专利名称：一种通过cpld或fpga实现pcie设备热插拔的方法
技术领域：
本发明涉及一种计算机应用技术领域，具体地说是ー种通过CPLD或FPGA实现PCIE设备热插拔的方法。
背景技术：
PCIE设备的热插拔，对提高计算机系统的Reliability, Availability,Serviceability (RAS)有着重要作用。之前的热插拔系统由PCIE HOST、PCA9555、PCIEHot-Plug Controller 实现。每个PCIE HOST下面最多可以挂九个可以热插拔的PCIE设备，大型计算机系统中，有多个PCIE HOST。这样，有多个要热插拔的PCIE，就得用很多个PCA9555芯片。不仅所用器件多，成本大，功耗高；而且占很大的板卡空间。不利于系统的小型化，低成本化，低功耗化。传统平台中，PCIE热插拔的时候，P12V、P3V3断电，而P3V3_STBY电依然存在。热插拔是在带电的情况下进行的。有烧坏PCIE设备的风险。故需优化。传统平台中，是在计算机系统运行中，通过按按钮去通知系统需要热插拔PCIE设备。设计时，需要在计算机硬件板卡上添加热插拔按钮，増加成本。操作时，需要对计算机进行带电开箱操作。操作不便，不安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过CPLD或FPGA实现PCIE设备热插拔的方法。硬件系统包括PCIE HOST、CPLD/FPGA、PCIE HOT-PLUG CONTROLLER、PCIE 插槽共同搭建系统硬件平台，其中
PCIE HOST下面挂接多个PCA9555功能模块，通过PCA9555功能模块，在CPLD/FPGA内部模拟实现SMBUS转GPIO的功能；通过地址A2、A1、A0区分不同的PCA9555 ；PCIE HOST与PCA9555通过SMBUS相互通信；
IIC/SMBUS CONTROL模块在写操作吋，负责从SMBUS上读取8bit的串行数据，传送给INPUT/OUTPUT PORT，在读操作时，负责把INPUT/OUTPUT PORT的信息转换成8bit的串行数据，通过 SMBUS 传送给 PCIE HOST, INPUT/OUTPUT PORT 中 8 byte 的 register 有着各自不同的功能，
P3V3_STBY_EN MODE:对PCIE设备的P3V3_STBY电进行控制，完成在不插卡及在PCIE设备的P12V、P3V3掉电情况下，去掉P3V3_STBY电，实现不带电热插拔，而在P12V、P3V3上电时，P3V3_STBY正常供电，实现PCIE设备正常工作；
BMC_C0NTR0L:BMC向CPLD/FPGA发送热移除或热添加命令，CPLD/FPGA检测到命令以后，模拟ー个低脉冲按钮的功能，使PWR_SW# bit置O ; 操作过程如下
热移除设备操作1)在开机以后，在OS下。用户按下ATTN(注意)按钮，或BMC发出热插拔命令给CPLD/FPGA,表示将热移除 PCIE, PWR_SW# bit 置 O ;
2)引发中断，通过SMBUS通知系统有热插拔动作发生；
3)系统试图断开与该PCIE设备的信息传递，并将其从PCIE总线上卸除；
4)如果卸载成功，系统将PWREN置O，关闭PCIE设备的P3V3，P12V电压；
5)PCIE设备的电压P3V3，P12V关闭以后，P12V_PWRGD为低，关闭P3V3_STBY ；
6)Present Pin侦测PCIE插槽是否存在设备，侦测不存在PRSNT# bit置I ;
热添加设备操作
1)把PCIE设备卡插入未上电的PCIE插槽；
2)侦测PCIE插槽是否存在设备，侦测存在，P3V3_STBY_EN置高开启P3V3_STBY；
3)进入OS以后，用户按下ATTN(注意)按钮，或BMC发出热插拔命令给CPLD/FPGA，表示发生热添加事件，PWR_SW# bit置O ;
4)通过SMBUS，通知系统PCIEHOST有热插拔动作发生；
5)PffR EN信号置高，给PCIE设备供电P12V、P3V3 ;
6)重新列举PCI总线器件，发现新设备时，给相应驱动器加载，然后初始化该设备并准备处理相应I/o设备。本发明的有益效果是PCIE热插拔，可以有效的避免因更换、添加系统硬件而需关机计算机系统的情況，对于提高系统的可靠性、可用性、实用性以及可扩展性有着重要的意义。针对技术背景中提到的缺陷，把计算机系统的时序控制和PCIE设备热插拔控制整合到一起，用可编程逻辑器件CPLD/FPGA实现PCA9555的功能。这样，就不用使用PCA9555芯片，減少器件的使用，降低系统成本，降低功耗，节省板卡空间，使得计算机系统更加低功耗，可靠、稳定、可扩展性提高。本发明的目的是按以下方式实现的，增加对PCIE设备P3V3_STBY的控制，使PCIE可在完全不带电的情况下热插拔。
采用BMC (基板管理控制器)向CPLD/FPGA发送命令去实现热插拔，可实现远程控制PCIE的热插拔,操作方便、快捷,安全。I、用可编程逻辑器件CPLD/FPGA去实现PCIE设备热插拔功能。減少系统中PCA9555或PCA9554芯片的使用(以下所有的PCA9555代指PCA9555或PCA9554)。减少硬件成本，減少硬件系统所占板卡空间，降低系统功耗。还可以通过修改代码，改变、添加热插拔的相关功能，能对系统不断改进，具有可塑性、可扩展性；
2、传统平台中，PCIE设备热插拔吋，P12V、P3V3断电，而P3V3_STBY电依然存在。热插拔是在带电的情况下进行的，有烧坏PCIE设备的风险。针对该问题，对系统进行改进，实现在完全不带电情况下热插拔PCIE设备；
3、PCIE的热插拔操作，可通过两种方式实现。一是在计算机机体上按按钮去通知系统，需要热插拔PCIE设备。ニ是通过BMC (基板管理控制器)向CPLD/FPGA发送命令去实现热插拔，采用这种方法，可实现PCIE热插拔的远程操作。
图I是系统结构如 图2是功能框 图3是写操作流程 图4是读操作流程图。
具体实施例方式參照说明书附图对本发明的方法作以下详细地说明
(1)硬件系统由PCIE HOST、CPLD/FPGA、PCIE HOT-PLUG CONTROLLER、PCIE 插槽按照图2搭建系统硬件平台；
(2)模块介绍
PCA9555 :根据PCA9555功能。在CPLD/FPGA内部模拟实现SMBUS转GPIO的功能。功能框图如图2所示
PCIE HOST下面挂接多个PCA9555，通过地址A2、Al、AO区分不同的PCA9555。PCIEHOST与PCA9555通过SMBUS相互通信。IIC/SMBUS CONTROL模块在写操作时，负责从SMBUS上读取8bit的串行数据，传送给INPUT/OUTPUT PORT。在读操作时，负责把INPUT/OUTPUTPORT的信息转换成8bit的串行数据，通过SMBUS传送给PCIE HOST。INPUT/OUTPUT PORT中8 byte的register有着各自不同的功能,描述如下表
权利要求
1.一种通过CPLD或FPGA实现PCIE设备热插拔的方法，其特征在于硬件系统包括PCIE HOST、CPLD/FPGA、PCIE HOT-PLUG CONTROLLER、PCIE 插槽共同搭建系统硬件平台，其中 PCIE HOST下面挂接多个PCA9555功能模块，通过PCA9555功能模块，在CPLD/FPGA内部模拟实现SMBUS转GPIO的功能；通过地址A2、A1、A0区分不同的PCA9555 ；PCIE HOST与PCA9555通过SMBUS相互通信； IIC/SMBUS CONTROL模块在写操作时，负责从SMBUS上读取8bit的串行数据，传送给INPUT/OUTPUT PORT，在读操作时，负责把INPUT/OUTPUT PORT的信息转换成8bit的串行数据，通过 SMBUS 传送给 PCIE HOST, INPUT/OUTPUT PORT 中 8 byte 的 register 有着各自不同的功能，P3V3_STBY_EN MODE:对PCIE设备的P3V3_STBY电进行控制，完成在不插卡及在PCIE设备的P12V、P3V3掉电情况下，去掉P3V3_STBY电，实现不带电热插拔，而在P12V、P3V3上电时，P3V3_STBY正常供电，实现PCIE设备正常工作； BMC_C0NTR0L:BMC向CPLD/FPGA发送热移除或热添加命令，CPLD/FPGA检测到命令以后，模拟一个低脉冲按钮的功能，使PWR_SW# bit置O ; 操作过程如下 热移除设备操作 1)在开机以后，在OS下。、 2.用户按下ATTN(注意)按钮，或BMC发出热插拔命令给CPLD/FPGA，表示将热移除PCIE, PWR_SW# bit 置 O ; 、 2)引发中断，通过SMBUS通知系统有热插拔动作发生； 、 3)系统试图断开与该PCIE设备的信息传递，并将其从PCIE总线上卸除； 、4)如果卸载成功，系统将PWREN置0，关闭PCIE设备的P3V3，P12V电压；、 5)PCIE设备的电压P3V3，P12V关闭以后，P12V_PWRGD为低，关闭P3V3_STBY ；、 、 6)Present Pin侦测PCIE插槽是否存在设备，侦测不存在PRSNT# bit置I ; 热添加设备操作、 1)把PCIE设备卡插入未上电的PCIE插槽； 、 2)侦测PCIE插槽是否存在设备，侦测存在，P3V3_STBY_EN置高开启P3V3_STBY； 、3)进入OS以后，用户按下ATTN(注意)按钮，或BMC发出热插拔命令给CPLD/FPGA，表示发生热添加事件，PWR_SW# bit置O ; 、4)通过SMBUS，通知系统PCIEHOST有热插拔动作发生； 5)PffR EN信号置高，给PCIE设备供电P12V、P3V3 ; 、、6)重新列举PCI总线器件，发现新设备时，给相应驱动器加载，然后初始化该设备并准备处理相应I/o设备。
全文摘要
本发明提供一种通过CPLD或FPGA实现PCIE设备热插拔的方法,硬件系统包括PCIEHOST、CPLD/FPGA、PCIEHOT-PLUGCONTROLLER、PCIE插槽共同搭建系统硬件平台，其中PCIEHOST下面挂接多个PCA9555功能模块，通过PCA9555功能模块，在CPLD/FPGA内部模拟实现SMBUS转GPIO的功能；通过地址A2、A1、A0区分不同的PCA9555；PCIEHOST与PCA9555通过SMBUS相互通信；把计算机系统的时序控制和PCIE设备热插拔控制整合到一起，用可编程逻辑器件CPLD/FPGA实现PCA9555的功能。这样，就不用使用PCA9555芯片，减少器件的使用，降低系统成本，降低功耗，节省板卡空间，使得计算机系统更加低功耗，可靠、稳定、可扩展性提高。
文档编号G06F13/40GK102662903SQ20121009472
公开日2012年9月12日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者孙鹏 申请人:浪潮电子信息产业股份有限公司