RU226786U1 - Central module on the Baikal-T1 microprocessor for power distribution units - Google Patents
Central module on the Baikal-T1 microprocessor for power distribution units Download PDFInfo
- Publication number
- RU226786U1 RU226786U1 RU2023136122U RU2023136122U RU226786U1 RU 226786 U1 RU226786 U1 RU 226786U1 RU 2023136122 U RU2023136122 U RU 2023136122U RU 2023136122 U RU2023136122 U RU 2023136122U RU 226786 U1 RU226786 U1 RU 226786U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- baikal
- microprocessor
- module
- central module
- power
- Prior art date
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000008676 import Effects 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000013479 data entry Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к устройствам распределения питания, и может быть использована для управления блоками распределения питания (PDU, БРП), используемыми для организации надежного энергоснабжения серверов, в том числе в шкафах корпоративных и коммерческих центров обработки данных (ЦОД). Центральный модуль на базе микропроцессора Байкал-Т1 выполнен в виде многослойной печатной платы. На верхней стороне платы размещены: отечественный микропроцессор Байкал-Т1, оперативная память, микросхемы памяти Flash BIOS, программируемый микроконтроллер STM, содержащий супервизор питания, RTC часов реального времени, FRU конфигурацию МАК адреса, сторожевой таймер, многоуровневый формирователь напряжения, а также контроллер Ethernet и блоки питания. На нижней стороне платы размещены оперативная память, флеш-накопитель emmc и разъемы, позволяющие устанавливать центральный модуль в ответную часть материнской платы интеллектуального модуля БРП. Использование предложенного центрального модуля на микропроцессоре Байкал-Т1 для БРП позволяет осуществлять мониторинг потребляемой мощности и параметров окружающей среды, дистанционно включать ИТ-оборудование и отключать неиспользуемые разъемы, определять последовательность включения и отключения подключенного оборудования, предупреждать о слишком высоком или низком значении параметра до того, как произойдет критическое событие, использовать подключение большого количества БРП, осуществлять мониторинг параметров электросети на каждой фазе или на каждой выходной розетке БРП и управление розетками по отдельности. The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to power distribution devices, and can be used to control power distribution units (PDUs, PDUs) used to organize reliable power supply to servers, including in cabinets of corporate and commercial data processing centers (DPCs) . The central module based on the Baikal-T1 microprocessor is made in the form of a multilayer printed circuit board. On the top side of the board there are: the domestic Baikal-T1 microprocessor, RAM, Flash BIOS memory chips, a programmable STM microcontroller containing a power supervisor, an RTC real-time clock, FRU MAC address configuration, a watchdog timer, a multi-level voltage driver, as well as an Ethernet controller and Power supplies. On the bottom side of the board there is RAM, an emmc flash drive and connectors that allow the central module to be installed in the mating part of the motherboard of the intelligent PDU module. The use of the proposed central module on the Baikal-T1 microprocessor for PDU allows you to monitor power consumption and environmental parameters, remotely turn on IT equipment and disconnect unused connectors, determine the sequence of turning on and off connected equipment, and warn about too high or low parameter values before when a critical event occurs, use the connection of a large number of PSUs, monitor the power network parameters at each phase or at each PDU output socket and control the sockets individually.
Description
Полезная модель относится к области электротехники, а именно к устройствам распределения питания, и может быть использована для управления блоками распределения питания (PDU, БРП), используемыми для организации надёжного энергоснабжения серверов, в том числе в шкафах корпоративных и коммерческих центров обработки данных (ЦОД).The utility model relates to the field of electrical engineering, namely to power distribution devices, and can be used to control power distribution units (PDUs, PDUs) used to organize reliable power supply to servers, including in cabinets of corporate and commercial data processing centers (DPCs) .
Блок распределения питания - это электронный модуль, который обеспечивает электрическое питание сети электронных устройств. Для современных распределенных вычислительных сетей требуется интеллектуальный БРП, который не только обеспечивает питание всех подключенных устройств, но и отслеживает потребление тока и нагрузку на каждый узел, поэтому важным условием реализации востребованных на рынке функций таких устройств является центральный модуль для управления БРП.A power distribution unit is an electronic module that provides electrical power to a network of electronic devices. Today's distributed computing networks require an intelligent PSU that not only provides power to all connected devices, but also monitors the current consumption and load on each node, so a central module for managing the PDU is essential to realizing the marketable functions of such devices.
В настоящее время потребности российского рынка покрываются в основном за счет увеличения объемов ввоза интеллектуальных БРП зарубежного производства. Доля импорта в различных сегментах варьировалась от 70 до 85%.Currently, the needs of the Russian market are met mainly by increasing the volume of imports of intelligent PDUs of foreign production. The share of imports in different segments varied from 70 to 85%.
Из уровня техники известны технические решения в области интеллектуальных блоков распределения и мониторинга электропитания. На отечественном рынке доминируют зарубежные интеллектуальные БРП, преимущественно производителей из Китая.Technical solutions in the field of intelligent power distribution and monitoring units are known from the prior art. The domestic market is dominated by foreign smart PDUs, mainly from Chinese manufacturers.
Известен модуль центрального процессора, представляющий собой промышленный контроллер, содержащий печатную плату со встроенным накопителем информации и с размещенным на ней микропроцессором, осуществляющим сбор информации с входов и портов RS-232 и RS-485 и передачу по интерфейсу Ethernet, контроллер последовательных портов и контроллер сетевых интерфейсов, связанные с микропроцессором и с блоком колодок и разъемов, предназначенных для подключения сторонних устройств и коммутаторов, энергонезависимую память, часы реального времени с автономным источником питания, причем он снабжен программным обеспечением для преобразования данных цифрового информационного протокола нижнего уровня в данные информационного протокола верхнего уровня, размещенным на встроенном накопителе информации, содержащем операционную и исполнительную системы, имеет разъем для подключения съемных накопителей информации, связанным с микропроцессором, а также содержит дополнительно, по меньшей мере, по одному контроллеру последовательных портов и контроллеру сетевых интерфейсов, связанных с микропроцессором и с блоком колодок и разъемов (RU 109303). Недостатком является то, что он не предназначен для использования в БРП.A central processor module is known, which is an industrial controller containing a printed circuit board with a built-in information storage device and a microprocessor placed on it that collects information from the inputs and ports RS-232 and RS-485 and transmits it via the Ethernet interface, a serial port controller and a network controller interfaces connected to the microprocessor and to a block of blocks and connectors designed for connecting third-party devices and switches, non-volatile memory, real-time clock with an autonomous power supply, and it is equipped with software for converting lower-level digital information protocol data into upper-level information protocol data , located on the built-in information storage device containing the operating and executive systems, has a connector for connecting removable information storage devices associated with the microprocessor, and also contains additionally at least one serial port controller and a network interface controller associated with the microprocessor and the unit blocks and connectors (RU 109303). The disadvantage is that it is not intended for use in PDUs.
Известен модуль центрального процессора по патенту РФ № 209555 от 17.03.2022, который содержит многослойную печатную плату на первой (верхней) и второй (нижней) сторонах которой выполнены плоские проводники в виде участков металлизированного покрытия, размещенных на диэлектрическом основании и обеспечивающих соединение между собой и с центральным процессором несимметрично смонтированных на плате активных элементов электрической цепи, а также шины расширения, разъем тестирования и отладки при программировании и разъемы обмена данными между модулем центрального процессора и модулями ввода и/или вывода промышленного контроллера, причем на первой стороне платы размещены следующие активные элементы: первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы оперативной памяти, программируемая микросхема FPGA, микросхема интерфейсов нескольких низкоскоростных устройств, многоуровневый формирователь напряжения, трансформатор интерфейсов Ethernet, первый и второй преобразователи интерфейса LVDS, аудиоконтроллер, при этом на второй стороне платы размещены следующие активные элементы: центральный процессор, флеш-накопитель SSD, микросхемы памяти Flash BIOS, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы оперативной памяти RAM DDR3, два приемопередатчика интерфейса RS-422/485, два приемопередатчика интерфейса RS-232, контроллер/преобразователь интерфейса PCI, два контроллера Ethernet, три микросхемы памяти, защитный диод в цепях питания от переполюсовки, супервизор питания. Недостатком является то, что он не предназначен для использования в БРП.A central processor module is known according to RF patent No. 209555 dated March 17, 2022, which contains a multilayer printed circuit board on the first (upper) and second (lower) sides of which flat conductors are made in the form of sections of metallized coating placed on a dielectric base and providing connection between themselves and with a central processor asymmetrically mounted on the board of active elements of the electrical circuit, as well as expansion buses, a testing and debugging connector during programming and data exchange connectors between the central processor module and the input and/or output modules of the industrial controller, with the following active elements located on the first side of the board : the first, second, third, fourth and fifth elements of RAM, a programmable FPGA chip, an interface chip for several low-speed devices, a multi-level voltage driver, an Ethernet interface transformer, the first and second LVDS interface converters, an audio controller, while the following active ones are located on the second side of the board elements: central processor, SSD flash drive, Flash BIOS memory chips, sixth, seventh, eighth and ninth elements of RAM DDR3, two RS-422/485 interface transceivers, two RS-232 interface transceivers, PCI interface controller/converter, two Ethernet controllers, three memory chips, a protective diode in the power circuits against polarity reversal, a power supervisor. The disadvantage is that it is not intended for use in PDUs.
В международной заявке WO 2015095069 (A1) от 25.06.2015, представлен блок распределения мощности (PDU), в котором описано устройство обработки, представляющее собой вычислительное или обрабатывающее устройство, которое включает в себя один или несколько процессоров и память, и предназначено для приема данных и/или сообщений от и/или передачи данных и/или сообщений на устройство компьютерного оборудования по кабелю связи. Память хранит интерфейс датчика и алгоритм связи, которые выполняются процессорами. Интерфейс датчиков принимает информацию измерений от одного или нескольких датчиков, сконфигурированных в соответствующем модуле распределения мощности, обрабатывает информацию, а затем передает обработанную информацию в алгоритм связи, который передает информацию на удаленное компьютерное оборудование. Например, интерфейс датчика может принимать текущую информацию, указывающую состояние перегрузки на одной ветви модуля распределения мощности, и передавать эту информацию в алгоритм связи, чтобы уведомить удаленное компьютерное оборудование о том, что в системе питания существует неисправное состояние распределительного модуля.International application WO 2015095069 (A1) dated June 25, 2015, presents a power distribution unit (PDU), which describes a processing device, which is a computing or processing device that includes one or more processors and memory, and is designed to receive data and/or messages from and/or transmission of data and/or messages to a computer equipment device via a communication cable. The memory stores the sensor interface and communication algorithm, which are executed by the processors. The sensor interface receives measurement information from one or more sensors configured in the associated power distribution module, processes the information, and then passes the processed information to a communication algorithm that transmits the information to the remote computer equipment. For example, a sensor interface may receive current information indicating an overload condition on one leg of a power distribution module and transmit this information to a communication algorithm to notify remote computer equipment that a fault condition exists on the power distribution module.
Известен комплексный распределительный терминал электросети по патенту CN 214755740 от 16.11.2021, который содержит центральный процессор (ЦП), процессор цифровых сигналов (DSP), процессор программируемой вентильной матрицы (FPGA), модуль ввода температуры и влажности, модуль ввода аналоговых величин и модуль ввода значений переключения, модуль ввода температуры и влажности и модуль ввода значений переключения соответственно соединены с процессором DSP и процессором FPGA через последовательные шины, модуль ввода аналоговых величин соединен с процессором DSP и процессор FPGA, процессор ЦП соединен с памятью и модулем питания, которые соответственно используются для хранения данных и обеспечения электрической энергией, процессор ЦП также соединен с интерфейсом I2C, а интерфейс I2C соединен с процессором DSP и процессором FPGA. И множество интерфейсов связи подключаются после преобразования уровня. Согласно полезной модели процессор ЦП, процессор DSP и процессор FPGA объединены, так что объем вычислений процессора ЦП уменьшается, а эффективность обработки повышается.A complex power distribution terminal is known according to patent CN 214755740 dated November 16, 2021, which contains a central processing unit (CPU), a digital signal processor (DSP), a field programmable gate array (FPGA) processor, a temperature and humidity input module, an analog value input module and an input module switching values, the temperature and humidity input module and the switching value input module are respectively connected to the DSP processor and the FPGA processor through serial buses, the analog value input module is connected to the DSP processor and the FPGA processor, the CPU processor is connected to the memory and the power supply module, which are respectively used for data storage and electrical power supply, the CPU processor is also connected to the I2C interface, and the I2C interface is connected to the DSP processor and the FPGA processor. And many communication interfaces are connected after level conversion. According to the utility model, a CPU processor, a DSP processor, and an FPGA processor are combined so that the computation volume of the CPU processor is reduced and processing efficiency is improved.
Общим недостатком по заявке WO 2015095069 и патенту CN 214755740 является то, что в них не предусмотрено использование микросхем отечественного производства.A common disadvantage of application WO 2015095069 and patent CN 214755740 is that they do not provide for the use of domestically produced microcircuits.
В патенте РФ № 221216 от 25.10.2023 описан блок распределения питания с пофазным мониторингом групп розеток, где интеллектуальный модуль выполняет функцию обработки и сохранения показателей измерительных модулей, в данном случае - контроля фаз и содержит дисплей, материнскую плату, соединенную с платой процессорного модуля и дисплейной платой.RF patent No. 221216 dated October 25, 2023 describes a power distribution unit with phase-by-phase monitoring of groups of sockets, where the intelligent module performs the function of processing and storing indicators of measuring modules, in this case, phase monitoring and contains a display, a motherboard connected to the processor module board and display board.
Известно техническое решение по патенту РФ № 220972 от 11.10.2023, в котором описан блок распределения питания с мониторингом каждой розетки, содержащий интеллектуальный модуль с процессором, который обрабатывает сигналы, полученные от датчиков БРП, и сохраняет данные в энергонезависимую память. При возникновении критической ситуации, например, резком повышении температуры рядом с рабочей машиной клиента, процессор передает сигнализирующий сигнал данного события на дисплей по протоколу SPI и на сигнальный светодиод интеллектуального модуля, с возможностью использования многовариантности доступа посредством Веб-интерфейс, Telnet, Modbus, SSH, SMTP, SNMP (v1 / v2c / v3), RADIUS, MQTT, HTTP/HTTPS, SYSLOG, а также сохраняет данный сигнал в журнал критических ситуаций энергонезависимой памяти.A technical solution is known according to RF patent No. 220972 dated October 11, 2023, which describes a power distribution unit with monitoring of each outlet, containing an intelligent module with a processor that processes signals received from PDU sensors and stores the data in non-volatile memory. If a critical situation occurs, for example, a sharp increase in temperature near the client’s working machine, the processor transmits a signaling signal of this event to the display via the SPI protocol and to the signal LED of the intelligent module, with the ability to use multiple access options via the Web interface, Telnet, Modbus, SSH, SMTP, SNMP (v1 / v2c / v3), RADIUS, MQTT, HTTP/HTTPS, SYSLOG, and also saves this signal to the log of critical situations in non-volatile memory.
Недостатком указанных полезных моделей является то, что не указано, какой именно процессор использован в интеллектуальном модуле БРП. The disadvantage of these utility models is that it is not indicated which processor is used in the intelligent PDU module.
Поставленная задача заключается в решении проблемы импортозамещения, а именно в разработке компактного центрального модуля на отечественном микропроцессоре Байкал-Т1 для управления блоком распределения питания.The task set is to solve the problem of import substitution, namely to develop a compact central module on the domestic Baikal-T1 microprocessor to control the power distribution unit.
Техническим результатом полезной модели является компактный центральный модуль на микропроцессоре Байкал-Т1 с функциональной возможностью его использования для управления блоком распределения питания шириной не более 56 мм, включающим розеточные модули, модуль контроля фаз и интеллектуальный модуль, в котором кроме заявленного центрального модуля размещены дисплей и материнская плата. The technical result of the utility model is a compact central module on the Baikal-T1 microprocessor with the functionality of using it to control a power distribution unit no more than 56 mm wide, including socket modules, a phase control module and an intelligent module, which, in addition to the declared central module, houses a display and a motherboard pay.
Указанный технический результат достигается разработанным центральным модулем на базе микропроцессора Байкал-Т1 для БРП, который выполнен в виде многослойной печатной платы. При этом на верхней стороне платы размещены: отечественный микропроцессор Байкал-Т1, оперативная память, микросхемы памяти Flash BIOS, программируемый микроконтроллер STM, содержащий супервизор питания, RTC часов реального времени, FRU конфигурацию МАК адреса, сторожевой таймер, многоуровневый формирователь напряжения, а также контроллер Ethernet и блоки питания, а на нижней стороне платы размещены оперативная память, флеш-накопитель emmc и разъемы, позволяющие устанавливать центральный модуль в ответную часть материнской платы интеллектуального модуля БРП. На верхнем, нижнем, а также внутренних слоях платы размещены плоские проводники в виде участков металлизированного покрытия, размещенные на диэлектрическом основании и обеспечивающие соединение между собой и с активными элементами электрической цепи, смонтированными на плате центрального модуля, а также с шинами расширения, разъемом тестирования и отладки при программировании и разъемами обмена данными между центральным модулем, содержащим микропроцессор Байкал-Т1 и модулями контроля фаз, розеточными модулями БРП, а также с внешними устройствами по каналам последовательной передачи данных Ethernet. The specified technical result is achieved by a developed central module based on the Baikal-T1 microprocessor for the PDU, which is made in the form of a multilayer printed circuit board. At the same time, on the upper side of the board there are: a domestic microprocessor Baikal-T1, RAM, Flash BIOS memory chips, a programmable STM microcontroller containing a power supervisor, an RTC real-time clock, an FRU MAC address configuration, a watchdog timer, a multi-level voltage driver, and a controller Ethernet and power supplies, and on the bottom side of the board there is RAM, an emmc flash drive and connectors that allow the central module to be installed in the mating part of the motherboard of the intelligent PDU module. On the top, bottom, and internal layers of the board there are flat conductors in the form of sections of metallized coating, placed on a dielectric base and providing connection with each other and with the active elements of the electrical circuit mounted on the board of the central module, as well as with expansion buses, a test connector and debugging during programming and data exchange connectors between the central module containing the Baikal-T1 microprocessor and phase control modules, PDU socket modules, as well as with external devices via Ethernet serial data transmission channels.
Отечественный микропроцессор Байкал-Т1 относится к типу система-на-кристалле. Микропроцессор (МП) содержит два ядра MIPS32r5 P5600 Warrior. (Роман Ставцев, Процессор Байкал-Т1. Программное и аппаратное окружение, OSSDEVCONF-2018).The domestic microprocessor Baikal-T1 belongs to the system-on-chip type. The microprocessor (MP) contains two MIPS32r5 P5600 Warrior cores. (Roman Stavtsev, Baikal-T1 Processor. Software and hardware environment, OSSDEVCONF-2018).
Тактовая частота ядра в МП составляет 1,2 ГГц. Основные параметры ядра: The core clock frequency in the MP is 1.2 GHz. Basic kernel parameters:
Адресное пространство расширено до 4 Тбайт (40–бит адрес);Address space expanded to 4 TB (40-bit address);
16-ступенчатый конвейер с выборкой 4 команд за 1 цикл;16-stage conveyor with fetching 4 commands per 1 cycle;
Арифметический сопроцессор с блоком SIMD для операции с 32 128-бит регистрами; Arithmetic coprocessor with SIMD unit for operation with 32 128-bit registers;
Размерности векторов в регистрах: 816 бит, или 168 бит, или 4 32 бит, или 2 64 бит;Dimensions of vectors in registers: 816 bits, or 168 bits, or 4 32 bits, or 2 64 bits;
Операции с 8–, 16– и 32–бит целыми числами;Operations with 8-, 16- and 32-bit integers;
Операции с 16–, 32– и 64–бит с числами с плавающей запятой, стандарт IEEE–754;16-, 32-, and 64-bit floating point operations, IEEE-754 standard;
Тактируется частотой ядра;Clocked at core frequency;
Выполнение за один цикл 4 команд с целыми числами и 2 операций SIMD;Executes 4 integer instructions and 2 SIMD operations in one cycle;
64-бит кэш команд;64-bit instruction cache;
64-бит кэш данных;64-bit data cache;
Прогнозирование ветвлений;Branch prediction;
Поддерживается технология аппаратной виртуализации; Hardware virtualization technology is supported;
Обеспечивает уровни привилегии для гостевой и корневой ОС;Provides privilege levels for guest and root OS;
Поддерживает до 15 гостевых ОС;Supports up to 15 guest OS;
Поддержка буфера ассоциативной трансляции TLB и контекста сопроцессора COP0 для гостевой и корневой ОС. Полная изоляция ОС друг от друга;Support for TLB associative translation buffer and COP0 coprocessor context for guest and root OS. Complete isolation of OS from each other;
Программируемый блок управления памятью; Programmable memory control unit;
Буфер TLB 1 уровня, 16 записей команд ввода 32 записей данных;Level 1 TLB, 16 input command entries, 32 data entries;
Буфер TLB 2 уровня, одновременный доступ, фиксированные и переменные размеры страниц;Level 2 TLB buffer, concurrent access, fixed and variable page sizes;
Буфер VTLB, 5122 записей.Buffer VTLB, 5122 entries.
МП производится по 28–нм технологии на тайваньской фабрике TSMC. Рабочий диапазон температуры МП подтверждён испытаниями в пределах 0–70°С, по расчётным данным диапазон рабочих температур может достигать –45…70°С. МП выпускается в 578–выводном BGA корпусе размером 2525 мм. Энергопотребление не превышает 5 Вт. В каждом процессорном ядре МП содержит 64 Кбайт кэш данных и 64 Кбайт кэш команд. На кластер из двух ядер приходится 8-канальный ассоциативный кэш L2 ёмкостью 1 Мбайт. Микропроцессор снабжён универсальным контроллером памяти SDRAM. Основные параметры контроллера: The MP is produced using 28nm technology at the Taiwanese TSMC factory. The operating temperature range of the MP has been confirmed by tests within the range of 0–70°С; according to calculated data, the operating temperature range can reach –45…70°С. The MP is available in a 578-pin BGA package measuring 2525 mm. Power consumption does not exceed 5 W. Each processor core contains a 64 KB data cache and a 64 KB instruction cache. A cluster of two cores has an 8-channel associative L2 cache with a capacity of 1 MB. The microprocessor is equipped with a universal SDRAM memory controller. Main parameters of the controller:
Соответствует спецификации JEDEC DDR3 SDRAM Specifications JESD79–3E;Complies with JEDEC DDR3 SDRAM Specifications JESD79–3E;
DDR3–1600, рабочая частота памяти составляет 800 МГц;DDR3–1600, memory operating frequency is 800 MHz;
Поддерживает объём памяти SDRAM до 8 Гбайт;Supports SDRAM memory up to 8 GB;
Внешняя шина шириной 32 бита с 8-битным кодом исправления ошибок;32-bit wide external bus with 8-bit error correction code;
Поддерживаются микросхемы SDRAM с шириной шины данных 8 бит и 16 бит;SDRAM chips with data bus widths of 8 bits and 16 bits are supported;
Поддерживаются два ранга памяти.Two memory ranks are supported.
Интерфейсы МП разделяются на низкоскоростные и высокоскоростные. MP interfaces are divided into low-speed and high-speed.
Низкоскоростные интерфейсы: Low speed interfaces:
32–бит порт GPIO;32-bit GPIO port;
3–бит порт GPIO;3-bit GPIO port;
2 порта UART;2 UART ports;
3 порта SPI;3 SPI ports;
2 порта I2C;2 I2C ports;
Высокоскоростные интерфейсы: High speed interfaces:
10Gb Ethernet;10Gb Ethernet;
2 GMAC RGMII;2 GMAC RGMII;
PCIe Gen3. x4;PCIe Gen3. x4;
2 SATA 6G;2 SATA 6G;
1 USB 2.0 host.1 USB 2.0 host.
Использование центрального модуля на микропроцессоре Байкал-Т1 позволяет достичь следующих возможностей для БРП:Using the central module on the Baikal-T1 microprocessor allows you to achieve the following capabilities for the PDU:
реализация мониторинга потребляемой мощности и параметров окружающей среды,implementation of monitoring of power consumption and environmental parameters,
возможность дистанционно включать ИТ-оборудование и отключать неиспользуемые разъемы,the ability to remotely turn on IT equipment and disconnect unused connectors,
возможность определять последовательность включения и отключения подключенного оборудования, что дает осуществить правильный порядок включения и продлить время работы критически важного оборудования за счет поэтапного отключения,the ability to determine the sequence of switching on and off of connected equipment, which makes it possible to implement the correct switching order and extend the operating time of critical equipment due to phased shutdown,
наличие портов RJ45 для подключения сети, датчиков дискретных и аналоговых для контроля состояния внешней среды без использования блока расширения и автоматов защиты, снабженных возможностью посредством пользовательских установок предупреждать о слишком высоком или низком значении параметра до того, как произойдет критическое событие, the presence of RJ45 ports for connecting a network, discrete and analog sensors for monitoring the state of the external environment without the use of an expansion unit and circuit breakers equipped with the ability, through user settings, to warn about a parameter value that is too high or low before a critical event occurs,
наличие портов интерфейса rs-485, которые можно использовать, как шлейфовое подключение большого количества БРП, the presence of rs-485 interface ports, which can be used as a daisy chain connection of a large number of PDUs,
мониторинг параметров электросети на каждой фазе или на каждой выходной розетке БРП, управление розетками по отдельности.monitoring of power network parameters at each phase or at each PDU output socket, controlling sockets individually.
Заявленная полезная модель охарактеризована на следующих чертежах.The claimed utility model is described in the following drawings.
На Фиг. 1 показано расположение элементов центрального модуля на верхней стороне платы. In FIG. Figure 1 shows the arrangement of the elements of the central module on the top side of the board.
На Фиг. 2 показано расположение элементов центрального модуля на нижней стороне платы. In FIG. Figure 2 shows the location of the elements of the central module on the bottom side of the board.
На Фиг. 3 - функциональная схема центрального модуля на микропроцессоре Байкал-Т1.In FIG. 3 - functional diagram of the central module on the Baikal-T1 microprocessor.
На Фиг. 4 представлен внешний вид верхней стороны платы центрального модуля (а); внешний вид нижней стороны платы центрального модуля (б).In FIG. Figure 4 shows the appearance of the upper side of the central module board (a); appearance of the bottom side of the central module board (b).
Заявленный центральный модуль (Фиг. 1 и Фиг. 2) содержит следующие активные элементы: микропроцессор 1 Байкал-Т1, оперативная память 2, программируемый микроконтроллер 3 STM, многоуровневый формирователь напряжения 4, флеш-накопитель emmc 5, микросхемы памяти 6 Flash BIOS, контроллер 7 Ethernet, разъемы 8, позволяющие устанавливать центральный модуль в ответную часть материнской платы интеллектуального модуля БРП, супервизор питания 9, блоки питания 10, преобразующие питание 12 В в 0,95 В, 1,5 В, 3,3 В, 5 В.The claimed central module (Fig. 1 and Fig. 2) contains the following active elements: microprocessor 1 Baikal-T1, RAM 2, programmable microcontroller 3 STM, multi-level voltage driver 4, flash drive emmc 5, memory chips 6 Flash BIOS, controller 7 Ethernet, 8 connectors that allow you to install the central module in the mating part of the motherboard of the intelligent PDU module, 9 power supervisor, 10 power supplies that convert 12 V power to 0.95 V, 1.5 V, 3.3 V, 5 V.
Кроме того, центральный модуль выполнен со встроенными часами реального времени и графическим сопроцессором, а также снабжен радиатором из алюминиевого сплава под естественную конвекцию, отводящим тепло на металлический корпус БРП под естественную конвекцию. Радиатор выполнен и закреплен через пластиковый адаптер и не требует активного охлаждения (на Фиг. не показан).In addition, the central module is made with a built-in real-time clock and a graphics coprocessor, and is also equipped with an aluminum alloy radiator under natural convection, which removes heat to the metal body of the PDU under natural convection. The radiator is made and secured through a plastic adapter and does not require active cooling (not shown in Fig.).
Центральный модуль на микропроцессоре Байкал-Т1 работает следующим образом.The central module on the Baikal-T1 microprocessor works as follows.
При штатной эксплуатации центральный модуль принимает сигналы, содержащие данные и инструкции, например, опрос интерфейсов, запрос данных из памяти, выполнение вычислений над данными, и выдаёт сигналы с обработанными данными через соответствующую шину. During normal operation, the central module receives signals containing data and instructions, for example, polling interfaces, requesting data from memory, performing calculations on data, and issues signals with processed data via the corresponding bus.
В общем случае, выполнение программы «Встроенное программное обеспечение устройств блоков распределения питания» состоит в считывании данных из модулей ввода-вывода данных от розеточных модулей и модуля контроля фаз, подключенных к центральному модулю по шине ULPI, данных с цифровых датчиков температуры и влажности по шине I2C, данных дисплея по шине SPI и/или с внешних устройств по каналам последовательной передачи данных Ethernet и последующей обработки данных по алгоритму, заданному программой и выдачи результирующих управляющих данных в указанные выше модули ввода-вывода данных и на внешние контролируемые и управляемые устройства по интерфейсам передачи данных.In general, the execution of the program “Built-in software of power distribution units” consists of reading data from input-output modules, data from socket modules and a phase control module connected to the central module via the ULPI bus, data from digital temperature and humidity sensors via the bus I2C, display data via the SPI bus and/or from external devices via Ethernet serial data transmission channels and subsequent data processing according to the algorithm specified by the program and issuing the resulting control data to the above data input/output modules and to external monitored and managed devices via interfaces data transmission.
Особенностью центрального модуля является уникальный набор компонентов внутри модуля и компактное решение на базе отечественного микропроцессора Байкал-Т1, микроконтроллера STM, и обвязки преобразователей интерфейсов и поддержания питания, что позволяет использовать его в БРП шириной не более 56 мм. Все интерфейсы выведены на два порта.A special feature of the central module is a unique set of components inside the module and a compact solution based on the domestic Baikal-T1 microprocessor, STM microcontroller, and piping interface converters and power support, which allows it to be used in PDUs with a width of no more than 56 mm. All interfaces are routed to two ports.
Детальный алгоритм работы центрального модуля определяется установленным встроенным программным обеспечением устройств блоков распределения питания (ПО). The detailed operation algorithm of the central module is determined by the installed firmware of the power distribution unit devices (SW).
При необходимости загрузки ПО используется внешний порт USB и осуществляется подключение внешних USB-устройств.If it is necessary to download software, an external USB port is used and external USB devices are connected.
Для повышения надежности работы модуля при длительной необслуживаемой эксплуатации служит сторожевой таймер, формирующий аппаратную перезагрузку процессора по питанию и его перезагрузку в случае “зависания” ПО.To increase the reliability of the module during long-term unattended operation, a watchdog timer is used, which forms a hardware reboot of the processor due to power supply and its reboot in the event of a software freeze.
Данные, полученные микропроцессором Байкал-Т1, могут передаваться непосредственно в соответствующие средства ввода-вывода, а также восприниматься как задание или команды для исполнения микропроцессором Байкал-Т1, в соответствии с программой, загруженной в оперативное запоминающее устройство ОЗУ DDR3 1600 (поз. 2 на фиг.1 и 2). Data received by the Baikal-T1 microprocessor can be transmitted directly to the corresponding input-output means, and can also be perceived as a task or commands for execution by the Baikal-T1 microprocessor, in accordance with the program loaded into the DDR3 1600 RAM memory device (item 2 on figures 1 and 2).
При функционировании изделия, его аппаратура выполняет, в частности, следующее. When the product operates, its equipment does, in particular, the following.
Микропроцессор Байкал-Т1, обозначенный на фиг.3 как «BE-T1000» – отечественная система на кристалле на базе архитектуры MIPS Warrior P-class P5600 с богатым набором высокоскоростных интерфейсов, предназначен для широкого диапазона целевых устройств потребительского и B2B сегментов.The Baikal-T1 microprocessor, designated in Fig. 3 as “BE-T1000”, is a domestic system-on-chip based on the MIPS Warrior P-class P5600 architecture with a rich set of high-speed interfaces, designed for a wide range of target devices in the consumer and B2B segments.
«USB TRANSCEIVER USB3315» предназначен для конвертирования интерфейса ULPI в USB."USB TRANSCEIVER USB3315" is designed to convert ULPI interface to USB.
«USB HUB+MMC4.2 USB2642» является устройством, которое расширяет количество портов USB в устройстве. Необходим для расширения возможностей USB-устройств и устройств с подключаемой памятью, позволяя одновременно подключать несколько устройств, например, память, флешки для прошивки, RS485."USB HUB+MMC4.2 USB2642" is a device that expands the number of USB ports in the device. Necessary for expanding the capabilities of USB devices and devices with plug-in memory, allowing you to simultaneously connect several devices, for example, memory, flash drives for firmware, RS485.
«EMMC» (Embedded MultiMedia Card) с емкостью 8GB необходим, чтобы хранить большое количество данных, или программное обеспечение. EMMC с 8GB может предоставить вам высокую емкость и высокую скорость передачи данных для решения ваших конкретных задач. Подключается к USB HUB+MMC4.2 USB2642.An "EMMC" (Embedded MultiMedia Card) with a capacity of 8GB is required to store large amounts of data or software. EMMC with 8GB can provide you with high capacity and high data transfer speed to meet your specific needs. Connects to USB HUB+MMC4.2 USB2642.
«DDR3 -1600» RAM с частотой 1600 МГц и объемом 2 ГБ обеспечивает высокую скорость работы и достаточную производительность для выполнения задач по работе устройства, подключается непосредственно к процессору «BE-T1000».“DDR3 -1600” RAM with a frequency of 1600 MHz and a capacity of 2 GB provides high speed and sufficient performance to perform device operation tasks, and is connected directly to the “BE-T1000” processor.
«GBE0_RTL8211F» микроконтроллер Ethernet. Этот контроллер позволяет установить высокоскоростную сеть Ethernet (1000 Мбит/с) и связать устройство с локальной сетью или интернетом. В своей конкретной реализации, RTL8211F является сетевым контроллером, который использует протокол Gigabit Ethernet (Gigabit Ethernet), который предоставляет высокую скорость передачи данных и поддерживает большинство современных сетевых протоколов."GBE0_RTL8211F" Ethernet microcontroller. This controller allows you to install a high-speed Ethernet network (1000 Mbit/s) and connect the device to a local network or the Internet. In its specific implementation, the RTL8211F is a network controller that uses the Gigabit Ethernet (Gigabit Ethernet) protocol, which provides high data transfer rates and supports most modern network protocols.
«DEBUG» интерфейсы, выведенные в порт для первоначального программирования процессорного модуля..“DEBUG” interfaces output to the port for initial programming of the processor module..
«USB 2.0A» Интерфейс выведен с USB HUB для подключения накопителя с образом прошивки устройства. Необходим для первоначальной прошивки устройства.“USB 2.0A” The interface is connected to the USB HUB for connecting a drive with the device’s firmware image. Required for the initial firmware of the device.
«EC» - микроконтроллер STM, содержащий супервизор питания, RTC часов реального времени, FRU конфигурацию МАК адреса, сторожевой таймер для перезагрузки устройства в случае зависания.“EC” is an STM microcontroller containing a power supervisor, RTC real-time clock, FRU MAC address configuration, and a watchdog timer to reboot the device in case of a hang.
«Power» - набор блоков питания, которыми управляет супервизор «EC».“Power” is a set of power supplies controlled by the “EC” supervisor.
А также остальной набор сигналов, выведенный в порты. «USB Signal pins» - необходим для вывода интерфейсов RS485. «UART pins» - интерфейс для взаимодействия с другими модулями внутри БРП. «SPI_LCD» - интерфейс для работы TFT дисплея. «Digital input pins» - порты для передачи данных состояния двери: открыта/закрыта; датчика задымления и светозвуковой сигнализации от дискретных датчиков. «Analog input pins» - порты для передачи данных о затоплении пола от аналоговых датчиков. «I2C» - интерфейс для работы цифровых датчиков температуры и влажности. «Digital output pins» - порты для передачи данных дискретного вывода 12В Alarm. «Buzzer pin» - порты необходимые для передачи сигналов звукового оповещателя. «Tact switch pins» - порты необходимые для передачи сигналов кнопок управления. «Tact switch pin» - порт необходимый для передачи сигнала кнопки перезагрузки.As well as the rest of the set of signals output to the ports. “USB Signal pins” - required for outputting RS485 interfaces. “UART pins” - an interface for interaction with other modules inside the PDU. "SPI_LCD" - interface for TFT display operation. “Digital input pins” - ports for transmitting door status data: open/closed; smoke sensor and light and sound alarm from discrete sensors. “Analog input pins” - ports for transmitting data about floor flooding from analog sensors. “I2C” is an interface for the operation of digital temperature and humidity sensors. “Digital output pins” - ports for data transmission of discrete 12V Alarm output. “Buzzer pin” - ports necessary for transmitting sounder signals. “Tact switch pins” - ports necessary for transmitting control button signals. “Tact switch pin” - the port required to transmit the reset button signal.
Использование предложенного центрального модуля на микропроцессоре Байкал-Т1 для БРП позволяет осуществлять мониторинг потребляемой мощности и параметров окружающей среды, дистанционно включать ИТ-оборудование и отключать неиспользуемые разъемы, определять последовательность включения и отключения подключенного оборудования, предупреждать о слишком высоком или низком значении параметра до того, как произойдет критическое событие, использовать подключение большого количества БРП, осуществлять мониторинг параметров электросети на каждой фазе или на каждой выходной розетке БРП и управление розетками по отдельности. Следовательно, технический результат достигнут.The use of the proposed central module on the Baikal-T1 microprocessor for PDU allows you to monitor power consumption and environmental parameters, remotely turn on IT equipment and disconnect unused connectors, determine the sequence of turning on and off connected equipment, and warn about too high or low parameter values before when a critical event occurs, use the connection of a large number of PSUs, monitor the power network parameters at each phase or at each PDU output socket and control the sockets individually. Consequently, the technical result has been achieved.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU226786U1 true RU226786U1 (en) | 2024-06-21 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU109303U1 (en) * | 2011-05-05 | 2011-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Каскад-ТехноСервис" | INDUSTRIAL CONTROLLER |
WO2015095069A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Vce Company, Llc | Scalable input and output rack power distribution unit |
RU192189U1 (en) * | 2018-08-20 | 2019-09-06 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Universal microprocessor controller |
CN214755740U (en) * | 2021-06-22 | 2021-11-16 | 南京智盟电力有限公司 | Power grid comprehensive power distribution terminal |
RU209555U1 (en) * | 2021-10-25 | 2022-03-17 | Акционерное общество «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «АТРОНИК» (АО «НПК «АТРОНИК») | CPU MODULE |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU109303U1 (en) * | 2011-05-05 | 2011-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Каскад-ТехноСервис" | INDUSTRIAL CONTROLLER |
WO2015095069A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Vce Company, Llc | Scalable input and output rack power distribution unit |
RU192189U1 (en) * | 2018-08-20 | 2019-09-06 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Universal microprocessor controller |
CN214755740U (en) * | 2021-06-22 | 2021-11-16 | 南京智盟电力有限公司 | Power grid comprehensive power distribution terminal |
RU209555U1 (en) * | 2021-10-25 | 2022-03-17 | Акционерное общество «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «АТРОНИК» (АО «НПК «АТРОНИК») | CPU MODULE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8489905B2 (en) | Method and system for building a low power computer system | |
TWI507867B (en) | Single microcontroller based management of multiple compute nodes | |
US10331593B2 (en) | System and method for arbitration and recovery of SPD interfaces in an information handling system | |
US7747881B2 (en) | System and method for limiting processor performance | |
US20140337496A1 (en) | Embedded Management Controller for High-Density Servers | |
CN109032989A (en) | A kind of server master board framework based on Shen prestige processor and bridge piece | |
WO2022057464A1 (en) | Flexibly configured multi-computing-node server mainboard structure and program | |
US20140317267A1 (en) | High-Density Server Management Controller | |
WO2014004737A1 (en) | Low power low frequency squelch break protocol | |
CN102880235B (en) | Single-board computer based on loongson 2F central processing unit (CPU) as well as reset management and using method of single-board computer | |
RU226786U1 (en) | Central module on the Baikal-T1 microprocessor for power distribution units | |
CN207516990U (en) | A kind of ATCA cabinets control circuit | |
CN210924375U (en) | Domestic case control integrated circuit board | |
CN108052436A (en) | Method, apparatus, equipment and the storage medium of management and control are carried out to FPGA boards | |
CN113849355B (en) | I2C rate self-adaptive adjustment method, system, terminal and storage medium | |
Shin et al. | Soft core firmware-based board management module for high performance blockchain/fintech servers | |
CN213545262U (en) | Processor computing module based on Shenwei 121 | |
CN212569751U (en) | Remote debugging platform based on Feiteng 2000+ server | |
US10409940B1 (en) | System and method to proxy networking statistics for FPGA cards | |
CN112131157A (en) | Method for realizing IPMI function by using USB interface, USB interface and server | |
CN201657337U (en) | Wireless protocol conversion coordinator | |
CN111290988A (en) | BMC daughter card module based on domestic MCU | |
CN215682310U (en) | Network security mainboard | |
CN216357502U (en) | Nationwide VPX 3U-structured computing mainboard | |
CN215264784U (en) | Remote debugging system based on Feiteng S2500 server |