JP2002055745A - ホットスワッププロセッサカード及びバス - Google Patents

ホットスワッププロセッサカード及びバス

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JP2002055745A JP2000233569A JP2000233569A JP2002055745A JP 2002055745 A JP2002055745 A JP 2002055745A JP 2000233569 A JP2000233569 A JP 2000233569A JP 2000233569 A JP2000233569 A JP 2000233569A JP 2002055745 A JP2002055745 A JP 2002055745A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、重要なシステムにおいて停止時間
を防止するようにPCIホットスワップバスから電源を入
れたまま着脱することができるホットスワップ可能なプ
ロセッサカードの提供を目的とする。 【解決手段】 プロセッサカードは、プロセッサスロッ
トに差込まれるコネクタと、このコネクタに電気接続さ
れた信号切換回路と、プロセッサカードへの電源を制御
する電源切換回路と、信号切換回路に電気接続されたプ
ロセッサとを有する。電源切換回路は、プロセッサカー
ドに対して電力が選択的に送られることを可能にし、信
号切換回路は、プロセッサカードがPCIホットスワッ
プバスに電源を入れたまま取り付けられ、又、PCIホ
ットスワップバスから電源を入れたまま取り外されるこ
とを可能にする。プロセッサカードは、ホットスワップ
手順を実施するために、バス上の同様のプロセッサカー
ドと共に協動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプロセッサカードに
関する。より特定的には、本発明は、電源を入れたまま
PCIホットスワップバスに着脱することができるホット
スワップ可能なプロセッサカードを開示する。
【0002】
【従来の技術】電気通信及びネットワークサーバを含む
多くの分野では、計算装置の停止時間は容認できない。
しかしながら、故障が生じ、停止時間が絶対最小時間に
維持されることを確実にするために或る設計技法が使用
される。例えば、マザーボードの設計概念が受動的なバ
ックプレーンアーキテクチャに取って代わられる。受動
的なバックプレーンは、他の回路板が差込まれるスロッ
トを具備する絶対最小量の回路を含む回路板である。受
動的なバックプレーンは、理想的には、その上に回路が
載せられていないため、この受動的なバックプレーンの
故障間平均時間(MTBF)は、マザーボードの故障間平均
時間よりもかなり長い。適切に設計されたプロセッサカ
ードは、バックプレーン上にある対応するプロセッサス
ロットに差込まれる。同様にして、アドオンカードはバ
ックプレーン上にある対応するアドオンカードスロット
に差込まれる。このようにして、プロセッサ及びその関
連するバス回路は、バックプレーン上のトレースを介し
てアドオンカードに接続される。
【0003】アドオンカード又はプロセッサカードのい
ずれかが故障したとき、カードは、単に受動的なバック
プレーンからプラグを引き抜かれ、代わりのカードが挿
入される。全体的なプロセスは、比較的速く、且つ、容
易であるが、マザーボードアーキテクチャが使用されマ
ザーボード自体が故障した場合にはらそうはならない。
受動的なアーキテクチャを使用する上で、マザーボード
自体が故障することと同等に致命的なことは、バックプ
レーン自体が故障することである。しかしながら、受動
的なバックプレーンが能動的なオンボード回路を搭載し
ないため、バックプレーン自体が故障する可能性は極め
て低い。
【0004】上記スワッピング技法はかなり速く行なわ
れるが、プロセッサ又はアドオンカードでもよい全ての
カードをコールドスワップすることが必要である。つま
り、計算装置の電源を落とした後に、カードを取り外
し、そのカードを交換し得る。不運にも、このような装
置の電源切断と、電源再投入は、恐らく、比較的重要で
ないカードだけが交換されるべきときでも装置全体をオ
フラインにすることを要求する。更に、計算装置の電源
を投入することは、装置がオンラインに戻る前に比較的
長いブート処理をしばしば伴う。その結果、ホットスワ
ッピング技法が開発された。このような技法は、計算装
置の電源を落とすことなくバスからアドオンカードをス
ワップできるようにする。プロセッサカード、及び、正
確に機能するアドオンカードのような他の要素は、動作
し続け、従って、機能性が劣るとしてもサービスを提供
し続け得る。欠陥のあるカードが交換され、オンライン
に戻されると、計算装置は完全に機能する。
【0005】PCIバスからアドオンカードをホットスワ
ップする現在の規格は、いわゆるコンパクトPCIホット
スワップ仕様書によって定義される。この規格は、コン
ソーシアム、即ち、PCI工業用コンピュータ製造はグル
ープ(PICMG)によって開発され、PICMG2.1R1.0におい
て公開された。
【0006】図1を参照せよ。図1は、RAIDハードディ
スク・アレイを制御するサーバとして使用されるPCIホ
ットスワップバス10の機能ブロック図である。PCIホ
ットスワップバス10は、プロセッサカード20が差込
まれるプロセッサスロット11と、様々なアドオンカー
ドが差込まれる複数のアドオンカードスロット12とを
有する。差込むアドオンカードのうちの幾つかは、モデ
ムのような外部装置と通信を確立するための入出力I/O
カード14でもよい。他のアドオンカードは、ネットワ
ーク上で通信を確立するためのネットワークカード1
6、又は、SCSI装置と通信するためのSCSIカード18で
もよい。当然のことながら、その他のタイプのカード
が、バス10に差込まれてもよい。各カードは、コネク
タ13を介して対応するスロットに接続される。プロセ
ッサカード20を除いたPCIホットスワップバス10上
の全てのカードは、専用電源切換回路15と、信号切換
回路17と、カードの特定の機能を果たすためのPCI回
路19とを有する。電源切換回路15は、各カードへの
電源を個別に制御するために使用される。電源切換回路
15は、手動で制御されてもよく、又は、プロセッサカ
ード20のようなバス10上の別の装置によって制御さ
れてもよい。信号切換回路17は、バス10の信号線に
カードを電気接続し、又、信号線からカードを切断する
ために使用される。信号切換回路17は、過度電流がバ
ス10上の他のカードを妨害することを防止し、又、ア
ドオンカードがアドオンカードスロット12に挿入さ
れ、又は、スロットから抜かれるとき適切なハードウェ
アインタフェーシングプロトコル機能を実施するので、
電源を入れたままカードを着脱するとき非常に重要であ
る。
【0007】しかしながら、従来技術のホットスワップ
バス10におけるプロセッサカード20は特別である。
このプロセッサカード20は、電源切換回路も信号切換
回路も有しない。その代わりに、プロセッサカード20
は、プロセッサ25と、PCI回路とを有する。PCI回路2
7は、プロセッサ25をPCIホットスワップバス10と
インターフェースし、又、プロセッサカード20のファ
ンアウトの能力を改善することでバス10上のより多く
のアドオンカードとインターフェースすることを可能に
する。本例では、プロセッサカード20は、ハードディ
スクドライブ42のアレイのためのRAID制御回路40を
制御するために使用される。RAID制御回路40は、情報
を取出し記憶するためにハードディスクドライブ42を
制御する。
【0008】最後に、電源制御回路30は、PCIホット
スワップバス10に電力を供給し、対応するスロット1
1及び12の各カードは、この電源制御回路30から電
力を得る。
【0009】全てのアドオンカード14、16、及び、
18が夫々のアドオンカードスロット12からホットス
ワップされ得るとしても、プロセッサカード20は、
又、例外である。プロセッサカード20は、他のカード
が有する信号切換回路及び電源切換回路を有しないた
め、プロセッサスロット11からホットスワップされ得
ない。プロセッサカード20は、PCIホットスワップ仕
様に適合するために必要なハードウェアに欠けている。
更に、他のカードが正確に機能するために要求するバス
10上の多数の信号線をプロセッサカード20が通常制
御するため、プロセッサカード20をホットスワップす
ることは、一般的に不可能と考えられる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のプロセッサカード20をホットスワップできないこ
とは、如何なる停止時間にも耐えることができないシス
テムにおいて不経済な停止時間を招く重大な欠点であ
る。
【0011】従って、本発明は、重要なシステムにおい
て停止時間を防止するようにPCIホットスワップバスか
ら電源を入れたまま着脱することができるホットスワッ
プ可能なプロセッサカードの提供を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるホットスワッププロセッサカードは、
プロセッサスロットに差込むためのコネクタと、コネク
タに電気接続され、プロセッサカードがホットスワップ
され得るように、プロセッサカード上の信号線をホット
スワップバスの信号線に接続する信号切換回路と、信号
切換回路に電気接続されたプロセッサと、プロセッサカ
ードへの電源を制御する電源切換回路とを有し、プロセ
ッサは、コネクタをプロセッサスロットに差込むことで
ホットスワップバスに電源を入れたまま取り付けられ、
又、コネクタをプロセッサスロットから抜くことでホッ
トスワップバスから電源を入れたまま取り外されること
を特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】図2を参照せよ。図2は、本発明
によるPCIホットスワップバス100の機能ブロック図
である。PCIホットスワップバス100は、PICMG2.1R1.
0において略述された仕様に適合する。この論文は、PCI
Special Interest Group、又は、PICMGから入手で
きる。PCIホットスワップバス100は、バックプレー
ン102上に設置され得る。バックプレーン102は、
複数のアドオンカードスロット104と、2つのプロセ
ッサスロット105とを有し、これらは互いにPCIホッ
トスワップバス100を介して電気接続される。(モデ
ムのような)外部装置と通信するためのI/Oカード10
6、(ハードディスクのような)SCSI装置と通信するた
めのSCSIカード108、又は、他の装置とネットワーク
通信を確立するためのネットワークカード110のよう
な様々なタイプの電源を入れたまま交換可能なホットス
ワップアドオンカードが、アドオンカードスロット10
4に差込まれる。更に、2つのプロセッサカード120
がプロセッサスロット105に差込まれる。各アドオン
カード106、108、110、及び、プロセッサカー
ド120は、コネクタ130を使用して夫々のスロット
104及び105に差込まれ、このコネクタ130は、
PCIホットスワップバス100上のPCI信号線がカード上
の夫々の適切な信号線に接続されるようカード上にイン
ストールされる。
【0014】バックプレーン102上の全てのアドオン
カードは、電源切換回路112と、信号切換回路114
と、カードの機能的な要求を果たすためのPCI回路11
6とを有する。信号切換回路114は、コネクタ130
に電気接続される。各プロセッサカード120は、電源
切換回路122と、信号切換回路128と、PCI回路
126とを有する。信号切換回路128は、コネクタ1
30に電気接続される。これに加えて、各プロセッサカ
ード120は、プロセッサ118を有する。プロセッサ
カード120上のPCI回路126は、他のカード10
6、108、及び、110上のPCI回路の機能以外の
機能も有する。
【0015】電源制御回路150は、スロット104及
び105、従って、スロット104及び105のカード
に電力を供給するためにバックプレーン102に差込ま
れる。各カード上の電源切換回路112及び122は、
電力がカードに選択的に送られることを可能にする。カ
ードをオン又はオフにするために、この電源切換回路1
12及び122は、夫々手動で制御され得、又、カード
をオフにするためにPCIホットスワップバス100上の
他のカードによって遠隔制御されてもよい。特定的に
は、プロセッサカード120は、カードをオフにするた
めに他のカードの電源切換回路112及び122を制御
し得る。各カード上の電源切換回路112及び122
は、夫々に対応するコネクタ130を通じて電力を受
け、信号切換回路114及び128、PCI回路116及
び126、又、カードがプロセッサカード120である
場合にはプロセッサ118のようなカード上の全ての他
のコンポーネントに電力を送る。
【0016】各カード上の信号切換回路114及び12
8は、カードをPCIホットスワップ仕様に適合させる。
信号切換回路114及び128は、PCIホットスワップ
バス100上の他の装置の動作を中断すること無く、カ
ードを夫々のスロット104及び105に差込んでも良
く、又は、夫々のスロットから取り外されてもよいこと
を確実にする。追加的に、信号切換回路114及び12
8は、カードがPCIホットスワップバス100から取り
外される、又は、追加されることをPCIホットスワップ
バス100上の他の装置に対して通知するPCIホットス
ワップバス100プロトコルを実施する。各プロセッサ
カード120上のPCI回路126は、プロセッサ118
をPCIバス100とインタフェースするために機能す
る。
【0017】本発明の使用例として、各プロセッサカー
ド120はRAID制御回路200を制御するためにRAID制
御回路200に接続される。RAID制御回路200は、ハ
ードディスクドライブ202のアレイを制御する。RAID
制御回路200にコマンドを送ることで、プロセッサ1
20はハードディスクドライブ202に情報を読み書き
できる。従って、プロセッサカード120は、サーバの
バックプレーンに差込まれる。
【0018】更に、各プロセッサカード120は、通信
線140を介して他のプロセッサカード120に接続さ
れる。通信線140は、PCIホットスワップバス100
とは独立し、従って、プロセッサカード120は互いと
通信するためにPCIホットスワップバス100を使用す
る必要がない。この通信線140は、好ましくは標準ポ
ートを使用する全ての種類のものでもよい。通信線14
0は、例えば、ローカル・エリア・ネットワーク(LA
N)接続、(RS−232のような)シリアル接続、ユ
ニバーサル・シリアル・バス(USB)接続、又は、フ
ァイバ・チャネル接続を使用することを含む。プロセッ
サ118は、通信線140を通じて互いに常時通信し合
う。通信線140は、ケーブル(図示せず)を介して、
プロセッサスロット105対プロセッサスロット105
の方法、又は、プロセッサカード120対プロセッサカ
ード120の方法のいずれかの方法で実装されてもよ
い。
【0019】電力が、バックプレーン102に送られ、
スロット104及び105の全てのカードがオンライン
になるとき、本発明によるPCIホットスワップバス1
00では、一つのプロセッサカード120のみが実際に
その信号切換回路128を介してバス100に接続され
る。第2のプロセッサカード120は、PCIホットス
ワップバス100から信号切換回路が電気的に切断され
るように、信号切換回路128を設定する。その結果、
第1のプロセッサカード120がメインプロセッサとな
り、サーバのRAID制御回路200を制御する。第2のプ
ロセッサカード120は休止したままである。しかしな
がら、第1のプロセッサカード120は、通信線140
を介して第2のプロセッサカード120と通信したまま
であり、周期的に第2のプロセッサカード120に対し
てその状態がよいこと、つまり、第1のプロセッサカー
ド120の認識された状態がよいことを通知する。更
に、第1のプロセッサカード120の状態がよいこと
は、第2のプロセッサカード120によって活性的にモ
ニタされ得る。
【0020】第1のプロセッサカード120は、その動
作において故障を検知した場合、第2のプロセッサカー
ド120に直ぐに通知する。第2のプロセッサカード1
20は、その信号切換回路128に対してバス100に
接続するよう指示すると同時に、第1のプロセッサカー
ド120は、その信号切換回路128に対してバス10
0と切断するよう指示する。従って、第2のプロセッサ
カード120は、第1のプロセッサカード120の動作
を取って代わる。オペレータは、欠陥のある第1のプロ
セッサカード120を新しいプロセッサカード120と
スワップアウトし得る。この間、第2のプロセッサカー
ド120はRAID制御回路200を制御することができる
ため、動作は、中断されること無く、又、データを全く
失うこと無く第2のプロセッサカード120によってサ
ーバ上で続けられる。
【0021】選択的に、第2のプロセッサカード120
は、第1のプロセッサカード120が故障したと決定し
た場合に、第1のプロセッサカード120をバス100
から切断するために、第1のプロセッサカード120の
信号切換回路128を制御してもよい。上述したよう
に、第1のプロセッサカード120をバス100から切
断すると同時に、第2のプロセッサカード120は、サ
ーバの動作を取って代われるため第2のプロセッサカー
ド120の信号切換回路128をバス100に接続す
る。第2のプロセッサカード120は、第1のプロセッ
サカード120の電源切換回路122に第1のプロセッ
サカード120を完全にオフにすることだけを行わせ
る。これは、第1のプロセッサカード120が第2のプ
ロセッサカード120と通信できない程支障をきたす致
命的な故障を有するとき、オペレ−タからの指示の下で
起こり得る。実際、第1のプロセッサカード120から
第2のプロセッサカード120への通信線140上の沈
黙期間が延長された場合、第2のプロセッサカード12
0には致命的な故障であると解釈され得る。当然のこと
ながら、第1のプロセッサカード120も全く同じ方法
で第2のプロセッサカード120をモニタし制御し得
る。
【0022】
【発明の効果】信号切換回路128及び電源切換回路1
28を具備した2つのプロセッサカード120を使用
し、この2つのプロセッサカード120間で通信を維持
することで、本発明によるPCIホットスワップバス10
0は、この2つのプロセッサカードのうち一方を効果的
にホットスワップし得る。これは、計算装置の全ての停
止時間を効果的に回避し、従って、停止時間が耐えられ
ないシステムのために費用を節約し、費用のかかるデー
タの損失を防止する構成部品の冗長度を提供する。
【0023】従来技術とは異なって、本発明によるプロ
セッサカードは、PCIホットスワップ仕様に適合するた
めに信号切換回路及び電源切換回路を使用する。バス上
の同様のプロセッサカードと通信するために専用の通信
線を使用することで、いずれか一つのプロセッサカード
はバスを制御し得、もう一方はバスから切断され得る。
切断されたプロセッサカードは、バスからスワップアウ
トされ、新しいプロセッサカードと交換され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術のPCIホットスワップバスの機能ブロ
ック図である。
【図2】本発明によるPCIホットスワップバスの機能ブ
ロック図である。
【符号の説明】
10、100 PCIホットスワップバス 11、105 プロセッサカードスロット 12、104 アドオンカードスロット 13、130 コネクタ 14、106 I/Oカード 15、112、122 電源切換回路 16、110 ネットワークカード 17、114、128 信号切換回路 18、108 SCSIカード 19、27、116、126 PCI回路 20、120 プロセッサカード 25、118 プロセッサ 30、150 電源制御回路 40、200 RAID制御回路 42、202 ハードディスクドライブ 140 通信線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トゥン ホイ−グオ 台湾、タイペイ・シエン、シン−チョア ン・シティ、チュン−ホ・ストリート、ナ ンバー 69、4F Fターム(参考) 5B014 EA04 EB01 GE07 HC13

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホットスワップバスのプロセッサスロッ
    トに差込まれる上記ホットスワップバス用の電源を入れ
    たまま交換可能なホットスワッププロセッサカードであ
    って、上記ホットスワッププロセッサカードは、 上記プロセッサスロットに差込むためのコネクタと、 上記コネクタに電気接続され、上記プロセッサカードが
    ホットスワップされ得るように、上記プロセッサカード
    上の信号線を上記ホットスワップバスの信号線に接続す
    る信号切換回路と、 上記信号切換回路に電気接続されたプロセッサと、 上記プロセッサカードへの電源を制御する電源切換回路
    とを有し、 上記プロセッサは、上記コネクタを上記プロセッサスロ
    ットに差込むことで上記ホットスワップバスに電源を入
    れたまま取り付けられ、又、上記コネクタを上記プロセ
    ッサスロットから抜くことで上記ホットスワップバスか
    ら電源を入れたまま取り外されるホットスワッププロセ
    ッサカード。
  2. 【請求項2】 PCIバスアーキテクチャを使用する請
    求項1記載のホットスワッププロセッサカード。
  3. 【請求項3】 PCIバス上のより多くの装置とインタ
    フェースすることを可能にするPCI回路を更に有す
    る、請求項2記載のホットスワッププロセッサカード。
  4. 【請求項4】 電気装置のバックプレーンに差込まれる
    請求項1記載のホットスワッププロセッサカード。
  5. 【請求項5】 通信線を使用して第2のプロセッサカー
    ドと通信する第1のプロセッサカードである請求項1記
    載のホットスワッププロセッサカード。
  6. 【請求項6】 上記通信線は、ローカル・エリア・ネッ
    トワーク(LAN)ケーブル、シリアルケーブル、ユニ
    バーサル・シリアル・バス(USB)ケーブル、又は、
    ファイバ・チャネルケーブルである請求項5記載のホッ
    トスワッププロセッサカード。
  7. 【請求項7】 上記第2のプロセッサカードは、上記ホ
    ットスワップバスに差込まれる請求項5記載のホットス
    ワッププロセッサカード。
  8. 【請求項8】 上記第2のプロセッサカードは、上記第
    1のプロセッサカードを上記バスから電気切断するため
    に上記第1のプロセッサカードの上記信号切換回路を制
    御し得る請求項7記載のホットスワッププロセッサカー
    ド。
  9. 【請求項9】 上記第1のプロセッサカードの上記信号
    切換回路が上記第1のプロセッサカードを上記バスから
    電気切断した後、上記第1のプロセッサカードは、上記
    バスから電源を入れたまま取り外される請求項8記載の
    ホットスワッププロセッサカード。
  10. 【請求項10】 上記第2のプロセッサカードは、上記
    第1のプロセッサカードをオフにし、又、オンにするた
    めに上記第1のプロセッサカードの上記電源切換回路を
    制御し得る請求項7記載のホットスワッププロセッサカ
    ード。
  11. 【請求項11】 第1のプロセッサカード及び第2のプ
    ロセッサカードを有し、上記第1のプロセッサカードは
    ホットスワップバス上の第1のプロセッサスロットに差
    込まれ、上記第2のプロセッサカードは上記ホットスワ
    ップバス上の第2のプロセッサスロットに差込まれ、上
    記第1のプロセッサカード及び第2のプロセッサカード
    は、夫々、 上記第1のプロセッサスロット又は上記第2のプロセッ
    サスロットに差込むためのコネクタと、 上記コネクタに電気接続され、上記プロセッサカードが
    ホットスワップされ得るように、上記プロセッサカード
    上の信号線を上記ホットスワップバスの信号線に接続す
    る信号切換回路と、 上記信号切換回路に電気接続されたプロセッサと、 上記プロセッサカードへの電源を制御する電源切換回路
    と、 上記第1のプロセッサカード及び上記第2のプロセッサ
    カードが互いと通信することを許可する通信線とを有
    し、 上記プロセッサは、上記コネクタを上記プロセッサスロ
    ットに差込むことで上記ホットスワップバスに電源を入
    れたまま取り付けられ、又、上記コネクタを上記プロセ
    ッサスロットから抜くことで上記ホットスワップバスか
    ら電源を入れたまま取り外されるホットスワップバス。
  12. 【請求項12】 上記バスはPCIアーキテクチャを使
    用する請求項11記載のホットスワップバス。
  13. 【請求項13】 各プロセッサカードは、PCIバス上
    のより多くの装置とインタフェースすることを可能にす
    るPCI回路を更に有する請求項12記載のホットスワ
    ップバス。
  14. 【請求項14】 上記各プロセッサカードは電気装置の
    バックプレーンに差込まれる請求項11記載のホットス
    ワップバス。
  15. 【請求項15】 上記通信線は、ローカル・エリア・ネ
    ットワーク(LAN)ケーブル、シリアルケーブル、ユ
    ニバーサル・シリアル・バス(USB)ケーブル、又
    は、ファイバ・チャネルケーブルである請求項11記載
    のホットスワップバス。
  16. 【請求項16】 上記第2のプロセッサカードは、上記
    第1のプロセッサカードを上記バスから電気切断するた
    めに上記第1のプロセッサカードの上記信号切換回路を
    制御し得る請求項11記載のホットスワップバス。
  17. 【請求項17】 上記第1のプロセッサカードの上記信
    号切換回路が上記第1のプロセッサカードを上記バスか
    ら電気切断した後、上記第1のプロセッサカードは、上
    記バスから電源を入れたまま取り外される請求項16記
    載のホットスワップバス。
  18. 【請求項18】 上記第2のプロセッサカードは、上記
    第1のプロセッサカードをオフにし、又、オンにするた
    めに上記第1のプロセッサカードの上記電源切換回路を
    制御し得る請求項11記載のホットスワップバス。
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