CN214278688U - 一种交换系统用ipmb接口电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交换系统用IPMB接口电路，属于数据交换技术领域。本实用新型为VPX3UC_SWH交换板上的功能接口，属于MCU控制部分，与控制核心STM32F103VET6TR、复位电路、RS422串口电路和板卡槽位号获取电路一起构成MCU微控制单元，在IPMB接口电路中，VPX3UC_SWH交换板上的STM32F103单片机通过2路IPMB接口连接到VPX3US系统各板卡的控制器，管理各板卡的上下电，2路IPMB接口中，一路作主，一路备份，采用U2芯片作为电路核心，起到ESD防护的作用，本实用新型科学合理，电路结构清晰简明，以分布式管理作为主体方案更有利于信息传输和设备通信，降低了系统管理的复杂度和成本，提高了电路安全性能，增强了交换板整体的可靠性。

Description

一种交换系统用IPMB接口电路

技术领域

本实用新型涉及数据交换技术领域，具体为一种交换系统用IPMB接口电路。

背景技术

MCU微控制单元是将中央控制器CPU的频率和规格都做了适当缩减后，将内存、计数器、USB、各类接口和外围设备集成在单一芯片上，形成芯片级的计算机，随着嵌入式系统逐渐深入社会生活的各个方面，MCU微控制单元的集成能力也逐渐获得提升，越来越能够满足不同环境下不同客户的需求，按不同控制组合应用于不同工作场合之中。

VPX3UC_SWH交换板中的MCU控制部分采用IPMB接口电路，IPMB接口电路采用IPMB协议，以分布式管理作为主体方案，管理各板卡上的电流，支持异步事件通知机制和危机事件日志机制和I2C设备，能够降低系统管理的复杂度和成本，更有利于信息传输和设备通信。

目前交换板中采用的IPMB接口电路在运行过程中都存在一些损坏的风险，电路安全性能和交换板整体的可靠性都亟待提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种交换系统用IPMB接口电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种交换系统用IPMB接口电路，该电路为VPX3UC_SWH交换板上的功能接口，属于MCU控制部分，与控制核心STM32F103VET6TR、复位电路、RS422串口电路和板卡槽位号获取电路一起构成MCU微控制单元；

所述IPMB接口电路包括STM32F103单片机、IPMB接口、VPX3US系统各卡板控制器、U2芯片、电阻器R47、电阻器R49和电容器C22；

所述STM32F103单片机通过2路IPMB接口的一端连接到VPX3US系统各卡板上的控制器，管理各卡板的上下电，所述U2芯片是IPMB接口电路中的中继器，连接在IPMB接口的另一端；

所述MCU微控制单元密集度极大且芯片面积极小，可利用控制核心STM32F103VET6TR进行高效率的存储和传输，以有限的程序代码达成控制功能，利用复位电路使电路恢复到起始状态，利用RS422串口电路使通讯双方采用一个标准接口，使不同设备间也可以进行顺利通讯，利用IPMB接口电路实现分布式管理机制和可扩展的平台管理机构，利用板卡槽位号获取电路解析信号信息得出对应槽位号，然后以此槽位号作为IPMB通信地址进行通信，所述MCU微控制单元内部各个电路部分功能完备，共同组成高集成度的MCU控制系统，不同的控制组合用以满足不同的应用场合；

进一步的，所述IPMB接口分别为IPMB_SCL0、IPMB_SDA0、MCU_I2C0_SCL和MCU_I2C0_SDA，IPMB_SDA0和MCU_I2C0_SDA是串行数据线，IPMB_SCL0和MCU_I2C0_SCL是串行时钟线，所述IPMB接口分别作为主份和备份接入U2芯片，所述主份接口为IPMB_SCL0接口和IPMB_SDA0接口，所述备份接口为MCU_I2C0_SCL接口和MCU_I2C0_SDA接口，所述IPMB_SCL0接口接入U2芯片的第七引脚，所述IPMB_SDA0接口接入U2芯片的第六引脚，所述MCU_I2C0_SCL接口接入U2芯片的第二引脚，所述MCU_I2C0_SDA接口接入U2芯片的第三引脚；

进一步的，所述电阻器R47的第一端连接辅助电源，电压为3.3V，所述电阻器R47的第二端连接U2芯片的第七引脚，所述电阻器R49的第一端连接电阻器R47的第一端，所述电阻器R49的第二端连接U2芯片的第六引脚，所述电容器C22的第一端接地，所述电容器的第二端连接辅助电源，电压为3.3V，所述辅助电源同时接入U2芯片的第一引脚和第八引脚，所述电容器C22的使能信号接入U2芯片的第五引脚，所述U2芯片的第四引脚连接接地线；

所述U2芯片连接IPMB接口电路中各个接口、电源、电阻器和电容器，所述IPMB接口电路中的电容器起到存储电荷的作用，既能满足驱动电路电流的变化，避免耦合干扰，也能减小电路中电源与参考地间的高频干扰阻抗，各个电阻器在电路中起到限流和降压的作用，体积小，可靠性高，成本低，U2芯片在IPMB接口电路中起到ESD防护的作用，有效防止STM32F103单片机被外部的峰值电流和过载电流击坏；

进一步的，所述控制核心STM32F103VET6TR集成了以72MHz频率运行的高性能32位RISC内核、高速嵌入式存储器以及连接到两条APB总线的各种增强型I/O和外围设备，所有器件都提供两个12位ADC、三个通用16位定时器、一个PWM定时器，以及标准和高级通信接口，标准和高级通信接口中最多包含两个I2C和SPI，三个USART，一个USB和一个CAN，器件采用2.0至3.6V电源供电，耐温在–40至+85℃的温度范围，封装为100脚的LQFP100,器件体积为16x16x1.6mm；

所述控制核心STM32F103VET6TR集成度高，存储能力强，器件齐全，能将连续变量的模拟信号转换成离散的数字信号，以及利用处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，多个不同接口组合更有利于数据安全可靠地进行传输，能适应不同环境不同应用的需求，灵活度极高，器件耐温能力强，体积小，给安装和使用带来了方便；

进一步的，所述复位电路包括STM32F103控制器复位和交换机系统复位，所述STM32F103控制器复位的电路设计中包括STM32F103芯片、上电复位芯片和3.3V电源，上电完成后，由STM32F103芯片进行一次复位，所述交换机系统复位的电路设计包括STM32F103芯片、BCM53344芯片、Intel 82599芯片、DDR芯片、GPU板和复位按钮，所述STM32F103的PC0引脚检测到来自GPU板或者交换板复位按钮的信号之后，通过设置PC1、PC2和PC3引脚作为低电平使BCM53344芯片、Intel 82599芯片和DDR芯片复位，从而达成交换板系统复位的效果；

所述复位电路是在给电路通电时马上进行复位操作，必要时使用手动操作，具有及时性和灵活性，根据程序和电路运行的需要能够自动运行，方便可靠；

所述RS422串口电路包含RS422调试串口和与GPU板通信的RS422串口通信电路，所述RS422串口电路中的硬件包括STM32F103芯片、MAX488芯片、120欧姆电阻和外部RS422接口，所述MAX488芯片是一款低功耗、限摆率的RS422收发器，所述STM32F103芯片和MAX488芯片相连，所述STM32F103芯片中的STM32 UART接口连接MAX488芯片，通过MAX488芯片转化成RS422接口，与外部RS422接口相连进行串口通信，所述外部RS422接口的差分端与120欧姆电阻并联；

所述RS422串口电路使得相互通讯的不同设备采用统一标准的接口进行通讯，发送信号线和接收信号线分开执行，是全双工模式，传输效率高，使用便捷，所述外部RS422接口将差分端与120欧姆电阻并联，使用差分输入的方法，降低了传输过程中受到的干扰；

所述板卡槽位号获取电路是由STM32F103芯片解析VPX P0接口上的GA[4:0]#、GAP#信号高低，将解析出的槽位号+0X20作为本板IPMB通信地址，然后进行上位机通信；

所述板卡槽位号在获取电路时利用STM32F103芯片把GPIO口配置成输入口，以便获取槽位号信息，有利于实现与外部通讯、控制和数据采集的功能，使通信更加便捷可靠。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

一种交换系统用IPMB接口电路，实现了分布式管理机制和可扩展的平台管理机构，更有利于信息传输和设备通信，采用U2芯片连接IPMB接口电路中各个接口、电源、电阻和电容，在IPMB接口电路中起到ESD防护的作用，防止STM32F103单片机被外部的峰值电流和过载电流击坏，大大提高了IPMB接口电路的安全性能和可靠性。

IPMB接口电路和控制核心STM32F103VET6TR、复位电路、RS422串口电路以及板卡槽位号获取电路一起构成MCU微控制单元，可利用控制核心STM32F103VET6TR进行高效率的存储和传输，以有限的程序代码达成控制功能，利用复位电路使电路恢复到起始状态，利用RS422串口电路使通讯双方采用一个标准接口，使不同设备间也可以进行顺利通讯，利用板卡槽位号获取电路解析信号信息得出对应槽位号，然后以此槽位号作为IPMB通信地址进行通信，各个电路部分功能完备，结构清晰简明，共同组成高集成度的MCU控制系统，以不同的控制组合满足不同的应用场合，降低了系统管理的复杂度和成本。

U2芯片作为核心部分连接IPMB接口电路中各个接口、电源、电阻器和电容器，IPMB接口电路中的电容器起到存储电荷的作用，既能满足驱动电路电流的变化，避免耦合干扰，也能减小电路中电源与参考地间的高频干扰阻抗，各个电阻器在电路中起到限流和降压的作用，体积较小，可靠性高且成本低，U2芯片在IPMB接口电路中起到ESD防护的作用，有效防止STM32F103单片机被外部的峰值电流和过载电流击坏，提高了电路的安全性能。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型一种交换系统用IPMB接口电路的IPMB接口电路示意图；

图2是本实用新型一种交换系统用IPMB接口电路的IPMB接口连接示意图；

图3是本实用新型一种交换系统用IPMB接口电路的电容器连接示意图。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-3，本实用新型提供技术方案：

一种交换系统用IPMB接口电路，该电路为VPX3UC_SWH交换板上的功能接口，属于MCU控制部分，与控制核心STM32F103VET6TR、复位电路、RS422串口电路和板卡槽位号获取电路一起构成MCU微控制单元；

如图1所示，所述IPMB接口电路包括STM32F103单片机、IPMB接口、VPX3US系统各卡板控制器、U2芯片、电阻器R47、电阻器R49和电容器C22；

所述STM32F103单片机通过2路IPMB接口的一端连接到VPX3US系统各卡板上的控制器，管理各卡板的上下电，所述U2芯片是IPMB接口电路中的中继器，连接在IPMB接口的另一端；

所述MCU微控制单元密集度极大且芯片面积极小，可利用控制核心STM32F103VET6TR进行高效率的存储和传输，以有限的程序代码达成控制功能，利用复位电路使电路恢复到起始状态，利用RS422串口电路使通讯双方采用一个标准接口，使不同设备间也可以进行顺利通讯，利用IPMB接口电路实现分布式管理机制和可扩展的平台管理机构，利用板卡槽位号获取电路解析信号信息得出对应槽位号，然后以此槽位号作为IPMB通信地址进行通信，所述MCU微控制单元内部各个电路部分功能完备，共同组成高集成度的MCU控制系统，不同的控制组合用以满足不同的应用场合；

如图2所示，所述IPMB接口分别为IPMB_SCL0、IPMB_SDA0、MCU_I2C0_SCL和MCU_I2C0_SDA，IPMB_SDA0和MCU_I2C0_SDA是串行数据线，IPMB_SCL0和MCU_I2C0_SCL是串行时钟线，所述IPMB接口分别作为主份和备份接入U2芯片，所述主份接口为IPMB_SCL0接口和IPMB_SDA0接口，所述备份接口为MCU_I2C0_SCL接口和MCU_I2C0_SDA接口，所述IPMB_SCL0接口接入U2芯片的第七引脚，所述IPMB_SDA0接口接入U2芯片的第六引脚，所述MCU_I2C0_SCL接口接入U2芯片的第二引脚，所述MCU_I2C0_SDA接口接入U2芯片的第三引脚；

所述电阻器R47的第一端连接辅助电源，电压为3.3V，所述电阻器R47的第二端连接U2芯片的第七引脚，所述电阻器R49的第一端连接电阻器R47的第一端，所述电阻器R49的第二端连接U2芯片的第六引脚；

如图3所示，所述电容器C22的第一端接地，所述电容器的第二端连接辅助电源，电压为3.3V，所述辅助电源同时接入U2芯片的第一引脚和第八引脚，所述电容器C22的使能信号接入U2芯片的第五引脚，所述U2芯片的第四引脚连接接地线；

所述U2芯片连接IPMB接口电路中各个接口、电源、电阻器和电容器，所述IPMB接口电路中的电容器起到存储电荷的作用，既能满足驱动电路电流的变化，避免耦合干扰，也能减小电路中电源与参考地间的高频干扰阻抗，各个电阻器在电路中起到限流和降压的作用，体积小，可靠性高，成本低，U2芯片在IPMB接口电路中起到ESD防护的作用，防止STM32F103单片机被外部的峰值电流和过载电流击坏；

所述控制核心STM32F103VET6TR集成了以72MHz频率运行的高性能32位RISC内核、高速嵌入式存储器以及连接到两条APB总线的各种增强型I/O和外围设备，所有器件都提供两个12位ADC、三个通用16位定时器、一个PWM定时器，以及标准和高级通信接口,标准和高级通信接口中最多包含两个I2C和SPI，三个USART，一个USB和一个CAN，器件采用2.0至3.6V电源供电，耐温在–40至+85℃的温度范围，封装为100脚的LQFP100,器件体积为16x16x1.6mm；

所述控制核心STM32F103VET6TR集成度高，存储能力强，器件齐全，能将连续变量的模拟信号转换成离散的数字信号，以及利用处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，多个不同接口组合更有利于数据安全可靠地进行传输，能适应不同环境不同应用的需求，灵活度极高，器件耐温能力强，体积小，给安装和使用带来了方便；

所述复位电路包括STM32F103控制器复位和交换机系统复位，所述STM32F103控制器复位的电路设计中包括STM32F103芯片、上电复位芯片和3.3V电源，上电完成后，由STM32F103芯片进行一次复位，所述交换机系统复位的电路设计包括STM32F103芯片、BCM53344芯片、Intel 82599芯片、DDR芯片、GPU板和复位按钮，所述STM32F103的PC0引脚检测到来自GPU板或者交换板复位按钮的信号之后，通过设置PC1、PC2和PC3引脚作为低电平使BCM53344芯片、Intel 82599芯片和DDR芯片复位，从而达成交换板系统复位的效果；

所述复位电路是在给电路通电时马上进行复位操作，必要时也能使用手动操作，具有及时性和灵活性，电路根据程序和运行的状态能够自动调整运行，非常方便可靠；

所述RS422串口电路包含RS422调试串口和与GPU板通信的RS422串口通信电路，所述RS422串口电路中的硬件包括STM32F103芯片、MAX488芯片、120欧姆电阻和外部RS422接口，所述MAX488芯片是一款低功耗、限摆率的RS422收发器，所述STM32F103芯片和MAX488芯片相连，所述STM32F103芯片中的STM32 UART接口连接MAX488芯片，通过MAX488芯片转化成RS422接口，与外部RS422接口相连进行串口通信，所述外部RS422接口的差分端与120欧姆电阻并联；

所述RS422串口电路使得相互通讯的不同设备采用统一标准的接口进行通讯，发送信号线和接收信号线分开执行，是全双工模式，传输效率高，使用便捷，所述外部RS422接口将差分端与120欧姆电阻并联，使用差分输入的方法，降低了传输过程中受到的干扰；

所述板卡槽位号获取电路是由STM32F103芯片解析VPX P0接口上的GA[4:0]#、GAP#信号高低，将解析出的槽位号+0X20作为本板IPMB通信地址，然后进行上位机通信；

所述板卡槽位号在获取电路时利用STM32F103芯片把GPIO口配置成输入口，以便获取槽位号信息，有利于实现与外部通讯、控制和数据采集的功能，使通信更加便捷可靠。

本实用新型的工作原理：

一种交换系统用IPMB接口电路，与控制核心STM32F103VET6TR、复位电路、RS422串口电路和板卡槽位号获取电路一起构成MCU微控制单元，MCU微控制单元可利用控制核心STM32F103VET6TR进行高效率的存储和传输，以有限的程序代码达成控制功能，利用复位电路使电路恢复到起始状态，利用RS422串口电路使通讯双方采用一个标准接口，使不同设备间也可以进行顺利通讯，利用IPMB接口电路实现分布式管理机制和可扩展的平台管理机构，利用板卡槽位号获取电路解析信号信息得出对应槽位号，然后以此槽位号作为IPMB通信地址进行通信，MCU微控制单元内部各个电路部分功能完备，共同组成高集成度的MCU控制系统，将控制组合转换调整，在不同的应用场合中满足使用标准。

IPMB接口电路中的U2芯片作为电路核心，连接IPMB接口电路中各个接口、电源、电阻器和电容器，IPMB接口电路中的电容器起到存储电荷的作用，既能满足驱动电路电流的变化，避免耦合干扰，也能减小电路中电源与参考地间的高频干扰阻抗，各个电阻器在电路中起到限流和降压的作用，体积微小，成本低廉，此外，U2芯片在IPMB接口电路中还起到了ESD防护的作用，防止STM32F103单片机被外部的峰值电流和过载电流击坏。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种交换系统用IPMB接口电路，其特征在于：所述交换系统用IPMB接口电路为VPX3UC_SWH交换板上的功能接口，属于MCU控制部分，与控制核心STM32F103VET6TR、复位电路、RS422串口电路和板卡槽位号获取电路一起构成MCU微控制单元；

所述IPMB接口电路包括STM32F103单片机、IPMB接口、VPX3US系统各卡板控制器、U2芯片、电阻器R47、电阻器R49和电容器C22；

所述STM32F103单片机通过2路IPMB接口的一端连接到VPX3US系统各卡板上的控制器，管理各卡板的上下电，所述U2芯片是IPMB接口电路中的中继器，连接在IPMB接口的另一端。

2.根据权利要求1所述的一种交换系统用IPMB接口电路，其特征在于：所述IPMB接口分别为IPMB_SCL0、IPMB_SDA0、MCU_I2C0_SCL和MCU_I2C0_SDA，IPMB_SDA0和MCU_I2C0_SDA是串行数据线，IPMB_SCL0和MCU_I2C0_SCL是串行时钟线，所述IPMB接口分别作为主份接口和备份接口接入U2芯片，所述主份接口为IPMB_SCL0接口和IPMB_SDA0接口，所述备份接口为MCU_I2C0_SCL接口和MCU_I2C0_SDA接口，所述IPMB_SCL0接口接入U2芯片的第七引脚，所述IPMB_SDA0接口接入U2芯片的第六引脚，所述MCU_I2C0_SCL接口接入U2芯片的第二引脚，所述MCU_I2C0_SDA接口接入U2芯片的第三引脚；

所述电阻器R47的第一端连接辅助电源，电压为3.3V，所述电阻器R47的第二端连接U2芯片的第七引脚，所述电阻器R49的第一端连接电阻器R47的第一端，所述电阻器R49的第二端连接U2芯片的第六引脚，所述电容器C22的第一端接地，所述电容器的第二端连接辅助电源，电压为3.3V，所述辅助电源同时接入U2芯片的第一引脚和第八引脚，所述电容器C22的使能信号接入U2芯片的第五引脚，所述U2芯片的第四引脚连接接地线。

3.根据权利要求1所述的一种交换系统用IPMB接口电路，其特征在于：所述控制核心STM32F103VET6TR集成了以72MHz频率运行的高性能32位RISC内核、高速嵌入式存储器以及连接到两条APB总线的增强型I/O和外围设备，所有器件都提供两个12位ADC、三个通用16位定时器、一个PWM定时器，以及标准和高级通信接口,标准和高级通信接口中最多包含两个I2C和SPI，三个USART，一个USB和一个CAN，器件采用2.0至3.6V 电源供电，耐温在–40至+85℃的温度范围，封装为100脚的LQFP100,器件体积为16x16x1.6mm。

4.根据权利要求1所述的一种交换系统用IPMB接口电路，其特征在于：所述复位电路包括STM32F103控制器复位和交换机系统复位，所述STM32F103控制器复位的电路设计中包括STM32F103芯片、上电复位芯片和3.3V电源，上电完成后，由STM32F103芯片进行一次复位，所述交换机系统复位的电路设计包括STM32F103芯片、BCM53344芯片、Intel 82599芯片、DDR芯片、GPU板和复位按钮，所述STM32F103的PC0引脚检测到来自GPU板或者交换板复位按钮的信号之后，通过设置PC1、PC2和PC3引脚作为低电平使BCM53344芯片、Intel 82599芯片和DDR芯片复位，从而达成交换板系统复位的效果。

5.根据权利要求1所述的一种交换系统用IPMB接口电路，其特征在于：所述RS422串口电路包含RS422调试串口和与GPU板通信的RS422串口通信电路，所述RS422串口电路中的硬件包括STM32F103芯片、MAX488芯片、120欧姆电阻和外部RS422接口，所述MAX488芯片是一款低功耗、限摆率的RS422收发器，所述STM32F103芯片与MAX488芯片相连，所述STM32F103芯片中的STM32 UART接口连接MAX488芯片，通过MAX488芯片转化成RS422接口，与外部RS422接口相连进行串口通信，所述外部RS422接口的差分端与120欧姆电阻并联。

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