中的目的地址是否匹配；若地址信息匹配，则接收该IPMI消息帧；若地址信息不匹配，则忽略该IPMI消息帧；
步骤4：确定需要接收该IPMI消息帧的节点，将数据帧进行接收，接收后的IPMI消息帧通过CAN总线帧解封装为IPMI消息，各节点根据IPMI消息实现机箱的健康管理功能；
本发明通过将I2C总线替换为CAN总线，作为IPMB总线传输IPMI消息，功能上仅需增加CAN协议封装函数和CAN协议解析函数，替换前后主传输通道和备份传输通道均为四根信号线，无需改变总线结构；同时需要增加单元节点时，只需挂在到传输通道上即可，不仅简化了设计，还提高了可扩展性。将IPMB总线的接口由I2C总线替换为CAN总线，CAN总线是一种实时应用的串行通信协议总线，由双绞的CANH和CANL两根线组成，具有如下特点：实时性强，传输距离远，抗电磁干扰能力强，成本低；采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作；具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN控制器挂到CAN总线上，能够形成多主机网络；可根据报文ID决定接收或者被屏蔽该报文；可靠的错误处理和检错机制，发送的消息遭破坏后，可自动重发；节点在错误严重的情况下，具有自动退出总线的功能；可扩展性强，同一总线上可挂载110个节点单元，能够解决传统的I2C总线的可靠性低、抗干扰能力弱、驱动能力弱、传输带宽低等缺点。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种CAN总线作为IPMB接口的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将IPMB接口中I2C总线替换为CAN总线；
步骤S2：将发送的IPMI消息经过帧封装转换成CAN协议数据即IPMI消息帧；
步骤S3：将接收的IPMI消息帧经过帧解析转换成IPMI消息；
步骤S4：运行健康管理功能。
2.根据权利要求1所述的CAN总线作为IPMB接口的方法，其特征在于：所述步骤S1中I2C总线为双向信号线，包括SDA和SCL；CAN总线为控制局域网总线，包括CANH和CANL；将I2C总线中的SDA替换为CAN总线中的CANH，将I2C总线中的SCL替换为CAN总线中的CANL。
3.根据权利要求1所述的CAN总线作为IPMB接口的方法，其特征在于：将所有节点均接在所述CAN总线上，CAN总线包括主通道和备份通道，CAN总线上有一个主节点和多个从节点。
4.根据权利要求1所述的CAN总线作为IPMB接口的方法，其特征在于：CAN总线中数据帧的位域包括帧起始、仲裁域、控制域、数据域、校验域、应答域、帧结尾；步骤S2中帧封装是将IPMI消息填充到CAN总线的数据域中，转换为IPMI消息帧，并经过CAN总线传输。
5.根据权利要求4所述的CAN总线作为IPMB接口的方法，其特征在于：主节点和单元将所述IPMI消息通过CAN控制器帧封装成为IPMI消息帧。
6.根据权利要求1所述的CAN总线作为IPMB接口的方法，其特征在于：所述步骤S3中IPMI消息帧是通过CAN总线进行传输；帧解析是将IPMI消息帧从CAN总线协议的数据域中取出，转换成IPMI消息。
7.根据权利要求6所述的CAN总线作为IPMB接口的方法，其特征在于：主节点和单元将步骤S3中所述IPMI消息帧通过CAN总线发送出去，其他从节点根据CAN总线中传输的IPMI消息帧中的目的地址信息；若目的地址信息匹配，则接收该IPMI消息帧，否则忽略。
8.根据权利要求7所述的CAN总线作为IPMB接口的方法，其特征在于：确定需要接收IPMI消息帧的从节点，并接收所述IPMI消息帧，接收后的IPMI消息帧通过CAN总线帧解析为IPMI消息，各个从节点根据IPMI消息实现机箱的健康管理功能。
9.根据权利要求3所述的CAN总线作为IPMB接口的方法，其特征在于：当所述CAN总线中的主通道处于正常状态时，IPMI消息和IPMI消息帧通过主通道进行传输。
10.根据权利要求9所述的CAN总线作为IPMB接口的方法，其特征在于：当所述主通道处于异常状态时，将CAN总线切换至CAN总线中的备份通道进行传输，此时CAN总线中的主通道和备份通道切换主备状态；所述主通道处于异常状态即正在传输的IPMI消息和IPMI消息帧在规定超时的时间内未能回复。
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