TWI784447B - 主機板與背板之間的通訊系統及其適用的服務器 - Google Patents

Abstract

本發明提供主機板與背板的通訊系統及其適用的伺服器。其中，主機板與背板的通訊系統包括：所述主機板與各所述背板之間通過匯流排連接，各所述背板分別設有自己的預設位址資訊，所述主機板每次在訪問一目標背板時，根據所述目標背板的預設位址資訊，通過所述匯流排對所述目標背板進行訪問。本發明的主機板與背板的通訊系統有助於節省硬體設計的佈局空間，使硬體設計的佈局更方便，佈局品質更高。

Description

主機板與背板之間的通訊系統及其適用的服務器

本發明涉及硬體設計技術領域，特別是涉及主機板與背板之間的通訊系統及其適用的伺服器。

I2C介面通信由於其佔用pin腳少、簡單實用等特點，為很多半導體廠商所採用，用作積體電路的管理、通訊或程式設計介面。目前，很多公司的伺服器系統幾乎80%以上的管理介面都是採用I2C通訊。

在很多不同種類的電腦中，多塊硬碟背板位址相同會佔用較多的I2C介面。因主控制器的I2C介面有限，所以會不可避免地使用I2C_Switch多工器，如PCA9548（一路分八路的I2C_Switch多工器）、PCA9546（一路分四路的I2C_Switch多工器和I2C中繼器）。然而，I2C_Switch多工器的使用無疑會佔用PCB板的一部分面積，佈局也會變多，電路成本也會相應變高。

鑒於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供主機板與背板的通訊系統及其適用的伺服器，用於解決現有技術中的以上不足。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種主機板與背板的通訊系統，包括：所述主機板與各所述背板之間通過匯流排連接；各所述背板分別設有自己的預設位址資訊；所述主機板每次在訪問一目標背板時，根據所述目標背板的預設位址資訊，通過所述匯流排對所述目標背板進行訪問。

於本發明一實施例中，所述主機板儲存有各所述背板的身份標識資訊與各所述背板的預設位址資訊的一一對應關係；所述主機板在訪問一目標背板時，根據所述目標背板的身份標識資訊查找對應的預設位址資訊，以根據所述預設位址資訊進行訪問。

於本發明一實施例中，各所述背板的身份標識資訊由各所述背板所連接的電纜的短接和懸空的組合狀態而確定。

於本發明一實施例中，所述主機板每次僅訪問一塊所述目標背板，在訪問結束後再訪問另一目標背板。

於本發明一實施例中，所述主機板與各所述背板之間通過匯流排連接的實現方式包括：所述主機板的訊號連接器通過匯流排分別與各所述背板的訊號連接器連接。

於本發明一實施例中，各所述背板分別包括：輸入輸出擴展器，用於儲存所述背板的預設位址資訊。

於本發明一實施例中，各所述背板還分別包括：隔離開關，分別連接所述背板的訊號連接器、所述背板的輸入輸出擴展器，以及各從設備；其中，所述主機板在訪問一所述目標背板時，將所述目標背板的預設位址資訊發送至所述目標背板；所述目標背板的隔離開關將來自所述主機板的預設位址資訊與所述目標背板的輸入輸出擴展器儲存的預設位址資訊進行比對，並在比對結果為一致時打開開關，從而讓所述主機板能成功訪問所述目標背板。

於本發明一實施例中，若所述隔離開關的比對結果為不一致，則保持開關的關閉狀態，從而禁止所述主機板訪問所述目標背板。

於本發明一實施例中，所述主機板在成功接收各所述從設備的資料後，令所述目標背板的輸入輸出擴展器關閉所述隔離開關。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種伺服器，包括所述的主機板與背板之間的通訊系統。

如上所述，本發明的主機板與背板的通訊系統及其適用的伺服器，具有以下有益效果：

1)  讓連接數量的選擇變得更加靈活： 通用的I2C_Switch多工器一般是一路分四路或一路分八路，其它規格比如一路分二路、五路、七路等就沒有，若實際連接的背板數量與四、八不相等時，會出現I2C_Switch多工器沒有被充分利用，或需要多個I2C_Switch多工器的情況，從而造成資源浪費。如果採用本發明的技術方案，則可以根據實際連接背板的數量需求，實現一路I2C連接八個及以下任意個數的硬碟背板，從而讓連接數量的選擇靈活性更高。

2)  讓硬體設計變得更加通用： 傳統的伺服器上硬碟背板多，往往會採用PCA9548等I2C_Switch多工器，若硬體背板的數量不多，則會直接佔用幾個主機板的I2C介面，如此造成很多項目在硬體設計上不統一，軟體訪問模式也不統一，主機板通用性受影響。如果採用本發明的技術方案，主機板就佔用一路I2C介面，背板端的設計也是一致的，如此主機板與背板的硬體設計就可以通用，在此基礎上BMC（Baseboard Manager Controller，基板管理控制器）訪問模式也可以統一起來。

3)  讓操作變得更加安全： 本發明通過增加用於確認是否使能的位置資訊，只有位址選擇正確且使能有效才可以訪問對應的I2C設備，從而比傳統的I2C_Switch多工器操作更安全。

4)  節約板材，方便佈局： 以Pokemon為例，主機板上如果少用2個PCA9548的I2C_Switch多工器，加上周邊的阻容器件，大概可以少用20個器件。如此，在節省硬體成本的同時，還可以節約很大一部分的PCB面積，不僅需要佈置的元件少了，而且多出了很多佈局的空間，使其它佈局更加方便，佈局品質更高。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖示中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的元件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各元件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其元件佈局型態也可能更為複雜。

如圖1所示，圖1顯示為現有技術中主機板與各背板之間的連接結構圖。

在圖1所示的結構中，一主機板M通過一多工器S與八塊背板B0~B7相連接，具體的，主機板M的主I2C與位於主機板M的一多工器S相連，該多工器S在每條鏈路上連接有一訊號連接器，每條鏈路上的訊號連接器分別與一塊背板的訊號連接器通過Cable線相連，各背板的訊號連接器分別通過I2C與背板的各從設備相連。詳細而言，多工器S在鏈路L0上連接有一訊號連接器C0，訊號連接器C0與背板B0的訊號連接器C8通過Cable線相連，訊號連接器C8分別通過I2C與背板B0的從屬設備0~n相連；多工器S在鏈路L1上連接有一訊號連接器C1，訊號連接器C1與背板B1的訊號連接器C9通過Cable線相連，訊號連接器C9分別通過I2C與背板B1的從屬設備0~n相連；以此類推，多工器S在鏈路L7上連接有一訊號連接器C7，訊號連接器C7與背板B7的訊號連接器C15通過Cable線相連，訊號連接器C15分別通過I2C與背板B7的從屬設備0~n相連。

然而，由於該連接結構中，主機板M採用了一分八路的多工器S，且主機板M上用於連接背板B0~B7的訊號連接器C0~C7多達八個，再加上周邊的阻容器件，導致這種實現主機板與背板連接的方式會佔用PCB板的一部分擺放空間，且佈局也會變多，電路成本也會相應變高。

鑒於現有技術中的諸多不足，本申請提出新型態的主機板與背板之間的通訊連接方案。

如圖2所示，本實施例提供一種主機板與背板的通訊系統。在本通訊系統中，主機板M與各背板B1~Bn之間通過匯流排連接，其中，背板B1~Bn分別設有自己的預設位址資訊，主機板M每次在訪問其中一塊目標背板時，根據所述目標背板的預設位址資訊，通過所述匯流排對所述目標背板進行訪問。

詳細而言，所述主機板M儲存有背板B1~Bn的身份標識資訊與背板B1~Bn的預設位址資訊的一一對應關係，如以清單的形式儲存每個背板的ID號及每個ID號對應的預設位址資訊，每個背板的預設位址資訊均不相同。所述主機板M在訪問一目標背板時，根據所述目標背板的身份標識資訊查找對應的預設位址資訊，如根據目標背板的ID號查找對應的預設位址資訊，以根據所述預設位址資訊訪問所述目標背板。

在一實施例中，各所述背板的身份標識資訊由各所述背板所連接的電纜的短接和懸空的組合狀態而確定。

詳細而言，Cable線的短接狀態被認為是低電平，用“0”表示，而懸空狀態被認為是高電平，用“1”表示。比如，假設一主機板需要與四塊背板相連，則第一塊背板的ID可設為“01”，第二塊背板的ID可設為“10”，第三塊背板的ID可設為“11”，第四塊背板的ID可設為“00”。

在一實施例中，如圖3所示，主機板M與背板B1~Bn之間通過匯流排連接的實現方式具體為：主機板M的訊號連接器Cx通過一路匯流排分別與背板B1~Bn的訊號連接器相連接。詳細而言，主機板M的主I2C與位於主機板M的一訊號連接器Cx相連，訊號連接器Cx與背板B1的訊號連接器Ca、與背板B2的訊號連接器Cb、…、與背板Bn的訊號連接器Cn皆通過匯流排相連。

較佳的，每塊背板除了包括訊號連接器之外，還包括：輸入輸出擴展器（General-purpose input/output expander）、隔離開關。輸入輸出擴展器用於儲存背板的預設位址資訊。對於每塊背板，其隔離開關分別連接背板的訊號連接器、背板的輸入輸出擴展器，以及各從設備。詳細而言，背板B1的輸入輸出擴展器I1用於儲存背板B1的預設位址資訊，背板B1的隔離開關K1分別連接背板B1訊號連接器Ca和輸出擴展器I1，以及背板B1的從屬設備0~n；背板B2的輸入輸出擴展器I2用於儲存背板B2的預設位址資訊，背板B2的隔離開關K2分別連接背板B2訊號連接器Cb和輸入輸出擴展器I2，以及背板B2的從屬設備0~n；以此類推，背板Bn的輸入輸出擴展器In用於儲存背板Bn的預設位址資訊，背板Bn的隔離開關Kn分別連接背板Bn訊號連接器Cn和輸出擴展器In，以及背板Bn的從屬設備0~n。

所述主機板每次僅訪問一塊所述目標背板，在訪問結束後再訪問下一塊所述目標背板，而不是同時訪問每塊背板。所述主機板在訪問一所述目標背板時，將所述目標背板的預設位址資訊發送至所述目標背板；所述目標背板的隔離開關將來自所述主機板的預設位址資訊與所述目標背板的輸入輸出擴展器儲存的預設位址資訊進行比對，並在比對結果為一致時打開開關，從而讓所述主機板能成功訪問所述目標背板，以獲取所述目標背板的從設備的相關資料，此時，其它背板由於未打開其隔離開關，這樣就沒有鏈路上的stub螺椿產生。當然，若所述隔離開關的比對結果為不一致，則保持開關的關閉狀態，從而禁止所述主機板訪問所述目標背板。

在一實施例中，所述主機板在成功接收各所述從設備的資料後，所述目標背板的輸入輸出擴展器的enable腳失效，從而令所述目標背板的輸入輸出擴展器關閉所述隔離開關，進而結束此次訪問。

本發明通過硬體設計實現了單路I2C連接多塊背板的技術，具有較為可觀的經濟價值。以Pokemon伺服器為例，在Pokemon伺服器上，七塊硬體背板和其它小板卡使用PCA9548的I2C_Switch多工器的用量為兩個，加上周邊的阻容配置，用於實現主機板與背板連接的硬體成本價格大概在人民幣10元左右。如果採用本發明的通過硬體設計實現單路I2C掛多個背板的實現方案來取代I2C_Switch多工器，則大概可以節省的成本為產量×10元。

除此之外，本申請還提供一種伺服器，包括如上任一實施例介紹的主機板與背板之間的通訊系統，於此不再重複贅述。

綜上，本發明的主機板與背板的通訊系統及其適用的伺服器，通過硬體設計實現了單路I2C連接多塊背板的技術，僅佔用主機板的一個I2C介面就能通過匯流排訪問連接的背板。每塊背板具有與其它背板不相同的位址，主機板根據位址一次打開一塊背板的隔離開關，從而每次只訪問一塊背板，訪問結束後該背板的隔離開關會關閉，具有操作安全、硬體成本低等諸多優點，有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

B0~B7、B1~Bn        背板 M             主機板 C0~C15、Ca~Cn、Cx     訊號連接器 K1~Kn      隔離開關 I1~In        輸入輸出擴展器 L0~L7       鏈路 0~n          從屬設備 S              多工器

圖1示出現有技術中主機板與各背板之間的連接結構圖。 圖2示出本發明的一實施例中主機板與各背板之間的連接結構圖。 圖3示出本發明的另一實施例中主機板與各背板之間的連接結構圖。

M             主機板 B1~Bn      背板

Claims (9)

1. 一種主機板與背板之間的通訊系統，包括：主機板與各多個背板之間通過匯流排連接；各所述多個背板分別設有自己的預設位址資訊；以及所述主機板每次在訪問一目標背板時，根據所述目標背板的預設位址資訊，通過所述匯流排對所述目標背板進行訪問，其中所述主機板儲存有各所述多個背板的身份標識資訊與各所述多個背板的預設位址資訊的一一對應關係；所述主機板在訪問所述目標背板時，根據所述目標背板的身份標識資訊查找對應的預設位址資訊，以根據所述預設位址資訊進行訪問。
2. 如請求項1所述的主機板與背板之間的通訊系統，其中各所述多個背板的身份標識資訊由各所述多個背板所連接的電纜的短接和懸空的組合狀態而確定。
3. 如請求項1所述的主機板與背板之間的通訊系統，其中所述主機板每次僅訪問一塊所述目標背板，在訪問結束後再訪問另一目標背板。
4. 如請求項1~3中任一所述的主機板與背板之間的通訊系統，其中所述主機板與各所述多個背板之間通過匯流排 連接的實現方式包括：所述主機板的訊號連接器通過匯流排分別與各所述多個背板的訊號連接器連接。
5. 如請求項4所述的主機板與背板之間的通訊系統，其中各所述多個背板分別包括：輸入輸出擴展器，用於儲存所述背板的預設位址資訊。
6. 如請求項5所述的主機板與背板之間的通訊系統，其中各所述多個背板還分別包括：隔離開關，分別連接所述多個背板的訊號連接器、所述多個背板的輸入輸出擴展器，以及各多個從屬設備；其中，所述主機板在訪問所述目標背板時，將所述目標背板的預設位址資訊發送至所述目標背板；所述目標背板的所述隔離開關將來自所述主機板的預設位址資訊與所述目標背板的輸入輸出擴展器儲存的預設位址資訊進行比對，並在比對結果為一致時打開所述隔離開關，從而讓所述主機板能成功訪問所述目標背板。
7. 如請求項6所述的主機板與背板之間的通訊系統，其中若所述隔離開關的比對結果為不一致，則保持所述隔離開關的關閉狀態，從而禁止所述主機板訪問所述目標背板。
8. 如請求項6所述的主機板與背板之間的通訊系統，其中所述主機板在成功接收各所述多個從設備的資料後，令所述目標背板的輸入輸出擴展器關閉所述隔離開關。
9. 一種伺服器，包括：如請求項1~8中任一項所述的主機板與背板之間的通訊系統。

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