CN201039204Y - 基于事件驱动原理开发ipmc的系统 - Google Patents

Abstract

一种基于事件驱动原理开发IPMC的系统，包括底层硬件模块、系统处理模块、事件接收模块、硬件访问模块、存储模块、调试模块、事件处理模块，所述事件处理模块包括用于处理本地事件的本地事件模块、处理有效负荷事件的有效负荷事件模块、处理IPMI命令事件的IPMI命令事件模块，所述存储模块包括FRU模块和SDR模块，系统完全基于事件驱动方式进行开发，所有事件处理流程都采用类似的处理机制，用户可根据实现需要对IPMC模块进行灵活开发；具有良好的可扩展性；不依赖于特定的硬件平台，用户开发可选择的灵活性很大；采用事件驱动方法构建IPMC模块，用户能够深入了解到IPMC模块的工作机理。

Description

基于事件驱动原理开发IPMC的系统

技术领域

本实用新型涉及先进电信计算构架中的智能平台管理系统，尤其是一种基于事件驱动原理开发智能平台管理控制器IPMC的系统。

背景技术

先进电信计算架构(Advanced Telecom ComputingArchitecture，ATCA)又称为PICMG3.x，是由PCI工业计算机制造商组织(PCI Industrial Computer Manufacturers Group，PICMG)于2001年底制定的满足高吞吐量、高可靠性的新一代计算平台标准，ATCA由以前的PICMG2.x标准演进而来，但又有了根本性的变化。ATCA规范考虑到电信运营商不断增长的需求，采用了全新的设计，特别是这一新规范有助于满足电信设备运营商日益苛刻的要求，包括硬件可靠性、高可用性、可扩展性、可管理性和互操作性要求等。ATCA规范定义了多种背板规范来支持基于交换方式的高速数据通信，包括以太网/光纤通道、InfiniBand、StarFabric、PCI Express和RapidIO等。

ATCA的一个重要特点是集中的机架管理功能，其具体实现是由机架管理控制器(ShelfManagement Controller，ShMC)、智能平台管理控制器(Intelligent Platform ManagementController，IPMC)以及ShMC与IPMC之间双冗余的两条智能平台管理总线(IntelligentPlatform Management Bus，IPMB)完成的，可以确保一条IPMB总线失效的情况下系统管理通信的仍可以稳定进行。ATCA采用IPMI1.5规范(Intelligent Platform Management Interface1.5，智能平台管理接口)，针对ATCA架构中的管理需求对其进行了扩展，其管理功能涵盖了以下内容：

监视、控制和确保ATCA刀片(刀片是一种高可用高密度的服务器平台，实际上就是一块系统主板)和其他机架组件的正确操作；

监视系统的运行状态，报告异常，在必要时采取校正措施；

从刀片和其他智能现场可置换模块(Field Replaceable Unit，FRU)中获取制造信息和传感器读值，同时也从刀片和其他智能FRU中接收事件报告和错误通告；

执行基本的恢复操作，如通过复位操作使被管理设备回到正常工作状态；

提供底层的硬件管理功能，对电源、冷却和机架中的共享资源的使用进行分配和协调。

ATCA架构中的机架管理功能由三种组件来实现：

(1)系统管理是整个ATCA架构中最高层的管理实体，它负责管理一个或更多机架，它们可能是一个或多个系统，系统管理可以位于机架之外，也可以将其功能集成在机架中，比较常见的系统管理实现是位于机架之外的，它使用系统管理软件来控制一个或多个系统，典型的系统管理软件基于TCP/IP协议通过局域网连接到多个ATCA机架管理控制器，另外也可以选择拨号连接作为紧急情况下的连接手段。不论所采用的传输介质和传输协议如何，机架管理总是使用RMCP(远程管理控制协议)协议来传递IPMI(智能平台管理接口)报文。

(2)ShMC的主要职责是管理和监视机架内刀片和智能FRU模块的变化，尤其是对它们的用电、冷却和背板连接资源的使用进行协调。当刀片插入机架并满足激活判据后，ShMC会根据预先规定的激活过程对刀片的供电和电子钥匙(E-Keying)接口进行分配，使得它们能够进入正常工作状态，当刀片工作在正常状态下时，ShMC接收来自各个刀片以及智能FRU的传感器报警信息，然后采取必要措施使它们恢复正常运行。当操作员希望从机架内拔出刀片时，ShMC也会根据规定的流程，协调刀片上的IPMC对FRU的供电和E-Keying连接接口进行关闭，确保刀片可以安全的从机架内拔出。除此之外，ShMC还可用看作是系统管理和现场可管理可置换单元之间的桥梁，它通过IPMC收集刀片和智能FRU上的信息，并向系统管理提供机架系统管理和维护的接口。

(3)IPMC是刀片和智能FRU上管理功能的具体实现者，刀片和智能FRU上的IPMC通常由一个独立的控制模块来实现，参照图1，它通过两条双冗余的IMPB总线与ShMC进行物理通信，并基于IPMI 1.5规范与机架管理控制器进行交互，提供对本地FRU资源的管理和维护，IPMC的处理子系统包含以下功能：

在刀片插入机架后从背板读取硬件地址，并转换为IPMB地址；

遵循PICMG3.0中规定状态转移条件，配合机架管理控制器对FRU的状态改变进行管理；

提供刀片或智能FRU上的温度和电压传感器的当前读值；

在刀片工作状态出现异常时向ShMC发送事件报告；

负责维护和向ShMC提供的FRU信息，其中包括FRU的制造信息和电子钥匙接口信息；

根据E-Keying要求维护刀片的基本(Base)、交换(Fabric)和更新(Update)等接口的连接；

协调ShMC对刀片和FRU的用电进行管理；

提供对本地IPMB管理总线状态的读取和设置；

支持PICMG3.0规范中定义的所有强制IPMI命令。

IPMC模块的开发是研发过程中的难点，目前市场上只有Pigeon Point Systems公司能够为ATCA架构中IPMC模块的开发提供现成的解决方案，它们的方法基于有限的硬件架构，而且技术转让费用较高，只提供了有限的可配置选项，灵活性较差，用户使用该方案也不能方便地对现有功能进行扩展。

参照图2，该IPMC架构由IPMC应用模块、系统驱动模块、系统处理模块、底层硬件模块组成，IPMC应用模块包括：智能平台管理库(IPMF)、IPMF调用客户端、有效负荷和调试模块、IPMC定制模块，系统驱动模块包括IPMF驱动和其它设备驱动。

底层硬件模块是建立在专有的硬件BMR-100平台上的，该硬件平台可以提供系统控制模块信息并执行系统控制模块提供的指令。系统处理模块采用Monterey Linux内核，该内核针对IPMC管理功能优化过，由Pigeon Point Systems公司提供和维护，该模块为IPMC应用模块和系统驱动模块反馈各种信息，IPMC应用模块和系统驱动模块为系统处理模块提供指令。IPMC应用模块所述IPMC架构的核心，其中，IPMF提供IPMC协议栈所需的主要功能，包括FRU状态管理、电子钥匙和传感器管理等，IPMF不是以源码方式提供给用户的，它仅提供有限的API接口(Application Program Interface，应用程序接口)供IPMF调用客户端进行调用。IPMF调用客户端采用BMR-100客户端，针对BMR-100的硬件实现配置和调用IPMF的相关功能。IPMC定制模块针对刀片和智能FRU的需求，为IPMC的定制提供有限的可配置选项。有效负荷和调试模块在IPMC上实现一个和有效负荷的串型接口，和有效负荷CPU进行交互；另外还实现了一个调试模块，供调试程序时使用。IPMF驱动和其他设备驱动为系统设备提供驱动程序，区别在于IPMF驱动能够直接调用IPMF提供的API接口。

该技术存在着缺点如下：

IPMC的主要功能都封闭在IPMF库内，采用黑箱的方式提供给用户，用户并不能获知其工作机理，无法通过开发IPMC模块加深对机架管理功能的认识，更无法对IPMC模块的开发进行消化和吸收。

IPMC模块的微处理器内核采用专有的操作系统Monterey Linux，用户的开发和升级容易受制于一家公司。

所提供的实现方案只对用户提供了有限的配置选项，用户在发现错误时无法及时对其进行更正，更无法对其处理功能进行改进和扩充。

只能在有限的硬件架构之间进行选择，如果用户希望更新硬件平台，必须在MontereyLinux内核中为其开发新的驱动。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种基于事件驱动原理开发IPMC的系统。

一种基于事件驱动原理开发的IPMC系统，包括：

底层硬件模块，用于接收外部输入的系统事件，并将所述系统事件转化为系统处理模块可识别的信号并输出；

系统处理模块，接收所述底层硬件模块的输出，并将其转化为事件接收模块可识别的事件信息后输出；

事件接收模块，接收所述系统处理模块的输出结果，并判断该输出结果的系统事件类型，根据判断结果分配输出结果至不同类型的事件处理队列中；

存储模块，用于存储现场可置换单元FRU相关信息及传感器数据记录SDR；

事件处理模块，用于对系统事件进行处理和调度，并发出执行命令；

硬件访问模块，用于提供外部通信接口，接收并转化所述执行命令为外部设备可识别的执行命令。

调试模块，与所述底层硬件模块连接，用于监视系统事件处理过程运行，以检测当前系统事件处理的信息情况，并将检测结果通过外围接口打印到调试计算机。

所述存储模块包括：

FRU模块，用于存储FRU的制造商信息、背板接口规范相关的电子钥匙信息；

传感器数据记录模块，用于存储与FRU和传感器有关的配置信息。

所述事件处理模块包括以下模块中的一个或多个：

本地事件模块，用于处理本地事件；

有效负荷事件模块，用于处理有效负荷事件；

IPMI命令事件模块，用于处理IPMI命令事件。

本实用新型技术方案具有以下有益效果：

用户可用根据实现需要，对IPMC模块进行灵活开发，而不受限于仅仅修改几个配置选项，能够最大限度的满足用户的实际需要；

本实用新型提出的IPMC模块开发方案，具有良好的可扩展性，在用户需要增加新的管理功能时，只需增加相应的IPMC命令处理事件即可，保护用户的已有的投资；

本实用新型不依赖特定的硬件平台，用户开发可选择的灵活性大，有利于根据实现需求进行选择，能够有效的降低IPMC模块的开发成本；

本实用新型采用事件驱动方法构建IPMC模块，用户能够深入了解到IPMC模块的工作机理，提高对ATCA规范定义中机架管理功能的认识。

附图说明

图1为IPMC模块功能逻辑框图；

图2为Pigeon Point Systems方案的功能原理框图；

图3为本实用新型的IPMC系统的功能原理框图；

图4为本实用新型的事件处理流程图。

图5为本实用新型的系统状态改变事件流程图

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

参照图3，本实用新型系统完全基于事件驱动方式进行开发，所有事件处理流程都采用类似的处理机制，简化了开发流程，包括：

底层硬件模块1，用于接收外部输入的系统事件，并将所述系统事件转化为系统处理模块2可识别的信号并输出。

所述底层硬件模块1需满足下面要求：

两条I2C总线，用来实现与机架管理控制器间的可靠通信，任意一条I2C总线出现故障后仍能保证系统正常运行；

内存(RAM)，用于为IPMC功能协议栈以及实时操作系统的运行提供支持；

模拟/数字转换器，用于对刀片温度、电压或风扇转速等模拟信号进行数字化处理；

输入/输出口，用于控制电源和LED灯、复位有效负荷的CPU、设置交换机芯片等；

一个通信接口，用于与有效负荷进行数据传输。

系统处理模块2，接收所述底层硬件模块1的输出，并将其转化为事件接收模块3可识别的事件信息后输出。

事件接收模块3，接收所述系统处理模块2的输出结果，并判断该输出结果的系统事件类型，根据判断结果分配输出结果至不同类型的事件处理队列中：本地事件队列和有效负荷事件队列和IPMI命令事件队列，所述事件接收模块3将系统事件分为三种类型：本地事件、有效负荷事件和IPMI命令事件。

所述本地事件是由定时器、操作员和硬件运行过程中的异常产生的，所述有效负荷事件为来自有效负荷的请求数据帧，所述IPMI事件处理为来自IPMB总线上的IPMI请求帧和回应帧。

存储模块5，用于存储FRU相关信息及传感器数据记录SDR。

FRU模块51，用于存储FRU的制造商信息、背板接口规范及系统事件队列信息，所述FRU模块51内部分成了五个区存储区域。普通报头(Common Header)保存了FRU信息实现的版本号和其他区域的偏移信息，内部用户区域(Internal Use Area)存储用户自定义的信息，载板信息区域(Board Info Area)提供FRU设备所在载板的信息，产品信息区域(Product InfoArea)在FRU是一个独立产品时才存在，多记录信息区(MultiRecord Info Area)提供一个或多个记录，记录数据的类型在其各自的头字段中声明，背板连接规范的E-Keying信息也保存在该区域中。

SDR模块52，用于存储与传感器有关的配置信息。其中必须实现的SDR包括管理控制器定位记录(Management Controller Device Locator Record)和FRU设备定位记录(FRU DeviceLocator Records)，它们描述了连接在IPMB上的FRU设备信息，包括FRU的位置和类型等。相关设备间的实体关系记录(Device-Relative EntityAssociation Records)描述了载板上实体之间的包容关系。传感器数据记录(Sensor Data Record)的主要目的是向系统软件描述IPMI管理子系统的物理和逻辑的传感器配置信息，包括传感器的类型、阈值设置、事件报告能力、以及该传感器能提供哪种类型的读值等。

事件处理模块7，用于对系统事件进行处理和调度，并发出数字信号形式的执行命令，包括：本地事件模块71、有效负荷事件模块72、IPMI命令事件模块73。

本地事件模块71，用于处理本地事件，所述本地事件包括周期性的传感器读值扫描、操作员对手动开关(Handle Switch)的动作、IPMB故障之类事件；有效负荷事件模块72，用于处理有效负荷事件，所述有效负荷事件包括：有效负荷工作状态指示灯(OOS LED)更新、FRU上实现的逻辑传感器的状态指示灯更新等；IPMI命令事件模块73，用于处理IPMI命令事件，所述IPMI命令事件包括IPMC与机架管理控制器间的所有报文交互，包括热切换(Hot-swap)命令、IPMC复位命令、LED灯控制命令、供电设置命令、E-Keying设置命令、看门狗(Watchdog)设置命令、传感器访问命令、FRU和SDR访问命令、FRU控制命令、IPMB设置命令，IPMC固件更新和设置IPMC状态等，但不局限于上述事件。

硬件访问模块4，用于提供外部通信接口，接收并转化所述数字信号形式的执行命令为外部设备可识别的执行命令。

硬件访问模块4提供IPMB总线的发送接口，有效负荷通信接口，传感器访问接口，EEPROM访问接口等，其功能包括：提供IPMB的发送接口，在发送时首先尝试从一条IPMB上进行发送，如果不成功会自动把数据转由另一条IPMB发送，同时接口函数对数据的发送实现了重试机制，在发送未成功时，接口函数会根据ATCA规范自动的重发该数据帧；提供与有效负荷之间的双向通信的发送接口，该接口函数采用确认机制，如果在规定时间内没有收到确认数据帧，接口函数会尝试重发该数据帧；对其他外围硬件资源的访问进行封装，如LED、传感器、EEPROM、串型通信口、电源模块、交换芯片等。

调试模块6，与所述底层硬件模块连接，用于监视系统事件处理过程的运行，以检测当前系统事件处理的信息情况，并将检测结果通过外围接口打印到调试计算机。

参照图4，本实施例提供如下基于事件驱动原理开发IPMC的方法包括下列步骤：

(1)事件接收步骤，接收从外部输入的系统事件，IPMC系统的功能协议栈完全基于事件驱动方式进行开发，所有事件处理流程都采用类似的处理机制，按照本地事件、有效负荷事件和IPMI命令事件对其进行分类，然后准备事件代码和事件参数；

(2)事件转化步骤，转化系统事件为系统可识别的事件类型和事件参数等事件信息并输出；

(3)事件判断步骤，判断接收的事件信息的类型；并根据事件类型将事件信息插入到不同的事件处理队列中去，把本地事件插入本地事件队列，有效负荷事件插入有效负荷事件队列，IPMI命令事件插入IPMI命令事件队列；

(4)事件处理步骤，对事件处理队列中的事件进行处理和调度，并发出数字信号形式的执行命令，检测事件队列中是否有事件，若结果为否，则重复执行此步骤，若结果为是，则对三个事件队列采用轮询方式处理步骤：首先处理IPMI命令事件，其次处理本地事件，再次处理有效负荷事件；

(5)命令执行步骤，接收并转化所述数字信号形式的执行命令为外部设备可识别的执行命令。

所述系统处理步骤(4)可采用μC/OS-II操作系统完成。μC/OS-II操作系统是一种抢占式、多任务、移植性非常强的免费嵌入式实时操作系统，从1992年出现以来，已在工业以及民用嵌入式设备中获得了广泛的应用，和Linux衍生出来的嵌入式操作系统相比，μC/OS-II操作系统具有体积更小巧，移植更方便，实时性更好，更适合应用于工业控制领域等特点，采用μC/OS-II操作系统后，IPMC中的协议处理部分可用方便的移植到各种类型的微处理器中，而且很多流行微处理器的μC/OS-II的移植程序在开源社区都可以找到参考，这就方便了用户更换底层微处理器时，对IPMC中功能协议处理部分进行快速的移植。

参照图5，所述步骤(4)执行后，判断系统状态是否改变并执行系统状态改变命令，具体包括以下步骤：

1)判断系统状态是否发生改变，当系统状态发生变化时，IPMC系统会判断状态是否发生改变，若结果为否，则执行步骤(5)，若结果为是，则执行以下步骤；

2)向机架管理控制器上报系统状态改变事件，等待机架管理控制器发送的回应指令；

3)如果没有收到机架管理控制器的正确回应指令，则需要重复报告该事件。

4)执行步骤(5)。

Claims (4)

1.一种基于事件驱动原理开发的IPMC系统，其特征在于包括：

底层硬件模块(1)，用于接收外部输入的系统事件，并将所述系统事件转化为系统处理模块(2)可识别的信号并输出；

系统处理模块(2)，接收所述底层硬件模块(1)的输出，并将其转化为事件接收模块(3)可识别的事件信息后输出；

事件接收模块(3)，接收所述系统处理模块(2)的输出结果，并判断该输出结果的系统事件类型，根据判断结果分配输出结果至不同类型的事件处理队列中；

存储模块(5)，用于存储现场可置换单元FRU相关信息及传感器数据记录SDR；

事件处理模块(7)，用于对系统事件进行处理和调度，并发出执行命令；

硬件访问模块(4)，用于提供外部通信接口，接收并转化所述执行命令为外部设备可识别的执行命令。

2.如权利要求1所述的基于事件驱动原理开发的IPMC系统，其特征在于：还包括与所述底层硬件模块(1)连接且用于监视系统事件处理过程运行的调试模块(6)，以检测当前系统事件处理的信息情况，并将检测结果通过外围接口打印到调试计算机。

3.如权利要求1所述的基于事件驱动原理开发的IPMC系统，其特征在于，所述存储模块(5)包括：

FRU模块(51)，用于存储FRU的制造商信息、背板接口规范相关的电子钥匙信息；

传感器数据记录模块(52)，用于存储与FRU和传感器有关的配置信息。

4.如权利要求1所述的基于事件驱动原理开发的IPMC系统，其特征在于，所述事件处理模块(7)包括以下模块中的一个或多个：

本地事件模块(71)，用于处理本地事件；

有效负荷事件模块(72)，用于处理有效负荷事件；

IPMI命令事件模块(73)，用于处理IPMI命令事件。

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