CN211506478U - 基于国产mcu的bmc子卡模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于国产MCU的BMC子卡模块。该BMC子卡模块包括：国产MCU芯片、均与所述MCU芯片连接的第一连接器和第二连接器，所述第一连接器上包括调试串口、并行数据总线、用于挂接传感器的I2C总线、10/100M自协商网口和IPMB总线；所述第二连接器上包括通信串口、模拟量检测接口、JTAG接口、槽位号检测接口、机箱号检测接口、BMC子卡模块复位信号和通用GPIO。本实用新型可以大大缩短整个服务器项目的开发周期，降低对开发人员BMC方面的专业技术要求；并可将BMC的启动时间控制在20秒之内，远小于服务器的开机时间，实现对服务器的全程监控。

Description

基于国产MCU的BMC子卡模块

技术领域

本实用新型涉及服务器技术领域，尤其涉及一种基于国产MCU的BMC子卡模块。

背景技术

BMC(Baseboard Manager Controller，基板管理控制器)是服务器必不可少的组件，用于监控该服务器的运作状况，如温度、风扇转速、供电状况、作业系统状态等等。BMC独立于服务器系统运作，不受服务器系统影响，可以在机器未开机的状态下，对机器进行固件升级、查看机器设备、远程控制机器开机等一些操作，可以在服务器系统崩溃时记录下关键日志。

目前比较常见的BMC解决方案是使用台湾信骅科技(ASPEED)公司的BMC专用芯片搭配美商安迈科技(AMI)的BMC管理软件实现的。其中，信骅科技的BMC专用芯片价格高昂，还需要搭配DDR3内存使用；AMI的BMC管理软件也需要授权，整个方案实现成本高，专用性强，对开发人员要求高。并且，该方案虽然功能强大，但BMC的开机时间却很长，约2分钟。

发明内容

针对目前BMC解决方案存在的成本高、对开发人员要求高且BMC开机时间较长的问题，本实用新型提供一种基于国产MCU的BMC子卡模块，将BMC功能抽离出服务器主板，实现BMC的模块化，降低成本和对开发人员的专业技术要求，并缩短BMC开机时间。

本实用新型提供一种基于国产MCU的BMC子卡模块，该子卡模块包括：国产MCU芯片、均与所述MCU芯片连接的第一连接器和第二连接器，所述第一连接器上包括调试串口、并行数据总线、用于挂接传感器的I2C总线、10/100M自协商网口和IPMB总线；所述第二连接器上包括通信串口、模拟量检测接口、JTAG接口、槽位号检测接口、机箱号检测接口、BMC子卡模块复位信号和通用GPIO。

进一步地，所述国产MCU芯片还连接有SDRAM存储器、FLASH存储器和EEPROM存储器。

进一步地，所述SDRAM存储器采用SCB33S256160AE。

进一步地，所述国产MCU芯片采用GD32F450IGH6。

进一步地，所述BMC子卡模块采用嵌入式ucLinux操作系统。

本实用新型的有益效果：

(1)传统的BMC解决方案与服务器主板在同一块电路板上，每个项目都要对BMC进行硬件和软件的重新调试。本实用新型提供的基于国产MCU的BMC子卡模块，具有完整的IPMI功能，实现了BMC的模块化，使得服务器开发人员只需要在服务器主板上安放传感器，然后对应修改BMC子卡模块的软件配置，便可以轻松使用该BMC子卡模块，减小了服务器项目BMC部分的开发难度，大大缩短了整个服务器项目的开发周期，降低了对开发人员BMC方面的专业技术要求。若使用成熟的BMC子卡模块，几乎不用对BMC部分的硬件电路进行调试。

(2)本实用新型提供的基于国产MCU的BMC子卡模块，其所有元器件均采用国产器件，使用开源的嵌入式ucLinux操作系统，搭配自主研发的BMC管理软件，实现了软硬件的全国产化，成本低；并且，相比于传统的BMC解决方案开机时间要2分钟左右(该时间大于部分服务器的开机时间，因此在服务器上电的过程中无法对服务器进行监控)，本实用新型可将BMC的启动时间控制在20秒之内，远小于服务器的开机时间，因此可以全程对服务器进行监控。

(3)相对于传统的BMC解决方案，本实用新型提供的基于国产MCU的BMC子卡模块还新增有并行数据总线接口，方便与CPLD、FPGA等逻辑器件或其它并行总线接口的器件相连，且可通过CPLD进行功能扩展，使得BMC子卡模块的功能更加全面，且应用更广。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种基于国产MCU的BMC子卡模块的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种基于国产MCU的BMC子卡模块所采用的嵌入式ucLinux操作系统的架构图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型中的专业术语解释如下：

MCU：Microcontroller Unit，微控制单元；

BMC：Baseboard Manager Controller，基板管理控制器；

IPMI：Intelligent Platform Management Interface，智能平台管理接口；

IPMB：Intelligent Platform Management Bus，智能平台管理总线；

ChMC：ChassisManagementController，机箱管理控制器；

IPMC：IntelligentPlatformManagementController，智能平台控制器。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种基于国产MCU的BMC子卡模块，该BMC子卡模块包括：国产MCU芯片、均与所述MCU芯片连接的第一连接器PN1和第二连接器PN2，所述第一连接器PN1上包括1路调试串口、1路并行数据总线、1路用于挂接传感器的I2C总线FAN_SDA/SCL、1路传输速率为100Base-T的10/100M自协商网口和2路IPMB总线；所述第二连接器PN2上包括1路通信串口、7路模拟量检测接口ADC1～ADC7、1路JTAG接口、槽位号检测接口、机箱号检测接口、1路BMC子卡模块复位信号和8路通用GPIO。

具体地，所述调试串口，用于访问BMC管理系统的Linux终端，可采用RS232标准的三线制串口，其通讯参数可设置如下：波特率为115200b/s，无流控。所述通信串口，用于和CPU通信，可采用3.3V电压标准的三线制串口，其通讯参数可设置如下：波特率为115200b/s，无流控。所述MCU芯片还可通过隔离芯片，对外提供带隔离的IPMB总线。所述并行数据总线采用异步访问模式，包括8位数据总线和5位地址总线。槽位号检测接口GA[4:0]和GAP，以及机箱号检测接口RACK-ID[5:0]两个接口用于识别物理地址输入和机柜位号。

本实用新型实施例中，采用3.3V电平标准的三线制串口，可以兼容大多数的CPU串口电平，即可以直接用来和CPU通信。8位并行数据总线则可以与CPLD/FPGA等逻辑器件通信，也可以通过CPLD转换成LPC等其它类型的总线，或通过CPLD进行功能扩展。

在上述实施例的基础上，所述国产MCU芯片还连接有SDRAM存储器、FLASH存储器和EEPROM存储器。作为一种可实施方式，国产MCU芯片采用兆易创新公司的主频为200MHZ的GD32F450IGH6处理器，SDRAM存储器采用紫光股份有限公司的容量为32MB、位宽为16位的SCB33S256160AE型号SDRAM内存颗粒。

作为一种可实施方式，第一连接器PN1和第二连接器PN2的引脚定义可按照表1和表2所示进行设置：

表1BMC子卡模块PN1引脚定义

Pin#	方向	Signal Name	Signal Name	方向	Pin#
						1	-	Ground	3V3	-	2
3	O	MTXP	MRXP	I	4
						5	O	MTXN	MRXN	I	6
7	O	LED1	LED2	O	8
						9	-	Ground	Ground	-	10
11	I/O	DATA0	IPMB_DATA0	OD	12
						13	I/O	DATA1	IPMB_CLK0	OD	14
15	I/O	DATA2	Ground	-	16
						17	I/O	DATA3	IPMB_DATA1	OD	18
19	I/O	DATA4	IPMB_CLK1	OD	20
						21	I/O	DATA5	3V3	-	22
23	I/O	DATA6	FAN_SDA	OD	24
						25	I/O	DATA7	FAN_SCL	OD	26
27	O	ADDR0	Ground	-	28
						29	O	ADDR1	USART1_TX	O	30
31	O	ADDR2	USART1_RX	I	32
						33	O	ADDR3	3V3	-	34
35	O	ADDR4	nWR	O	36
						37	O	nCS	nRD	O	38
39	-	Ground	3V3	-	40

表2BMC子卡模块PN2引脚定义

关于表1和表2的说明如下：

1)I：Input，输入；O：Output，输出；I/O：双向，即输入/输出；OD：Open Drain，高阻态；AI：AnalogInput，模拟输入；

2)MTXP/N和MRXP/N为BMC百兆网口；LED1：百兆网RJ45LAN3_LINK-ACT#_R信号灯；LED2：LINK 100M数据传输状态显示灯；

3)Local BUS总线接口信号：ADDR[4：0]，DATA[7：0]，nCS,nRd,nWr；

4)USART1_RX/TX：调试串口；USART2_RX/TX：通信串口；

5)2路IPMB接口：IPMB_CLK[0:1]，IPMB_DATA[0:1]；

6)FAN_SDA/SCL2：传感器I2C总线接口；

7)Power_RST：BMC子卡复位信号；

8)GA0～GAP：槽位号检测接口；RACK-ID0～RACK-ID5：机箱号检测接口；

9)BMC_ADC[1:7]：ADC电路电压信息采集。

10)GPIO[1:8]：I/O信号

11)STM32_TDI/TDO/TMS/TCK/TRST#JTAG信号。

本实用新型实施例提供的BMC子卡模块采用开源的嵌入式ucLinux操作系统。如图2所示，该操作系统具有完整的TCP/IP协议栈，在该操作系统上移植了telnet服务、Goahead网页服务和BMC管理程序，从而实现完整的BMC管理功能、网页访问功能和telnet访问功能。其中：

BMC管理程序实现所有的BMC管理功能，它会定期查询板卡的健康状态，搜集系统信息，并接收通过网络或串口下发的用户命令，执行用户操作。

Goahead是网页服务器，它提供BMC的管理网页，使得用户可以通过网页查看服务器的健康状态，实现开关机等操作。Goahead和BMC管理程序之间通过UDS实现进程间通信：Goahead接收来自网页的用户请求，并通过UDS接口将用户请求转发到BMC管理程序，由BMC管理程序响应用户的操作。

telnet服务为用户提供远程访问BMC管理系统的方法。

本实用新型提供的基于国产MCU的BMC子卡模块提供以下4种访问方式：

(1)利用ipmitool通过网络访问BMC管理系统；(2)通过网页访问BMC管理系统；(3)通过调试串口登陆BMC管理系统的Linux终端；(4)通过telnet远程登陆BMC管理系统的Linux终端。

本实用新型提供的基于国产MCU的BMC子卡模块具有以下基本功能：

(1)支持ChMC和IPMC功能。

(2)获取板卡环境信息，包括温度、电压、电流等信息。

(3)获取板卡属性信息，包括FRU、系统版本、CPU型号等。

(4)获取板卡状态信息，包括内存使用率、CPU使用率、网络状态等。

(5)支持控制板卡开关机和复位功能。

(6)支持两路热冗余备份的IPMB总线，遵守标准的IPMB协议。

(7)可根据机箱号和槽位号动态配置IPMB地址和IP地址。

(8)支持标准的IPMI1.5/2.0命令。

(9)支持自定义的IPMI命令。

本实用新型提供的基于国产MCU的BMC子卡模块可适用于网络交换服务器、数据存储服务器等不需要图形界面的服务器。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.基于国产MCU的BMC子卡模块，其特征在于，包括：国产MCU芯片、均与所述MCU芯片连接的第一连接器和第二连接器，所述第一连接器上包括调试串口、并行数据总线、用于挂接传感器的I2C总线、10/100M自协商网口和IPMB总线；所述第二连接器上包括通信串口、模拟量检测接口、JTAG接口、槽位号检测接口、机箱号检测接口、BMC子卡模块复位信号和通用GPIO。

2.根据权利要求1所述的基于国产MCU的BMC子卡模块，其特征在于，所述国产MCU芯片还连接有SDRAM存储器、FLASH存储器和EEPROM存储器。

3.根据权利要求2所述的基于国产MCU的BMC子卡模块，其特征在于，所述SDRAM存储器采用SCB33S256160AE。

4.根据权利要求1或2所述的基于国产MCU的BMC子卡模块，其特征在于，所述国产MCU芯片采用GD32F450IGH6。

5.根据权利要求1所述的基于国产MCU的BMC子卡模块，其特征在于，所述BMC子卡模块采用嵌入式ucLinux操作系统。

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