专利名称：多处理器系统及切换cpu方法
技术领域：
本发明是有关于一种多处理器系统的开机异常解决技术，且特别是有关于一
种切换CPU以管理开机异常问题的技术。
背景技术：
两个或多个微处理器一起工作来完成某个任务的系统称为"多处理器系统
(Multiprocessor System)"，它是为高端工作站或服务器而设计的。多处理器 系统具有至少两个中央处理单元(CPU)，通过多个CPU联合作业以提高系统整体处 理效能。
一般而言，多处理器系统开机时，首先由指定单一的开机CPU (称为CPUO) 作为Boot Strap Processor (BSP，启动捆绑处理器)，其通过北桥耦接至南桥； 接着，CPUO提供启动信息，如初始化中断控制器、存储器控制器、PCI控制器与 串口，负责处理开机时基本输入输出系统(BIOS)的指令，以进行系统初始化作业并 载入操作系统(OS)。而开机时被定义为应用CPU (application processors)的其他 CPU,被设定处于等待状态(wait state)。而通过通用输入输出端口 (GPIO)耦接 至多处理器系统的基板管理控制器(baseboard management controller, BMC)主要 用于检测多处理器系统是否启动，其检测过程为首先系统上电，BMC开始计时， 同时，读取电平的变化情况，该电平变化由多处理器系统中的BIOS (Basic 1叩ut/0utput System,基本输入输出系统)进行改变，当系统无法正常启动时， 该电平不会发生变化，当BMC计时到一个预订的值时，电平仍然不发生变化，则可 以判断系统没有启动。
一般情况下，当多处理器系统用久或操作不当时，CPUO可能会损坏或线路部 分出现问题，而这时，需要切换多处理器系统中的CPU。
专利号为TW00439025的台湾专利，提出一种具有多数的CPU的多处理器型电 脑，特别关于根据电脑的驱动电源而能够动态地控制驱动的CPU的数量的电脑，以实现对需要电池动作的手提电脑最适合的多处理器构成。CPU(0tt) CPU(3tt)的4 个CPU，将分别根据并联度切换部控制其动作，停止动作，根据电源供给源的种类、 发热量、动作中的CPU的负荷，或者依照使用者的系统软件的动作环境设定，而设 定同时动作的CPU之数，亦即CPU并联度。
上述方法通过改变CPU的驱动电源，使之并联来动态控制驱动的CPU的数量， 而不能解决当CPU0不能正常工作采用换取另一颗CPU的技术问题。在CPU内集成 有北桥功能的多处理器系统中认定只要通过超传送标准总线(HT总线)与南桥相 连的就是CPU0，如果CPUO的插座(SOCKET)或线路部分坏了，那么整个多处理器 系统都无法正常工作了，需要将整个主板进行报废。以扁D多处理器为例，来说明 在CPU内集成北桥功能的多处理系统存在的技术缺陷。AMD处理器与Intel处理器 搭建的多处理器系统的一个很大不同Intel处理器是通过前段总线共用一个北桥 控制器，任意一颗CPU都能作为CPUO工作；AMD处理器内建了北桥控制器，所以 在多处理器系统中各个CPU都有独立的北桥。参照图l，其为传统AMD多处理器系 统的结构示意图。DRAM (动态随机存取存储器)lll分别耦接至CPUlOl、 CPU103、 CPU105以及CPU107，各CPU相互连接，由于硬体线路的限制，如图，只有一颗CPU 即CPU101能够作为CPUO通过HT BUS (Hyper Transport BUS,超传送标准总线) 直接跟南桥(SB) 109连接。因此上述方法并不能达到切换多处理器系统中的CPU 的目的，当作为启动多处理器系统的CPUO或者线路部分发生故障时，整个系统就 无法工作，系统就报废了，增加了整个系统的成本。
发明内容
本发明的目的之一在提供一种多处理器系统，以解决现有技术只有一颗CPU 能启动系统，当这颗CPU或者线路部分发生故障时，整个系统就无法工作而导致系 统报废而增加了整个系统的成本的问题。
本发明的另一目的在提供一种切换CPU方法，以解决现有技术只有一颗CPU 能启动系统，当这颗CPU或者线路部分发生故障时，整个系统就无法工作而导致系 统报废而增加了整个系统的成本的问题。
本发明提出一种多处理器系统，包括第一CPU、第二CPU、南桥以及超传送 集线器。第一CPU包括北桥以及至少一超传送标准总线。第二CPU包括北桥以及至少一超传送标准总线。南桥包括超传送标准总线。超传送集线器耦接至第一CPU、
第二CPU及南桥的超传送标准总线，用以将南桥的超传送标准总线连接至第一CPU 的超传送标准总线，而使南桥与第一CPU及其中的北桥一起运作，来启动多处理器 系统，当第一 CPU无法正常工作或线路部分损坏时，超传送集线器使第二 CPU的超
传送标准总线连接至南桥的超传送标准总线。
本发明另提出一种多处理器系统，其包括多个CPU、南桥以及超传送集线器。
此系统中的每一 CPU包括北桥以及至少一超传送标准总线，而南桥也包括有超传送 标准总线，当南桥的超传送标准总线连接至任一个CPU的超传送标准总线时，南桥 与被连接的CPU及其中的北桥一起运作，来启动多处理器系统。前述超传送集线器 耦接至每一 CPU的超传送标准总线以及南桥的超传送标准总线，用以选择任一个 CPU的超传送标准总线，使其连接至南桥的超传送标准总线，当被选择的CPU无法 正常工作或线路部分损坏时，超传送集线器选择另一个CPU的超传送标准总线，使
其连接至南桥的超传送标准总线。
依照本发明的实施例所述的多处理器系统，上述超传送集线器为多路开关。
依照本发明的实施例所述的多处理器系统，其中的CPU的数目共有四个，且
多路开关为四路开关。
依照本发明的实施例所述的多处理器系统，上述多处理器系统还包括周边电 路，外设于多处理器系统的机箱面板之上且耦接至超传送集线器，用以通过手动来
控制超传送集线器，切换选择CPU的超传送标准总线与南桥的超传送标准总线连接。
依照本发明的实施例所述的多处理器系统，上述多处理器系统还包括基板管
理控制器。基板管理控制器通过通用输入输出端口 (GPIO)耦接至超传送集线器。
此基板管理控制器包括软件自动控制单元以及检测单元。软件自动控制单元用以
自动控制超传送集线器，切换选择CPU的超传送标准总线与南桥的超传送标准总线
连接。检测单元用以检测多处理器系统是否启动以及重启多处理器系统。
本发明提出切换CPU方法，其步骤之一为提供第一 CPU、第二CPU及南桥，第 一 CPU及第二 CPU皆包括北桥以及至少一超传送标准总线，且南桥也包括超传送标 准总线。其另一步骤为使南桥的超传送标准总线连接至第一 CPU的超传送标准总 线，而使南桥与第一CPU及其中的北桥一起运作，来启动多处理器系统。其还包括步骤当第一CPU无法正常工作或线路部分损坏时，使第二 CPU的超传送标准总线 连接至南桥的超传送标准总线。
本发明因采用多处理器系统及切换CPU方法，因此可通过超传送集线器自由
选择切换CPU来作为启动系统的CPU使用。或者如果作为启动系统的CPU出现问题， 不用打开机箱就可以按照手册切换另一颗CPU来启动系统继续工作。启动系统的 CPU不能正常工作或者线路部分坏了，整块主板也不用报废，可以切换另一颗CPU
继续使用，减少了更换整块主板的费用，降低了整个系统的成本。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实 施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1绘示为传统細D多处理器系统的结构示意图。
图2绘示为本发明实施例的一种多处理器系统的结构示意图。
图3绘示为本发明实施例的一种多处理器系统的具体的结构示意图。
图4绘示为本发明实施例的超传送集线器的结构示意图。
图5绘示为本发明实施例的另一种多处理器系统的具体的结构示意图。
图6绘示为本发明实施例的一种切换CPU方法的流程图。
具体实施例方式
本发明的特征之一在于设置超传送集线器，可以选择任一颗CPU启动，从而 减少了更换整块主板的费用，降低了整个系统的成本。
参照图2，其绘示为本发明实施例的一种多处理器系统的结构示意图。它包括 CPU101、 CPU103、南桥109以及超传送集线器201。 CPU101包括北桥以及至少 一超传送标准总线。CPU103包括北桥以及至少一超传送标准总线。本实施例中， CPU101与CPU103其实可以具有3个超传送标准总线，但只使用到其中的2个。
南桥109也包括有超传送标准总线。超传送集线器201耦接至CPUIOI、 CPU103及南桥109的超传送标准总线，用以将南桥109的超传送标准总线连接至 CPU101的超传送标准总线，而使南桥109与CPU101及其中的北桥一起运作，来 启动多处理器系统200，当CPU101无法正常工作或线路部分损坏时，超传送集线器201使CPU103的超传送标准总线连接至南桥109的超传送标准总线。
参照图3，其绘示为本发明实施例的一种多处理器系统的具体的结构示意图。 本实施例以4个CPU为例，它包括CPU101、 CPU103、 CPU105、 CPU107、南 桥109以及超传送集线器201 。各CPU之间相互连接，且每个CPU都包含有北桥 以及3组HT总线。每个CPU都能作为启动CPU来启动多处理器系统200。如图， CPU103通过HT2耦接至CPU101的HTO， CPU105通过HT2耦接至CPU103的 HT1， CPU107通过HTO耦接至CPU103的HT1以及通过HT1耦接至CPU101的 HT2。其中，HTO、 HT1以及HT2仅为各CPU的HT总线控制器的代号，其主要 作为连接之用，故本发明使用HTO、 HT1以及HT2来代表CPU的连接端点。本实 施例中，各CPU都具有3组HT总线，且透过这些HT总线来两两连接，但并非 用以限定本发明，任何其他型式的CPU只要具有至少一组HT总线皆在本发明的 保护范围内。
南桥109也包括有超传送标准总线。超传送集线器201耦接至各个CPU，同 样地，通过HT总线与各个CPU进行连接，用以将南桥109的超传送标准总线连 接至CPUIOI的超传送标准总线，而使南桥109与CPU101及其中的北桥一起运作， 来启动多处理器系统200，当CPU101无法正常工作或线路部分损坏时，超传送集 线器201使其余CPU中的任一颗CPU的超传送标准总线连接至南桥109的超传送 标准总线。在超传送集线器201上还连接有周边电路303，外接于多处理器系统200 的机箱面板之上且耦接至超传送集线器201，用以通过手动来控制超传送集线器 201，切换选择一CPU的一超传送标准总线与南桥的超传送标准总线连接。
参照图4，其绘示为本发明实施例的超传送集线器的结构示意图。它包括多个 输入端总线和一个输出端总线，其中，每个输入端总线401以及输出端总线403 都为80pin，且都是单向传输，因此，每个总线共包含的传输线为 CADIN—DP[15..0], CADIN—DN[15..0], CADOUT—DP[15..0]， CADOUT一DN[15..0]， CLKIN—DP[l..O], CLKIN—DN[l..O], CLKOUT—DP[l..O], CLKOUT—DN[1..0], CTLIN—DP[l..O], CTLIN_DN[1..0]， CTLOUT_DP[1..0], CTLOUT_DN[l ()]。
因本发明采用单向传输，所以可保证资料传输时带宽足够大。如图，本发明 实施例选用4路开关，其4个输入端总线401可分别连接最多4个CPU，另一个 输出端总线403连接南桥，可通过选择一 CPU的一超传送标准总线与南桥的超传送标准总线连接，使连接南桥的CPU启动系统。图中的多路开关为4路开关，但
并非限定本发明，其可以是大于4路的多路开关，也可以是2路或者3路开关(用 于两颗CPU或者三颗CPU的多处理器系统)其主要是做为选择CPU之用。
参照图5，其绘示为本发明实施例的另一种多处理器系统的具体的结构示意 图。仍以4个CPU为例，它包括CPU101、 CPU103、 CPU105、 CPU107、南桥 109以及超传送集线器201。各CPU之间相互连接，且每个CPU都包含北桥以及 至少三个超传送标准总线。每个CPU都能作为启动CPU来启动多处理器系统200。 南桥109包括超传送标准总线。超传送集线器201耦接至各个CPU,用以将南桥 109的超传送标准总线连接至CPU101的超传送标准总线，而使南桥109与CPU101 及其中的北桥一起运作，来启动多处理器系统200，当CPU101无法正常工作或线 路部分损坏时，超传送集线器201使其余CPU中的一颗CPU的超传送标准总线连 接至南桥109的超传送标准总线。各CPU以及超传送集线器201的连接关系及工 作原理和图3中各CPU以及超传送集线器201相同，此处不再赘述。本发明的多 处理器系统200还包括基板管理控制器501，通过通用输入输出端口 (GPIO)耦 接至该超传送集线器201，它包括软件自动控制单元503以及检测单元505。软 件自动控制单元503用以自动控制该超传送集线器201，切换选择任一 CPU的一 超传送标准总线与该南桥109的超传送标准总线连接。上述软件自动控制单元503 通过软件编程对超传送集线器201进行控制。检测单元505用以检测多处理器系统 是否启动以及重启多处理器系统。
当上述多处理器系统200工作时，首先由默认的一颗CPU启动多处理器系统 200，同时，基板管理控制器501的检测单元505开始计时并察看电平是否变化， 当基板管理控制器达到一预订的值，如2分钟，如果电平未发生变化时，则可判断 多处理器系统200没有启动，这时，可根据操作手册手动控制周边电路303，使超 传送集线器201切换到另一颗CPU，接着重启多处理器系统200。或者，可由软件 自动控制器503根据预先软件编程设定的参数，如设定"O"为不导通，"1"为导通， 则可根据"01"数位来确定超传送集线器201中的一路导通，该些参数通过GPIO控 制超传送集线器201，使超传送集线器201切换到另一颗CPU，接着重启多处理器 系统200。此处设定的参数仅为一实施例，也可通过如设定电磁阀开关的打开角度 使其中一路导通等方式，并不局限于本实施例所表现的此种方式。参照图6，其绘示为本发明实施例的一种切换CPU方法的流程图。由上述系
统之叙述，可得一种切换CPU方法，包括
首先，提供第一CPU、第二CPU及南桥，第一CPU及第二CPU皆包括北桥
以及至少一超传送标准总线，且南桥也包括超传送标准总线。
接着，使南桥的超传送标准总线连接至第一CPU的超传送标准总线，而使南 桥与第一CPU及其中的北桥一起运作，来启动多处理器系统。
最后，当第一 CPU无法正常工作或线路部分损坏时，使第二CPU的超传送
标准总线连接至南桥的超传送标准总线。
其具体为
S610:检测第一CPU是否工作。当多处理器系统上电运行后，基板管理控制 器开始计时并察看电平是否变化，当基板管理控制器达到一预订的值，如5分钟， 如果电平未发生变化时，则可判断多处理器系统没有启动。
S620:切换选择多处理器系统的另一 CPU的一超传送标准总线与南桥的超传 送标准总线连接。
S630:重启多处理器系统。
综上所述，在本发明的多处理器系统及切换CPU方法，可通过超传送集线器 自由选择切换CPU来作为启动系统的CPU使用。或者如果作为启动系统的CPU 出现问题，不用打开机箱就可以按照手册切换另一颗CPU来启动系统继续工作。 启动系统的CPU不能正常工作或者线路部分坏了，整块主板也不用报废，可以切 换另一颗CPU继续使用，减少了更换整块主板的费用，降低了成本。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习 此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明 的保护范围当以权利要求所界定的为准。
权利要求
1. 一种多处理器系统，包括一第一CPU，包括北桥以及至少一超传送标准总线；一第二CPU，包括北桥以及至少一超传送标准总线；一南桥，包括超传送标准总线；以及一超传送集线器，耦接至该第一CPU、该第二CPU及该南桥的超传送标准总线，用以将该南桥的超传送标准总线连接至该第一CPU的超传送标准总线，而使该南桥与该第一CPU及其中的北桥一起运作，来启动该多处理器系统，当该第一CPU无法正常工作或线路部分损坏时，该超传送集线器使该第二CPU的超传送标准总线连接至该南桥的超传送标准总线。
2. 如权利要求1所述的多处理器系统，其特征在于，该超传送集线器为一多 路开关。
3. 如权利要求2所述的多处理器系统，其特征在于，该多处理器系统的CPU 的数目共有四个，该多路开关为一四路开关。
4. 如权利要求1所述的多处理器系统，其特征在于，该多处理器系统还包括 一周边电路，外设于该多处理器系统的机箱面板之上且耦接至该超传送集线器，用 以通过手动来控制该超传送集线器，切换选择该第一 CPU或该第二 CPU的超传送 标准总线与该南桥的超传送标准总线连接。
5. 如权利要求1所述的多处理器系统，其特征在于，该多处理器系统还包括 一基板管理控制器，通过一通用输入输出端口耦接至该超传送集线器，包括一软件自动控制单元，用以自动控制该超传送集线器，切换选择该第一CPU或该第二 CPU的超传送标准总线与该南桥的超传送标准总线连接。
6. 如权利要求5所述的多处理器系统，其特征在于，该基板管理控制器还包括一检测单元，用以检测该多处理器系统是否启动以及重启该多处理器系统。
7. —种多处理器系统，包括多个CPU，每一 CPU包括北桥以及至少一超传送标准总线；一南桥，其包括有超传送标准总线，当该南桥的超传送标准总线连接至任一个该些CPU的超传送标准总线时，该南桥与被连接的CPU及其中的北桥一起运作，来启动该多处理器系统；以及一超传送集线器，耦接至每一 CPU的超传送标准总线以及该南桥的超传送标 准总线，用以选择任一个该些CPU的超传送标准总线，使其连接至该南桥的超传 送标准总线，当被选择的CPU无法正常工作或线路部分损坏时，该超传送集线器 选择另一个CPU的超传送标准总线，使其连接至该南桥的超传送标准总线。
8. 如权利要求7所述的多处理器系统，其特征在于，该超传送集线器为一多 路开关。
9. 如权利要求8所述的多处理器系统，其特征在于，该多处理器系统的CPU 的数目共有四个，该多路开关为一四路开关。
10. 如权利要求7所述的多处理器系统，其特征在于，该多处理器系统还包括 一周边电路，外设于该多处理器系统的机箱面板之上且耦接至该超传送集线器，用 以通过手动来控制该超传送集线器，切换选择任一 CPU的超传送标准总线与该南 桥的超传送标准总线连接。
11. 如权利要求7所述的多处理器系统，其特征在于，该多处理器系统还包括 一基板管理控制器，通过一通用输入输出端口耦接至该超传送集线器，包括一软件自动控制单元，用以自动控制该超传送集线器，切换选择任一 CPU的超传送标准总线与该南桥的超传送标准总线连接。
12. 如权利要求11所述的多处理器系统，其特征在于，该基板管理控制器还包括一检测单元，用以检测该多处理器系统是否启动以及重启该多处理器系统。
13. —种切换CPU的方法，包括提供一第一 CPU、 一第二 CPU及一南桥，该第一 CPU及该第二 CPU皆包括 北桥以及至少一超传送标准总线，且该南桥也包括超传送标准总线,-使该南桥的超传送标准总线连接至该第一 CPU的超传送标准总线，而使该南 桥与该第一CPU及其中的北桥一起运作，来启动该多处理器系统；以及当该第一 CPU无法正常工作或线路部分损坏时，使该第二 CPU的超传送标 准总线连接至该南桥的超传送标准总线。
14. 如权利要求13所述的切换CPU方法，其特征在于，该方法还包括检测该多处理器系统当前是否无法启动，若是，该第一CPU不在工作。
15. 如权利要求13所述的切换CPU方法，其特征在于，该方法还包括.-检测该系统当前不运行的时间已达到预设值，若是，该第一CPU不在工作。
16. 如权利要求13所述的切换CPU方法，其特征在于，该方法还包括 通过一通用输入输出端口来切换选择连接到南桥的CPU。
全文摘要
本发明提出一种多处理器系统及切换CPU方法，包括第一CPU、第二CPU、南桥以及超传送集线器。第一CPU以及第二CPU包括北桥以及至少一超传送标准总线。南桥包括超传送标准总线。超传送集线器耦接至第一CPU、第二CPU及南桥的超传送标准总线，用以将南桥的超传送标准总线连接至第一CPU的超传送标准总线，而使南桥与第一CPU及其中的北桥一起运作，来启动多处理器系统，当第一CPU无法正常工作时，超传送集线器使第二CPU的超传送标准总线连接至南桥的超传送标准总线。
文档编号G06F13/40GK101452437SQ200710193330
公开日2009年6月10日 申请日期2007年12月3日 优先权日2007年12月3日
发明者辉 林, 邱国书 申请人:英业达股份有限公司