專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于龍芯3a cpu的刀片服務(wù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及刀片服務(wù)器領(lǐng)域，具體地說(shuō)，提供了一種基于龍芯3A CPU的刀片服務(wù)
背景技術(shù)：
龍芯3號(hào)系列CPU，目前已知包括4核心3A，8核心3B，16核心3C的CPU。龍芯3A CPU已經(jīng)量產(chǎn)，其他兩種CPU還處于研發(fā)階段。龍芯3號(hào)系列CPU的出現(xiàn)面臨一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題就是CPU的產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題，如果解決不好產(chǎn)業(yè)化的問(wèn)題，那龍芯CPU仍是一個(gè)不能實(shí)用只是概念意義的CPU，只能停留在實(shí)驗(yàn)室里。由于龍芯3號(hào)系列CPU面世的時(shí)間短，各種配套的應(yīng)用方案有待設(shè)計(jì)和創(chuàng)造。
發(fā)明內(nèi)容自從龍芯3A CPU面世后，應(yīng)用方案很少，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的龍芯3A CPU刀片服務(wù)器為龍芯3A CPU的實(shí)用提供了一種很好的解決方案。一種基于龍芯3A CPU的刀片服務(wù)器，包括主板和中板，主板包括龍芯3A CPU, RS780E芯片，SB710芯片，內(nèi)存，網(wǎng)卡，顯卡，外設(shè)接口和刀片管理子卡；其中，龍芯3A CPU通過(guò)HT總線(xiàn)與RS780E芯片相連接，RS780E通過(guò)4位A-Link總線(xiàn)與SB710芯片相連接，顯卡通過(guò)PCI總線(xiàn)與SB710芯片相連接，龍芯3A CPU通過(guò)自帶的兩個(gè)控制器與4條連接，網(wǎng)卡通過(guò)pcie 4x總線(xiàn)與RS780E芯片相連接；龍芯刀片通過(guò)自身的接插件插在中板的接插件上。優(yōu)選的，所述中板包括管理模塊，交換模塊，IOE模塊和IB模塊。較優(yōu)選的，所述管理模塊為IBM公司的P0WERPC405芯片，并通過(guò)兩個(gè)USB 口與 SB710芯片相連接，以及通過(guò)VGA總線(xiàn)與網(wǎng)卡相連接。較優(yōu)選的，所述交換模塊為千兆網(wǎng)卡接口，網(wǎng)卡通過(guò)2條千兆口與交換模塊相連接。較優(yōu)選的，所述IOE模塊為IO擴(kuò)展接口，包括10個(gè)PCieSx的接口，并直接與 RS780E芯片相連接。較優(yōu)選的，所述IB模塊mellanox公司的MT25408芯片，并通過(guò)pcie 8x與RS780E 芯片相連接。優(yōu)選的，所述刀片服務(wù)器包括兩個(gè)龍芯3A CPU，組成對(duì)稱(chēng)多處理架構(gòu)，一個(gè)為主 CPU, 一個(gè)為從CPU，兩個(gè)CPU之間通過(guò)HT總線(xiàn)相連接。優(yōu)選的，所述顯卡與RS780E芯片內(nèi)集成的顯卡可以通過(guò)VGA切換電路進(jìn)行視頻信號(hào)切換。優(yōu)選的，所述刀片管理子卡為ATMEL公司的AT89S52芯片和PHILIPS公司的 LPC2132芯片，所述刀片管理子卡接收六個(gè)溫度采集點(diǎn)信號(hào)和電壓采集電路采集的電壓信息，并通過(guò)RS485總線(xiàn)傳輸給管理模塊。[0016]優(yōu)選的，所述主板還包括開(kāi)關(guān)機(jī)電路和報(bào)警電路。龍芯3A CPU+北橋RS780E+南橋SB710組合是第一次提出，為解決龍芯CPU應(yīng)用找到了一種很好的途徑。龍芯3A刀片具有高IO帶寬的能力，而且支持多種多樣的IO ；它支持2個(gè)千兆網(wǎng)絡(luò)、1個(gè)40Gbps infiniband網(wǎng)口、任何標(biāo)準(zhǔn)的全高全長(zhǎng)的PCIE卡；設(shè)計(jì)了 RS780E集成顯卡和PCI顯卡芯片2種VGA的產(chǎn)生方式，能夠靈活適用對(duì)VGA顯示高要求和對(duì)計(jì)算性能高要求的場(chǎng)合；設(shè)計(jì)了溫度監(jiān)視、電壓監(jiān)視、開(kāi)關(guān)機(jī)功能、報(bào)警功能，自動(dòng)了保障了刀片的安全運(yùn)行。

圖1是本實(shí)用新型的刀片服務(wù)器具體實(shí)施方式
錯(cuò)誤！未找到引用源。顯示了龍芯3A CPU刀片。從整體架構(gòu)上來(lái)說(shuō)，龍芯刀片通過(guò)自身的接插件connector插在中板(midplane)的connector上，然后通過(guò)中板與后面的管理模塊、交換模塊、I0E(I0 Expander, IO拓展模塊)模塊、IB (InfiniBand，無(wú)限帶寬網(wǎng)絡(luò))模塊相連。龍芯3A CPU 和 3B CPU 都有 2 個(gè) 16 位的 HT (Hyper Transpor t) bus，分別標(biāo)識(shí)為 HTO bus 禾口 HTl bus。 IOE模塊是10拓展模塊，上面集成了 10個(gè)PCIE8X的slot (槽)，可以插入任何標(biāo)準(zhǔn)全高全長(zhǎng)PCIE卡。IB模塊是把PCIE bus轉(zhuǎn)換為IB (InfiniBand,無(wú)限帶寬網(wǎng)絡(luò))協(xié)議的模塊，采用了 melIanox 公司的 MT25408 芯片。管理模塊是收集、監(jiān)視刀片運(yùn)行信息，控制刀片運(yùn)行的模塊，可以通過(guò)以太網(wǎng)遠(yuǎn)程控制，采用了 IBM公司的P0WERPC405芯片。此刀片主要有2大基本系統(tǒng)構(gòu)成基本功能系統(tǒng)和管理監(jiān)控系統(tǒng)。管理監(jiān)控系統(tǒng)主要由刀片管理子卡和管理模塊構(gòu)成，如錯(cuò)誤！未找到引用源。所示。基本功能系統(tǒng)的構(gòu)成部分如下1) 2 個(gè)龍芯 3A CPU,組成 SMP (Symmetrical Multi-Processing,對(duì)稱(chēng)多處理)架構(gòu)，其中一個(gè)是主CPU (host)，另一個(gè)是從CPU (slave)。主CPU的HTO bus與從CPU的 HTO bus 相連，主 CPU 的 HTl bus 與 AMD chipsets 相連。AMD chipsets 是指北橋 RS780E， 南橋SB710。SMP架構(gòu)和單CPU兩種不同配置情況可以靈活的轉(zhuǎn)換不安裝slave CPU，通過(guò)在 BIOS層禁掉主CPU的ΗΤ0，SMP架構(gòu)就變?yōu)閱蜟PU的配置。2)內(nèi)存龍芯刀片支持8條DDR2內(nèi)存，每個(gè)CPU支持4條內(nèi)存，每條內(nèi)存容量可達(dá)到4GB。 龍芯3A CPU有2個(gè)內(nèi)存控制器，每個(gè)內(nèi)存控制器上連接2條內(nèi)存。3)AMD chipsetsAMD chipsets 包括北橋 RS780E 和南橋 SB710，RS780E 通過(guò) HT bus 與龍芯 3A hostCPU的HTO bus相連。RS780E和SB710之間通過(guò)A-Link bus (AMD由PCIE4X拓展成的協(xié)議)相連。RS780E 的 PCI-E bus 有 22 lanes (22X)，其中一個(gè)PCIE8X通過(guò)中板引向 IOE 模塊， 另一個(gè)PCIE8X通過(guò)中板弓I向IB模塊，還有一個(gè)PCIE4X通過(guò)BCM5709S產(chǎn)生兩個(gè)千兆口。4) USB 口從南橋SB710引出了 4個(gè)USB 口，其中2個(gè)USB通過(guò)中板引入到管理模塊，另外2 個(gè)USB 口引入刀片的前面板上。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)是用戶(hù)可以在本地，即在到刀片前面，可以使用USB設(shè)備，例如USB光驅(qū)、USB鍵盤(pán)鼠標(biāo)、U盤(pán)，也可以通過(guò)以太網(wǎng)遠(yuǎn)程通過(guò)管理模塊使用刀片的USB 口。這些設(shè)計(jì)方便了用戶(hù)多樣化操作需求。5)千兆以太網(wǎng)利用Broadcom公司一款BCM5709S芯片來(lái)產(chǎn)生千兆以太網(wǎng)絡(luò)。BCM5709S具有 PCIE4X的接口，連接北橋RS780E的PCIE4X bus ；它還有2個(gè)千兆serdes接口，通過(guò)中板連接交換模塊。每個(gè)千兆serdes接口只有一對(duì)發(fā)送差分線(xiàn)和一對(duì)接收差分線(xiàn)，信號(hào)線(xiàn)少，有利于刀片的PCB布線(xiàn)。雙千兆網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了刀片的IO吞吐能力，當(dāng)一個(gè)千兆網(wǎng)絡(luò)口壞掉后，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)口能繼續(xù)使用，增強(qiáng)了系統(tǒng)的冗余度。6) Infiniband 網(wǎng)絡(luò)北橋的一個(gè)PCIE8X通過(guò)中板引入IB模塊。IB模塊上有一個(gè)HCA(Host Channel Adapter) IC (型號(hào) MT25408)，此 HCA IC 把 PCIE8X bus 轉(zhuǎn)換成 Infiniband 網(wǎng)絡(luò)，通過(guò) IB 模塊向外提供單向可達(dá)40Gbps的infiniband網(wǎng)絡(luò)口。Infiniband網(wǎng)絡(luò)具有高帶寬、低延遲的特點(diǎn)，是目前絕大部分HPC計(jì)算機(jī)采用的網(wǎng)絡(luò)。本專(zhuān)利的此種設(shè)計(jì)，使龍芯3A刀片具備了搭建HPC計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)條件。7) PCIE 設(shè)備北橋的一個(gè)PCIE8X通過(guò)中板連接到IOE模塊上一個(gè)PCIE8X slot。借助于IOE模塊可以支持任何標(biāo)準(zhǔn)的全高全長(zhǎng)(全高111. 15mm，全長(zhǎng)312. OOmm)的PCIE卡，當(dāng)然向下兼容更小尺寸的標(biāo)準(zhǔn)PCIE卡，例如全高半長(zhǎng)、半高半長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)PCIE卡。這大大方便了用戶(hù)，用戶(hù)可以隨意在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)標(biāo)準(zhǔn)的PCIE卡就能插入IOE模塊，而不用向刀片廠(chǎng)商購(gòu)買(mǎi)或定制特制的PCIE卡。8) VGA 顯示此刀片可以選擇兩種VGA顯示，一種是利用RS780E自身集成顯卡提供的VGA信號(hào) ，如錯(cuò)誤！未找到引用源。中所標(biāo)示的VGA2，另一種是利用在SB710的PCI bus上所連的顯卡IC提供的VGA信號(hào)，如錯(cuò)誤！未找到引用源。中所標(biāo)示的VGA1。VGAl和VGA2信號(hào)經(jīng)過(guò)顯卡切換IC來(lái)選擇VGAl或者VGA2來(lái)輸出，顯卡切換IC的切換是由刀片管理子卡來(lái)控制實(shí)現(xiàn)。此刀片設(shè)計(jì)兩路VGA的目的是針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)靈活選擇不同的VGA。RS780E 提供的VGA具有3D加速功能，可以提供非常清晰的動(dòng)畫(huà)顯示效果，適用于對(duì)視頻要求非常高的場(chǎng)合，但缺點(diǎn)是較多的占用CPU資源；PCI顯卡提供的VGA，視頻效果較差，但字母文本顯示沒(méi)有問(wèn)題，占用較少的CPU的資源，適用于高性能計(jì)算領(lǐng)域。從顯卡切換IC輸出的VGA—路引向前面板上的VGA 口，可以本地顯示，另一路經(jīng)過(guò)中板引向管理模塊，可以通過(guò)千兆網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程VGA顯示。此設(shè)計(jì)提供了兩種靈活的VGA 顯不方案。[0045]管理監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成部分如下1)溫度采集點(diǎn) 風(fēng)向是從前面板流向中板。在此刀片上布置了 6個(gè)溫度采集點(diǎn)。在進(jìn)風(fēng)口布置2個(gè)測(cè)試點(diǎn)T1、T2，原則是盡量靠近前面板，且在板子兩側(cè)，盡可能真實(shí)的反映進(jìn)風(fēng)溫度；在刀片的出風(fēng)口布置2個(gè)測(cè)試點(diǎn) Τ5、Τ6，原則是盡量靠近中板，在板子兩側(cè)各自布置一個(gè)，原則上能反映出風(fēng)的問(wèn)題；在此板子上散熱的最大的器件，即CPU邊放置2個(gè)測(cè)溫點(diǎn)T3、T4，用來(lái)監(jiān)控預(yù)警CPU過(guò)熱狀態(tài)。這些測(cè)溫點(diǎn)的數(shù)據(jù)被刀片管理子卡收集，然后通過(guò)RS485 bus傳給管理模塊，由管理模塊來(lái)判斷溫度是否異常。如果溫度異常，管理模塊通過(guò)RS485 bus通知刀片管理子卡， 然后由刀片管理子卡點(diǎn)亮刀片前面板上的錯(cuò)誤燈，讓錯(cuò)誤燈間斷閃爍紅色，進(jìn)行報(bào)警。2)電壓采集電路把刀片上供電系統(tǒng)(power system)的電壓12V、3. 3V、1. IV、1. 8V、2. 5V引入刀片管理子卡監(jiān)控，刀片管理子卡采集電壓信息，然后通過(guò)RS485 bus傳給管理模塊，由管理模塊來(lái)判斷電壓是否異常。如果電壓異常，管理模塊通過(guò)RS485 bus通知刀片管理子卡，然后由刀片管理子卡點(diǎn)亮刀片前面板上的錯(cuò)誤燈，錯(cuò)誤燈會(huì)一直顯示藍(lán)色。3)開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)電路開(kāi)機(jī)按鈕在前面板上，開(kāi)機(jī)的按鈕發(fā)出的開(kāi)機(jī)或者關(guān)機(jī)命令傳給刀片管理子卡， 由刀片管理子卡收集，然后通過(guò)RS485 bus傳給管理模塊，由管理模塊來(lái)判斷此刀片在那時(shí)是否具備開(kāi)機(jī)或者關(guān)機(jī)條件。如果具備開(kāi)關(guān)機(jī)條件，管理模塊通過(guò)RS485 bus通知刀片管理子卡，讓刀片管理子卡控制主板開(kāi)關(guān)機(jī)電路執(zhí)行開(kāi)機(jī)或者關(guān)機(jī)動(dòng)作。4)報(bào)警電路錯(cuò)誤燈在前面板上，錯(cuò)誤燈是一個(gè)雙色燈，用不同的顏色區(qū)別不同的故障。當(dāng)主板溫度異常時(shí)會(huì)間斷的閃爍紅色；當(dāng)主板的電壓異常時(shí)，會(huì)常亮藍(lán)色。錯(cuò)誤燈的顯示由刀片管理子卡和管理模塊控制，上面已經(jīng)闡述。5)刀片管理子卡刀片管理子卡采用了 ATMEL公司的AT89S52芯片和PHILIPS公司的LPC2132芯片。刀片管理子卡和管理模塊配合負(fù)責(zé)監(jiān)視主板的溫度和電壓信息，并控制VGA切換、主板的開(kāi)關(guān)機(jī)，對(duì)主板的溫度異常、電壓異?？刂魄懊姘宓腻e(cuò)誤燈進(jìn)行報(bào)警顯示。刀片管理子卡和管理模塊之間通過(guò)RS485 bus進(jìn)行通訊，兩者之間傳輸?shù)男畔⑹菧囟刃畔ⅰ㈦妷盒畔?、開(kāi)關(guān)機(jī)信息、報(bào)警信息、VGA切換信息。
權(quán)利要求1.一種基于龍芯3A CPU的刀片服務(wù)器，其特征在于包括主板和中板，主板包括龍芯 3A CPU, RS780E芯片，SB710芯片，內(nèi)存，網(wǎng)卡，顯卡，外設(shè)接口和刀片管理子卡；其中，龍芯3A CPU通過(guò)HT總線(xiàn)與RS780E芯片相連接，RS780E通過(guò)4位A-Link總線(xiàn)與SB710芯片相連接，顯卡通過(guò)PCI總線(xiàn)與SB710芯片相連接，龍芯3A CPU通過(guò)自帶的兩個(gè)控制器與4條連接，網(wǎng)卡通過(guò)pcie 4x總線(xiàn)與RS780E芯片相連接；龍芯刀片通過(guò)自身的接插件插在中板的接插件上。
2.如權(quán)利要求1所述的刀片服務(wù)器，其特征在于所述中板包括管理模塊，交換模塊， IOE模塊和IB模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的刀片服務(wù)器，其特征在于所述管理模塊為IBM公司的 P0WERPC405芯片，并通過(guò)兩個(gè)USB 口與SB710芯片相連接，以及通過(guò)VGA總線(xiàn)與網(wǎng)卡相連接。
4.如權(quán)利要求2所述的刀片服務(wù)器，其特征在于所述交換模塊為千兆網(wǎng)卡接口，網(wǎng)卡通過(guò)2條千兆口與交換模塊相連接。
5.如權(quán)利要求2所述的刀片服務(wù)器，其特征在于所述IOE模塊為IO擴(kuò)展接口，包括 10個(gè)pcie8X的接口，并直接與RS780E芯片相連接。
6.如權(quán)利要求2所述的刀片服務(wù)器，其特征在于所述IB模塊mellanox公司的 MT25408芯片，并通過(guò)pcie 8x與RS780E芯片相連接。
7.如權(quán)利要求1所述的刀片服務(wù)器，其特征在于所述刀片服務(wù)器包括兩個(gè)龍芯3A CPU,組成對(duì)稱(chēng)多處理架構(gòu)，一個(gè)為主CPU，一個(gè)為從CPU，兩個(gè)CPU之間通過(guò)HT總線(xiàn)相連接。
8.如權(quán)利要求1所述的刀片服務(wù)器，其特征在于所述顯卡與RS780E芯片內(nèi)集成的顯卡可以通過(guò)VGA切換電路進(jìn)行視頻信號(hào)切換。
9.如權(quán)利要求1所述的刀片服務(wù)器，其特征在于所述刀片管理子卡為ATMEL公司的 AT89S52芯片和PHILIPS公司的LPC2132芯片，所述刀片管理子卡接收六個(gè)溫度采集點(diǎn)信號(hào)和電壓采集電路采集的電壓信息，并通過(guò)RS485總線(xiàn)傳輸給管理模塊。
10.如權(quán)利要求1所述的刀片服務(wù)器，其特征在于所述主板還包括開(kāi)關(guān)機(jī)電路和報(bào)警電路。
專(zhuān)利摘要一種基于龍芯3A CPU的刀片服務(wù)器，包括主板和中板，主板包括龍芯3A CPU，RS780E芯片，SB710芯片，內(nèi)存，網(wǎng)卡，顯卡，外設(shè)接口和刀片管理子卡；龍芯3A CPU通過(guò)HT總線(xiàn)與RS780E芯片相連接，RS780E通過(guò)4位A-Link總線(xiàn)與SB710芯片相連接，顯卡通過(guò)PCI總線(xiàn)與SB710芯片相連接，龍芯3A CPU通過(guò)自帶的兩個(gè)控制器與4條連接，網(wǎng)卡通過(guò)pcie 4x總線(xiàn)與RS780E芯片相連接；龍芯刀片通過(guò)自身的接插件插在中板的接插件上。
文檔編號(hào)G06F1/16GK202102335SQ201120156138
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者劉新春, 尹寧寧, 李豐旺, 李永成, 楊曉君, 邵宗有, 鄭臣明 申請(qǐng)人:曙光信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司