一种嵌入式智能平台管理系统

1.一种嵌入式智能平台管理系统，包括：主控制器(1)、以太网单元(4)，其特征在于还包括：管理总线单元(2)、机箱环境管理单元(3)、KVM切换单元(5)和基板管理模块(6)；
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其中，管理总线单元(2)，包括：IC总线接口芯片(7)、IC保护电路(8)、数据总线缓冲器(9)、译码电路(10)、中断控制器(11)；机箱环境管理单元(3)，包括：传感器接口电路、智能风扇控制电路、声光报警电路；基板管理模块(6)，包括：基板管理器(18)、系统接口电路
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(19)、逻辑控制电路(20)、基板以太网单元(21)、基板IC保护电路(22)、基板环境管理单元(23)；KVM切换单元(5)，包括：KVM设备端接口(15)、切换控制电路(16)、KVM主机端接口(17)；基板环境管理单元(23)也包括：传感器接口电路、智能风扇控制电路、声光报警电路；
主控制器(1)的MAC接口与以太网单元(4)双向连接；主控制器(1)的I/O端口分别与机箱环境管理单元(3)的传感器接口电路(12)的主控制端口、智能风扇控制电路(13)的主控制端口和声光报警电路(14)的主控制端口双向连接；主控制器(1)的I/O端口与KVM切换单元(5)的切换控制电路(16)双向连接，切换控制电路(16)分别与KVM设备端接口(15)和KVM主机端接口(17)双向连接；主控制器(1)的数据总线与管理总线单元(2)的数据总线缓冲器(9)双向连接；主控制器(1)的地址总线输出端与管理总线单元(2)的译码电路(10)输入端连接；管理总线单元(2)的中断控制器(11)输出端与主控制器(1)的
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外部中断输入端连接；管理总线单元(2)中，数据总线缓冲器(9)与多路IC总线接口芯片
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(7)的数据总线端口双向连接；译码电路(10)的输出端与多路IC总线接口芯片(7)的片
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选控制输入端连接；多路IC总线接口芯片(7)的中断输出与中断控制器(11)的输入端连
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接；IC总线接口芯片(7)的IC接口端与IC保护电路(8)的常触端双向连接，IC保护电
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路(8)的热插拔端与基板IC保护电路(22)的热插拔端双向连接；基板IC保护电路(22)
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的常接触端与基板管理器(18)的IC接口双向连接；基板环境管理单元(23)的传感器接口电路、智能风扇控制电路以及声光报警电路的主控制端口分别与基板管理器(18)的I/O端口双向连接；基板以太网单元(21)与基板管理器(18)的MAC接口双向连接；系统接口电路(19)的LPC接口与基板管理器(18)的LPC接口双向连接；逻辑控制电路(20)的主控制端口与基板管理器(18)的I/O端口双向连接；
基板管理模块(6)的系统接口电路(19)采集被监测板卡上CPU、南桥芯片、北桥芯片、内存条的温度、电压及工作状态信息，数据汇总到基板管理器(18)中，经过数据解析后，产生控制指令，一部分指令通过逻辑控制电路(20)控制被监测刀片的开关机、复位动作；一部分指令通过基板环境管理单元(23)的智能风扇控制电路自动调节风扇转速实现温度控制；一部分指令通过基板环境管理单元(23)的声光报警电路控制被监测刀片上指示灯及蜂鸣器进行预警指示；基板环境管理单元(23)的传感器接口电路采集被监测板卡的电压、温度，同样经I/O端口汇总到基板管理器(18)中；基板管理器(18)将得到的监测信息通过
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基板以太网单元(21)传递到远程计算机进行监控，或通过基板管理器(18)的IC接口经
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基板IC保护电路(22)将数据转送到管理总线单元(2)；监测信息经IC保护电路(8)后
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进入IC总线接口芯片(7)，然后触发IC总线接口芯片(7)的中断，经中断控制器(11)输
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入到主控制器(1)；主控制器(1)发出地址寻址，经过译码电路(10)将触发中断的IC总
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线接口芯片(7)选通，触发中断的IC总线接口芯片(7)所接收的外部监测信息数据通过数据总线缓冲器(9)进入到主控制器(1)中；监测信息数据经解析后，生成的网络服务数据经过与主控制器(1)连接的以太网单元(4)传递到远程计算机；生成的控制数据经主控制器(1)的I/O端口传递到机箱环境管理单元(3)中智能风扇控制电路用于调剂机箱风扇转速；生成的状态显示数据经主控制器(1)的I/O端口传递到机箱环境管理单元(3)中声光报警电路用于机箱面板板卡的状态显示；机箱环境管理单元(3)中的传感器接口电路用于采集机箱的环境温度和电压，采集的数据也汇总到主控制器(1)中；用户通过远程计算机，将KVM切换控制指令经以太网单元(4)传递到主控制器(1)，然后进入到KVM切换单元(5)的切换控制电路(16)，控制着KVM设备端接口(15)与KVM主机端接口(17)的对应切换关系；
主控制器(1)、管理总线单元(2)、机箱环境管理单元(3)、以太网单元(4)和KVM切换单元(5)构成机箱管理卡，作为刀片服务器中的一块独立板卡；而基板管理模块(6)作为刀片服务器中的其他板卡的一个组成部分；在台式服务器中只有一块处理板，只需要集成基板管理模块(6)，而省略掉机箱管理卡；嵌入式智能平台管理系统有两种应用模式：联合应用模式和独立应用模式；联合应用模式中涉及到一块机箱管理板和多块基板管理模块(6)，适用于多板卡服务器中，基板以太网单元(21)省略不用，基板环境管理单元(23)选择是否配备；独立应用模式只涉及一个基板管理模块(6)，并启用其扩展功能，适用于单板服务器中，基板以太网单元(21)和基板环境管理单元(23)是必要的组成部分，协同系统工作。

一种嵌入式智能平台管理系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种智能平台管理系统，特别是一种嵌入式智能平台管理系统。\n背景技术\n[0002] 智能平台管理系统用来监视服务器机箱内部各个板卡的状态、机箱环境状态以及控制各个板卡的运行/关闭情况。以往的智能平台管理系统，包括：主控制器、管理总线、以太网络单元、基板管理器。这类系统一般都采用单一的IPMB管理总线，在热插拔及其它单点故障发生时极易造成整个系统瘫痪；基板管理器都集成在板卡中，不能进行功能扩展，不同板卡间不能拆卸互换，从而导致通用性差；对机箱环境监控项目不全面，不能同时实现智能风扇管理、声光预警控制以及异常情况下关机并断电保护等；不能同时提供服务器各个处理器板卡的显示信号、键盘、鼠标切换的功能；功耗较大，发热量高，对整机功耗要求严格的服务器设备不适用。\n发明内容\n[0003] 本发明目的在于提供一种嵌入式智能平台管理系统，解决机箱管理系统不易扩展、单一管理总线易瘫痪、异常情况下不能对板卡安全关机并断电保护的问题。\n[0004] 一种嵌入式智能平台管理系统，包括：主控制器、以太网单元，还包括：管理总线\n2\n单元、机箱环境管理单元、基板管理模块和KVM切换单元。其中，管理总线单元，包括：IC\n2\n总线接口芯片、IC保护电路、译码电路、数据总线缓冲器、中断控制器；机箱环境管理单元，包括：智能风扇控制电路、传感器接口电路、声光报警电路；基板管理模块，包括：基板管理\n2\n器、基板IC保护电路、逻辑控制电路、系统接口电路、基板以太网单元、基板环境管理单元；\nKVM切换单元，包括：KVM设备端接口、KVM主机端接口、切换控制电路。\n[0005] 主控制器的MAC接口与以太网单元双向连接；主控制器的I/O端口分别与机箱环境管理单元的传感器接口电路的主控制端口、智能风扇控制电路的主控制端口和声光报警电路的主控制端口双向连接；主控制器的I/O端口与KVM切换单元的切换控制电路双向连接，切换控制电路分别与KVM设备端接口和KVM主机端接口双向连接；主控制器的数据总线与管理总线单元的数据总线缓冲器双向连接；主控制器的地址总线输出端与管理总线单元的译码电路输入端连接；管理总线单元的中断控制器输出端与主控制器的外部中断输入端\n2\n连接。管理总线单元中，数据总线缓冲器与多路IC总线接口芯片的数据总线端口双向连\n2 2\n接；译码电路的输出端与多路IC总线接口芯片的片选控制输入端连接；多路IC总线接口\n2 2 2\n芯片的中断输出与中断控制器的输入端连接；IC总线接口芯片的IC接口端与IC保护电\n2 2\n路的常触端双向连接，IC保护电路的热插拔端与基板IC保护电路的热插拔端双向连接。\n2 2\n基板IC热插拔保护电路的常接触端与基板管理器的IC接口双向连接；基板环境管理单元的传感器接口电路、智能风扇控制电路以及声光报警电路的主控制端口分别与基板管理器的I/O端口双向连接；基板以太网单元与基板管理器的MAC接口双向连接；系统接口电路的LPC接口与基板管理器的LPC接口双向连接；逻辑控制电路的主控制端口与基板管理器的I/O端口双向连接。\n[0006] 基板管理模块的系统接口电路采集被监测板卡上CPU、南桥芯片、北桥芯片、内存条的温度、电压及工作状态信息，数据汇总到基板管理器中，经过数据解析后，产生控制指令，一部分指令通过逻辑控制电路控制被监测刀片的开关机、复位动作；一部分指令通过基板环境管理单元的智能风扇控制电路自动调节风扇转速实现温度控制；一部分指令通过基板环境管理单元的声光报警电路控制被监测刀片上指示灯及蜂鸣器进行预警指示。基板环境管理单元的传感器接口电路采集被监测板卡的电压、温度，同样经I/O端口汇总到基板管理器中。基板管理器将得到的监测信息通过基板以太网单元传递到远程计算机进行监\n2 2\n控，或通过基板管理器的IC接口经基板IC保护电路将数据转送到管理总线单元。监测信\n2 2 2\n息经IC保护电路后进入IC总线接口芯片，然后触发IC总线接口芯片的中断，经中断控\n2\n制器输入到主控制器；主控制器发出地址寻址，经过译码电路将触发中断的IC总线接口芯\n2\n片选通，触发中断的IC总线接口芯片所接收的外部监测信息数据通过数据总线缓冲器进入到主控制器中。监测信息数据经解析后，生成的网络服务数据经过与主控制器连接的以太网单元传递到远程计算机；生成的控制数据经主控制器的I/O端口传递到机箱环境管理单元(3)中智能风扇控制电路用于调剂机箱风扇转速；生成的状态显示数据经主控制器的I/O端口传递到机箱环境管理单元(3)中声光报警电路用于机箱面板板卡的状态显示；机箱环境管理单元中的传感器接口电路用于采集机箱的环境温度和电压，采集的数据也汇总到主控制器中。用户通过远程计算机，将KVM切换控制指令经以太网单元传递到主控制器，然后进入到KVM切换单元的切换控制电路，控制着KVM设备端接口与KVM主机端接口的对应切换关系。\n[0007] 主控制器、管理总线单元、以太网单元、机箱环境管理单元和KVM切换单元构成机箱管理卡，作为刀片服务器中的一块独立板卡；而基板管理模块作为刀片服务器中的其他板卡的一个组成部分。在台式服务器中只有一块处理板，只需要集成基板管理模块，而省略掉机箱管理卡。嵌入式智能平台管理系统有两种应用模式：联合应用模式和独立应用模式。联合应用模式中涉及到一块机箱管理板和多块基板管理模块，适用于多板卡服务器中，基板以太网单元省略不用，基板环境管理单元选择是否配备。独立应用模式只涉及一个基板管理模块，并启用其扩展功能，适用于单板服务器中，基板以太网单元和基板环境管理单元是必要的组成部分，协同系统工作。\n[0008] 本发明将基板管理相关的设备设计成一个独立基板管理模块，适用于不同宿主板卡，最大限度的实现了通用性；将机箱管理卡的管理总线扩充为多路，保证每一路板卡有独立的总线通道，防止单点故障导致系统整体崩溃；扩展了基板管理模块的功能，可以独立应用在单板服务器中；完善了热插拔和电源管理电路，减少了系统热插拔的故障率，实现了板卡上电/掉电、开机/关机、复位控制并保证可靠性和稳定性；可以设置自动管理逻辑，在异常情况下实现自动管理控制，扩展了KVM切换功能，并将智能风扇控制、声光报警功能集成于一体。\n附图说明\n[0009] 图1 一种嵌入式智能平台管理系统示意图。\n[0010] 1.主控制器 2.管理总线单元 3.机箱环境管理单元 4.以太网单元 5.KVM\n2 2\n切换单元6.基板管理模块 7.IC总线接口芯片 8.IC保护电路 9.数据总线缓冲器 \n10.译码电路11.中断控制器 12.传感器接口电路 13.智能风扇控制电路 14.声光报警电路15.KVM设备端接口 16.切换控制电路 17.KVM主机端接口 18.基板管理\n2\n器19.系统接口电路 20.逻辑控制电路 21.基板以太网单元 22.基板IC保护电路\n23.基板环境管理单元\n具体实施方式\n[0011] 一种嵌入式智能平台管理系统，包括：主控制器1、以太网单元4，还包括：管理总线单元2、机箱环境管理单元3、KVM切换单元5和基板管理模块6。其中，管理总线单元2，\n2 2\n包括：IC总线接口芯片7、IC保护电路8、数据总线缓冲器9、译码电路10、中断控制器11；\n机箱环境管理单元3，包括：传感器接口电路12、智能风扇控制电路13、声光报警电路14；\n基板管理模块6，包括：基板管理器18、系统接口电路19、逻辑控制电路20、基板以太网单元\n2\n21、基板IC保护电路22、基板环境管理单元23；KVM切换单元5，包括：KVM设备端接口15、切换控制电路16、KVM主机端接口17。\n[0012] 主控制器1的MAC接口与以太网单元4双向连接；主控制器1的I/O端口分别与机箱环境管理单元3的传感器接口电路12的主控制端口、智能风扇控制电路13的主控制端口和声光报警电路14的主控制端口双向连接；主控制器1的I/O端口与KVM切换单元5的切换控制电路16双向连接，切换控制电路16分别与KVM设备端接口15和KVM主机端接口17双向连接；主控制器1的数据总线与管理总线单元2的数据总线缓冲器9双向连接；\n主控制器1的地址总线输出端与管理总线单元2的译码电路10输入端连接；管理总线单元\n2的中断控制器11输出端与主控制器1的外部中断输入端连接。管理总线单元2中，数据\n2\n总线缓冲器9与多路IC总线接口芯片7的数据总线端口双向连接；译码电路10的输出端\n2 2\n与多路IC总线接口芯片7的片选控制输入端连接；多路IC总线接口芯片7的中断输出与\n2 2 2\n中断控制器11的输入端连接；IC总线接口芯片7的IC接口端与IC保护电路8的常触端\n2 2\n双向连接，IC保护电路8的热插拔端与基板IC保护电路22的热插拔端双向连接。基板\n2 2\nIC保护电路22的常接触端与基板管理器18的IC接口双向连接；基板环境管理单元23的传感器接口电路12、智能风扇控制电路13以及声光报警电路14的主控制端口分别与基板管理器18的I/O端口双向连接；基板以太网单元21与基板管理器18的MAC接口双向连接；系统接口电路19的LPC接口与基板管理器18的LPC接口双向连接；逻辑控制电路20的主控制端口与基板管理器18的I/O端口双向连接。\n[0013] 基板管理模块6的系统接口电路19采集被监测板卡上CPU、南桥芯片、北桥芯片、内存条的温度、电压及工作状态信息，数据汇总到基板管理器18中，经过数据解析后，产生控制指令，一部分指令通过逻辑控制电路20控制被监测刀片的开关机、复位动作；一部分指令通过基板环境管理单元23的智能风扇控制电路13自动调节风扇转速实现温度控制；\n一部分指令通过基板环境管理单元23的声光报警电路14控制被监测刀片上指示灯及蜂鸣器进行预警指示。基板环境管理单元23的传感器接口电路12采集被监测板卡的电压、温度，同样经I/O端口汇总到基板管理器18中。基板管理器18将得到的监测信息通过基板\n2 2\n以太网单元21传递到远程计算机进行监控，或通过基板管理器18的IC接口经基板IC保\n2 2\n护电路22将数据转送到管理总线单元2。监测信息经IC保护电路8后进入IC总线接口\n2\n芯片7，然后触发IC总线接口芯片7的中断，经中断控制器11输入到主控制器1；主控制器\n2 2\n1发出地址寻址，经过译码电路10将触发中断的IC总线接口芯片7选通，触发中断的IC总线接口芯片7所接收的外部监测信息数据通过数据总线缓冲器9进入到主控制器1中。\n监测信息数据经解析后，生成的网络服务数据经过与主控制器1连接的以太网单元4传递到远程计算机；生成的控制数据经主控制器1的I/O端口传递到机箱环境管理单元3中智能风扇控制电路13用于调剂机箱风扇转速；生成的状态显示数据经主控制器1的I/O端口传递到机箱环境管理单元3中声光电报警电路14用于机箱面板板卡的状态显示；机箱环境管理单元3中的传感器接口电路12用于采集机箱的环境温度和电压，采集的数据也汇总到主控制器1中。用户通过远程计算机，将KVM切换控制指令经以太网单元4传递到主控制器1，然后进入到KVM切换单元5的切换控制电路16，控制着KVM设备端接口15与KVM主机端接口17的对应切换关系。\n[0014] 主控制器1、管理总线单元2、机箱环境管理单元3、以太网单元4和KVM切换单元\n5构成机箱管理卡，作为刀片服务器中的一块独立板卡；而基板管理模块6作为刀片服务器中的其他板卡的一个组成部分。在台式服务器中只有一块处理板，只需要集成基板管理模块6，而省略掉机箱管理卡。嵌入式智能平台管理系统有两种应用模式：联合应用模式和独立应用模式。联合应用模式中涉及到一块机箱管理板和多块基板管理模块6，适用于多板卡服务器中，基板以太网单元21省略不用，基板环境管理单元23选择是否配备。独立应用模式只涉及一个基板管理模块6，并启用其扩展功能，适用于单板服务器中，基板以太网单元\n21和基板环境管理单元23是必要的组成部分，协同系统工作。