CN102724093A - 一种atca机框及其ipmb连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ATCA机框及其IPMB连接方法，ATCA机框包括具有多个槽位的ATCA框架及插在槽位中的ATCA单板，ATCA单板包括两个交换板和至少一个节点板，ATCA单板上均具有IPMC，ShMC分别集成在两个交换板上，对于每个交换板，该交换板上的ShMC与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC为点到点的星型连接，该交换板上的ShMC为汇集节点；主用交换板上的ShMC，同一时刻与备用交换板的IPMC或一个节点板的IPMC进行点对点通信，主用交换板出现故障时，备用交换板升为主用，替代完成原主用交换板的功能。本发明可以避免单点IPMB故障引起的整条IPMB总线箝位，且能够节省硬件资源。
Description
技术领域
本发明涉及通信设备技术领域，尤其涉及一种ATCA机框及其IPMB连接方法。
背景技术
ATCA（Advanced Telecommunications Computing Architecture，高级电信计算体系结构）是PCIMG（PCI Industrial Computer Manufacturers Group，PCI工业计算机组织）提出的一种开放式、可互操作的通用标准系统平台。
ATCA机框中，ShMC（Shelf Management Controller，机框管理控制器）负责通过与单板上的IPMB（Intelligent Platform Management Bus，智能平台管理总线）通信，完成对ACTA系统中的单板的管理。IPMC（Intelligent PlatformManagement Controller，智能平台管理控制器）是用于管理、监视和控制单板上的电源电压、温度传感器等。
机框管理控制器（ShMC 1+1热备份）通过IPMB（Intelligent PlatformManagement Bus，智能平台管理总线）总线连接各单板，提供机框管理板的ShMC对其它单板的IPMC管理通信通道。IPMB通信总线采用I2C信号线（包括一条数据线SDA、一条时钟线SCL)，ATCA规范制定要求单板有2个IPMB总线接口，分别称作IPMB-A和IPMB-B，两条总线合一称之为IPMB-0。
现有的ATCA机框中，IPMB总线连接有两种方式：IPMB双总线连接方式；机框管理板的I2C双星型连接方式，具体如下：
1）IPMB双总线连接方式
ATCA单板根据功能不同分为两种单板，其中一种具有交换功能的ATCA单板称为交换板，交换板因负责其他单板之间的交换通信，具有主备两块交换板，其它的ATCA单板则称为ATCA节点板。
IPMB双总线连接方式具体有两种，其中一种方式为机框管理板位于交换板之外，即机框管理板、交换板为两种单板，如图1a所示，机框管理板、ATCA单板（交换板、节点板）的IPMC均连接在背板的I2C总线上，各ATCA单板为I2C_bus（Inter-Integrated Circuit bus，集成电路间互连总线）的一个节点板。实际工作时，主用机框管理板上的ShMC用作I2C总线的主（master）设备，提供I2C总线的时钟及数据信号，ATCA单板的IPMC用作I2C总线的从(slave）设备。同一时刻，主用机框管理板上ShMC和一个ATCA单板的IPMC占用I2C总线进行点对点通信。主用机框管理板上的ShMC出现故障时，备用机框管理板上的ShMC升格为主用，替代完成原主用机框管理板上ShMC的功能。
如图1b所示，另一种方式为ShMC的功能集成在交换板上，属于交换板上的一个硬件模块（多功能模块），该硬件模块可选择实现交换板的交换处理功能、ShMC、IPMC功能。具体描述如下：主用交换板上的多功能模块实现交换处理、机框管理ShMC、交换板IPMC模块功能；备用交换板上多功能模块只实现IPMC模块功能。
主用交换板的ShMC、备用交换板的IPMC、12个节点板的IPMC均连接在背板的I2C双总线上。实际工作时，主用交换板上的ShMC用作I2C总线的主（master）设备，提供I2C总线的时钟，ATCA单板（备用交换板、节点板）的IPMC用作I2C总线的从（slave）设备。同一时刻，主用交换板的ShMC和一个ATCA单板的IPMC占用背板的I2C双总线进行点对点通信。主用交换板的ShMC出现故障时，备用交换板升格为主用，替代完成主用交换板的交换处理、ShMC、IPMC功能。
2）IPMB双星型连接方式
如图2所示，机框管理板位于交换板之外，实际使用时要配置主、备两块机框管理板，以及主、备两块交换板。
机框管理板与ACTA单板均为点到点的星型连接。实际工作时，主用机框管理板上的ShMC用作I2C总线的主（master）设备，提供I2C总线的时钟及数据信号，ATCA单板（包括主备交换板和节点板）的IPMC用作I2C总线的从（slave）设备。主用机框管理板上ShMC可与ATCA单板的IPMC进行点到点I2C通信。主用机框管理板出现故障时，备用机框管理板升格为主用，替代完成原主用机框管理板的功能。
对于IPMB双总线连接方式具有以下缺点：一个ATCA单板的I2C信号出现异常（SCL或SDA常低），整条I2C总线就被箝位（无法进行正常数据收发），导致所有的ATCA单板均无法通过I2C总线进行机框管理通信；另外，I2C故障单板位置也无法进行定位。
对于IPMB双星型连接方式具有如下缺点：机框管理板、交换板分开为两种单板，实际使用需要两块机框管理板、两块交换板。相对于交换板上集成机框管理功能的情况，多了一种板卡，占用了更多的硬件资源，增加了产品成本。
发明内容
本发明提供一种ATCA机框及其IPMB连接方法，用以避免了目前两种IPMB连接方案的缺点。
本发明提供一种高级电信计算体系结构ATCA机框，包括具有多个槽位的ATCA框架及插在槽位中的ATCA单板，所述ATCA单板包括两个交换板和至少一个节点板，ATCA单板上均具有智能平台管理控制器IPMC，其中，
机框管理控制器ShMC分别集成在两个交换板上，对于每个交换板，该交换板上的ShMC与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC为点到点的星型连接，该交换板上的ShMC为汇集节点；
主用交换板上的ShMC，同一时刻与备用交换板的IPMC或一个节点板的IPMC进行点对点通信，主用交换板出现故障时，备用交换板升为主用交换板，替代完成原主用交换板的功能。
本发明还提供一种高级电信计算体系结构ATCA机框的智能平台管理总线IPMB连接方法，所述ATCA机框包括具有多个槽位的ATCA框架及插在槽位中的ATCA单板，所述ATCA单板包括两个交换板和至少一个节点板，ATCA单板上均具有智能平台管理控制器IPMC，机框管理控制器ShMC分别集成在两个交换板上，其中，
对于每个交换板，该交换板上的ShMC与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC为点到点的星型连接，该交换板上的ShMC为汇集节点；
主用交换板上的ShMC，同一时刻与备用交换板的IPMC或一个节点板的IPMC进行点对点通信，主用交换板出现故障时，备用交换板升为主用交换板，替代完成原主用交换板的功能。
利用本发明提供的ATCA机框及其IPMB连接方法，具有以下有益效果：相对于现有的IPMB双总线方式，本发明的连接方式是双星型连接方式，可以效避免单点IPMB故障引起的整条IPMB总线箝位；相对于传统的机框管理板、交换板分离的IPMB双星型连接方式，本发明的机框管理模块ShMC的功能集成在交换板上，减少了一种板型，节省了硬件资源，可降低产品成本。
附图说明
图1a为现有ATCA机框的IPMB双总线连接架构实现方式一示意图；
图1b为现有ATCA机框的IPMB双总线连接架构实现方式二示意图；
图2为现有ATCA机框的IPMB双星型连接架构实现示意图；
图3为本发明实施例提供的ATCA机框的IPMB连接架构示意图；
图4为ATCA规范中背板节点板板位接插件端子分配示意图；
图5为ATCA规范中背板交换板板位接插件端子分配示意图；
图6为本发明实施例中背板交换板板位接插件端子分配示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的ATCA机框及其IPMB连接方法进行更详细地说明。
本发明实施例提供一种高级电信计算体系结构ATCA机框，包括具有多个槽位的ATCA框架及插在槽位中的ATCA单板，ATCA单板包括两个交换板和至少一个节点板，具有交换功能的ATCA单板称为交换板，交换板因负责其他单板之间的交换通信，在工作时，会将其中一个交换板配置为主用，另一配置为备用，主用交换板出现故障时，备用交换板升为主用交换板，其它的ATCA单板则称为ATCA节点板。
本实施例中ATCA单板上均具有智能平台管理控制器IPMC，各ATCA单板上的IPMC用于管理、监视和控制该单板上的电源电压、温度传感器等。
如图3所示，本实施例中机框管理控制器ShMC分别集成在两个交换板上，对于每个交换板，该交换板上的ShMC与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC为点到点的星型连接，该交换板上的ShMC为汇集节点。由于有两个ShMC，因此本实施例的连接方式是双星型连接方式，可有效避免单点IPMB（I2C）故障引起的整条IPMB（I2C）总线箝位。
本实施例中，主用交换板上的ShMC，同一时刻与备用交换板的IPMC或一个节点板的IPMC进行点对点通信，主用交换板出现故障时，备用交换板升为主用交换板，替代完成原主用交换板的功能。主用交换板的交换功能出现故障或主用交换板上的ShMC出现故障时，认为主用交换板出现故障。
优选地，ShMC的功能集成在交换板的多功能模块中，多功能模块可选择完成交换板的交换处理功能、ShMC、IPMC功能。
主用交换板上的多功能模块使用同一处理器完成交换处理、机框管理的ShMC、交换板的IPMC模块功能；备用交换板上多功能模块则只实现交换板的IPMC模块功能。主用交换板上的ShMC和主用交换板的IPMC由于集成在同一处理器中，因此不需要进行物理连接，主用交换板上的ShMC和主用交换板的IPMC利用同一处理器实现信号通信。
本实施例相对于传统的机框管理板、交换板分离的IPMB双星型连接方式，本发明的机框管理模块ShMC的功能集成在交换板上，减少了一种板型，节省了硬件资源，可降低产品成本。
将机框管理控制器ShMC分别集成在两个交换板上，具体可以采用如下方式：在主用交换板/备用交换板的处理器上加载机框管理控制器ShMC功能软件，利用主备交换板上的硬件接口实现处理器与各节点板上的IPMC、另一交换板上的IPMC连接。
优选地，如图3所示每个交换板上的ShMC通过对应的点对多点开关与各节点板上的IPMC连接；主用交换板上的ShMC对应的开关处于导通状态，并通过该开关控制其中一个节点板上的IPMC与主用交换板上的ShMC通信。
备用交换板的IPMC与主用交换板上的ShMC，始终处于连接状态，不受点对多点开关的控制。
优选地，每个交换板上的ShMC与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC，采用集成电路间互连I2C总线（包括一条数据线SDA、一条时钟线SCL）连接，每个交换板上的ShMC通过ATCA机框的背板交换板板位接插件的空余端子、双路I2C定义的端子，与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC连接。主用交换板上的ShMC与主用交换板上的IPMC则不需要采用I2C总线连接。
图3中，点对多点开关称为I2C开关，主用交换板上的ShMC对应的I2C开关处于选择导通状态，依据通信要求，I2C开关选择接通某一IPMC与主用ShMC的IPMB信号连接；主用交换板的ShMC、备用交换板的IPMC之间的IPMB连接不受I2C开关控制，始终处于连接导通状态，当I2C开关全部断开时，实现主用交换板的ShMC与备用交换板的IPMC点对点通信连接。
对于备用交换板上的ShMC，其对应的I2C开关处于断开状态，备用交换板上的ShMC与IPMC不连接，以保证只有主用ShMC对各节点板有双路IPMB物理通信连接。
图3中，1号线为交换板内，ShMC与其对应的I2C开关之间的双路I2C总线；2号线为交换板之间、交换板与节点板之间的板间双路I2C信号线，通过背板连接各单板。
目前ATCA机框的背板交换板板位接插件中有些端子尚未被定义用于信号连接，本发明实施例利用这些空余端子，加上原有的双路I2C定义的端子，可以实现集成在交换板上的ShMC的双星型连接。
具体地，根据ATCA机框上槽位的数量及插入的ATCA单板的数目，可以确定背板交换板板位接插件中哪些端子是空余的。
下面以14槽位的ATCA机框为例给出本发明优选实施例。
ATCA规范中定义每个节点板的IPMC有2个IPMB总线（IPMB-A和IPMB-B），即两路I2C，占用背板节点板板位接插件的4个端子，如图4中背板节点板板位接插件J10所示。
这样，按照图3所示，要实现本发明的I2C开关与12个节点板的连接，需要背板交换板板位接插件的12×4个端子，另外主、备用交换板上的ShMC与IPMC之间双路I2C连接，需要背板交换板板位接插件的2×2对端子，共计需要背板交换板板位接插件的13×4=52个端子。
ATCA规范中规定，14槽位机框背板交换板板位接插件的端子定义如图5所示。由图5可知，14槽位机框的背板交换板板位接插件P20空余4×8个端子，P24空余2×8个端子，J10的双路I2C定义端子2×2个端子，共计52个端子。因此，本实施例中每个交换板上的ShMC通过ATCA机框的背板交换板板位接插件P20中空余的32个端子，P24中空余的16个端子，J10中双路I2C定义的4个端子，与各节点板的IPMC连接、另一交换板的IPMC连接。
优选地，每个交换板上的ShMC通过ATCA机框的背板交换板板位接插件P20中空余的32个端子，P24中空余的16个端子，与各节点板的IPMC连接，通过J10中双路I2C定义的4个端子，与另一交换板的IPMC连接。本实施例14槽位机框背板交换板板位接插件的端子定义如图6所示，交换板上ShMC实现IPMB通道星型连接接口的实现方法如下：
14槽位ATCA机框的背板交换板板位接插件P20的原空余4×8个端子用做图3中I2C开关输出的（1-8）双路I2C；P24的原空余24×8个端子用做图3中I2C开关输出的（9-12）双路I2C，接插件J10的原双路I2C定义端子用做图3中两交换板SHMC与ShMC之间的（13）双路I2C。这样便实现了ShMC与12个IPMC之间的双路I2C星型连接。
每个节点板的双路I2C均与两个交换板中的I2C开关有连接，如图3。从而实现两个交换板上SHMC与节点板IPMC之间的双星型连接。
本发明实施例提供的连接方式同样适合14槽位以下的ATCA机框实现IPMB的双星型连接。
本发明实施例避免了目前两种IPMB连接方案的缺点，更适合于提高14槽位（及小于14槽位）ATCA机框IPMB通道的工作可靠性，同时兼顾产品成本的降低。
本发明实施例还提供一种高级电信计算体系结构ATCA机框的智能平台管理总线IPMB连接方法，所述ATCA机框包括具有多个槽位的ATCA框架及插在槽位中的ATCA单板，所述ATCA单板包括两个交换板和至少一个节点板，ATCA单板上均具有智能平台管理控制器IPMC，机框管理控制器ShMC分别集成在两个交换板上，其中，
对于每个交换板，该交换板上的ShMC与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC为点到点的星型连接，该交换板上的ShMC为汇集节点；
主用交换板上的ShMC，同一时刻与备用交换板的IPMC或一个节点板的IPMC进行点对点通信，主用交换板出现故障时，备用交换板升为主用交换板，替代完成原主用交换板的功能。
优选地，每个交换板上的ShMC通过对应的点对多点开关与各节点板上的IPMC连接；
主用交换板上的ShMC对应的开关处于导通状态，并通过该开关控制其中一个节点板上的IPMC与主用交换板上的ShMC通信。
优选地，每个交换板上的ShMC通过ATCA机框的背板交换板板位接插件的空余端子、双路I2C定义的端子，与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC连接。
本发明实施例中ATCA机框的智能平台管理总线IPMB连接方法具体实施方式，可以参见上述ATCA机框中所描述的连接方式，这里不再详述。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种高级电信计算体系结构ATCA机框，包括具有多个槽位的ATCA框架及插在槽位中的ATCA单板，所述ATCA单板包括两个交换板和至少一个节点板，ATCA单板上均具有智能平台管理控制器IPMC，其特征在于，
机框管理控制器ShMC分别集成在两个交换板上，对于每个交换板，该交换板上的ShMC与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC为点到点的星型连接，该交换板上的ShMC为汇集节点；
主用交换板上的ShMC，同一时刻与备用交换板的IPMC或一个节点板的IPMC进行点对点通信，主用交换板出现故障时，备用交换板升为主用交换板，替代完成原主用交换板的功能。
2.如权利要求1所述的ATCA机框，其特征在于，每个交换板上的ShMC通过对应的点对多点开关与各节点板上的IPMC连接；
主用交换板上的ShMC对应的开关处于导通状态，并通过该开关控制其中一个节点板上的IPMC与主用交换板上的ShMC通信。
3.如权利要求2所述的ATCA机框，其特征在于，备用交换板的IPMC与主用交换板上的ShMC，始终处于连接状态。
4.如权利要求1所述的ATCA机框，其特征在于，每个交换板上的ShMC通过ATCA机框的背板交换板板位接插件的空余端子、双路I2C定义的端子，与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC连接。
5.如权利要求1~4任一所述的ATCA机框，其特征在于，每个交换板上的ShMC与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC，采用集成电路间互连I2C总线连接。
6.如权利要求5所述的ATCA机框，其特征在于，所述ATCA机框具有14个槽位，每个交换板上的ShMC通过ATCA机框的背板交换板板位接插件P20中空余的32个端子，P24中空余的16个端子，J10中双路I2C定义的4个端子，与各节点板的IPMC连接、另一交换板的IPMC连接。
7.如权利要求6所述的ATCA机框，其特征在于，每个交换板上的ShMC通过ATCA机框的背板交换板板位接插件P20中空余的32个端子，P24中空余的16个端子，与各节点板的IPMC连接，通过J10中双路I2C定义的4个端子，与另一交换板的IPMC连接。
8.一种高级电信计算体系结构ATCA机框的智能平台管理总线IPMB连接方法，所述ATCA机框包括具有多个槽位的ATCA框架及插在槽位中的ATCA单板，所述ATCA单板包括两个交换板和至少一个节点板，ATCA单板上均具有智能平台管理控制器IPMC，机框管理控制器ShMC分别集成在两个交换板上，其特征在于，
对于每个交换板，该交换板上的ShMC与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC为点到点的星型连接，该交换板上的ShMC为汇集节点；
主用交换板上的ShMC，同一时刻与备用交换板的IPMC或一个节点板的IPMC进行点对点通信，主用交换板出现故障时，备用交换板升为主用交换板，替代完成原主用交换板的功能。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，每个交换板上的ShMC通过对应的点对多点开关与各节点板上的IPMC连接；
主用交换板上的ShMC对应的开关处于导通状态，并通过该开关控制其中一个节点板上的IPMC与主用交换板上的ShMC通信。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，每个交换板上的ShMC通过ATCA机框的背板交换板板位接插件的空余端子、双路I2C定义的端子，与各节点板的IPMC、另一交换板的IPMC连接。
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