一种PCIE设备热拔插设计方法与流程

本发明涉及计算机通信技术领域，具体涉及一种PCIE设备热拔插设计方法，来解决当前PCIE设备使用中的运行维护效率低及系统可靠性不足的问题，为了保证服务器系统的快速高效稳定运行，在实际服务器系统PCIE设备使用过程中，实现在线的热拔插设计尤为重要，并成为决定服务器可靠性优势的关键要素之一。

背景技术：

当前服务器系统中，针对PCIE设备支持，均普遍采用主板与PCIE设备直连的方式，即PCIE设备的高速信号与供电直接与主板的输出端对应连接，中间未有任何附属环节，当前的PCIE设备越来越呈现出多样化，PCIE设备的运行稳定性也称为当前系统稳定运行的因素之一。

当前的PCIE设备使用方法中，当系统中的PCIE设备出现故障时，由于PCIE设备不支持在线热拔插更换，因此必须主板关机之后，才可更换故障设备，无法实现系统的不间断运行维护，当前PCIE设备使用方法存在较大的弊端：一是无法保证系统的在线维护，PCIE设备出现故障，需要关机，严重影响系统的运行维护效率；二是由于当前的主板与PCIE设备直接连接，当PCIE设备故障时，可能导致系统整体的高速信号及供电异常，导致系统宕机，系统的可靠性无法保证。针对当前PCIE设备使用中的运行维护效率低及系统可靠性不足的问题，为了保证服务器系统的快速高效稳定运行，在实际服务器系统PCIE设备使用过程中，实现在线的热拔插设计尤为重要，并成为决定服务器可靠性优势的关键要素之一。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明针对以上问题，结合PCIE链路信号等关键电气因素，提供一种PCIE设备热拔插设计方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种PCIE设备热拔插设计方法，所述方法通过建立PCIE信号与供电链路控制单元，将主板端与PCIE设备的PCIE信号连接到该单元，对链路中关键信号进行主动、自动隔离，实现PCIE链路状态控制,以及PCIE设备拔插前后的独立控制区间，有针对性的进行PCIE热拔插操作保护，保证系统的可靠性。

所述方法实现步骤如下：

1）建立PCIE信号与供电链路控制单元，将主板端与PCIE设备的PCIE信号连接到该单元，实现PCIE链路状态控制；

2）建立PCIE设备的拔出控制机制；

3）建立PCIE设备的插入控制机制；

4）PCIE信号与供电链路控制单元实时监测PCIE设备状态，当PCIE设备出现故障时，将自动切断设备与主板端的PCIE的收发总线，实现数据总线的自动隔离，使设备主动安全掉线。

所述PCIE信号与供电链路控制单元串接于服务器主板与PCIE设备中间，将主板端PCIE的16位数据收发总线、PCIE同步clock、PCIE的12V/3.3V供电信号连接到该单元，实现PCIE链路状态控制；PCIE设备作为下行设备，其上的PCIE的16位数据收发总线、PCIE同步clock、PCIE的12V/3.3V供电信号也连接到该单元。

所述PCIE设备的拔出控制机制建立过程如下：

在服务器主板上，设置PCIE设备拔插动作通知按键，当PCIE设备待更换时，即系统需要拔出该待更换PCIE设备时，用户触发PCIE设备拔插动作通知按键，PCIE信号与供电链路控制单元，收到该动作信号后，首先切断待更换PCIE设备与主板端的PCIE同步clock，停止待更换PCIE设备的运行；然后切断待更换设备与主板端的PCIE 16位数据收发总线，实现数据总线的隔离，防止拔出待更换PCIE设备时的信号误动作与干扰；然后PCIE信号与供电链路控制单元切断待更换PCIE设备与主板端的PCIE 12V/3.3V供电链路，将卡与系统供电完全隔离，此时可将待更换PCIE设备拔出。

所述PCIE设备的插入控制机制建立过程如下：

在系统运行过程中，当需要在线插入新的PCIE设备时，PCIE信号与供电链路控制单元监测PCIE设备的在位情况，当系统中不存在PCIE设备时，PCIE信号与供电链路控制单元默认切断该单元与PCIE设备的连接，保证PCIE设备的在线插入；当新的PCIE设备插入后，用户触发PCIE设备拔插动作通知按键，PCIE信号与供电链路控制单元，收到该动作信号后，首先接通PCIE设备与主板端的PCIE的12V/3.3V供电链路，开始PCIE设备供电运行；然后接通设备与主板端的PCIE的16位数据收发总线，实现数据总线的连通；然后PCIE信号与供电链路控制单元连通PCIE设备与主板端的PCIE同步clock，并通知系统初始化该新的PCIE设备，实现PCIE设备的在线热插入。

所述PCIE信号与供电链路控制单元通过I2C总线连接到PCIE设备，实时监测PCIE设备状态，包括PCIE设备的温度、内部寄存器状态信息，当PCIE设备出现故障时，将自动切断设备与主板端的PCIE的16位数据收发总线，实现数据总线的自动隔离，使设备主动安全掉线，防止对系统的干扰，同时PCIE信号与供电链路控制单元通过I2C总线，将该故障信息传递给主板的BMC，实现用户的远程查看。

所述PCIE信号与供电链路控制单元监测PCIE设备资产信息变化，通过I2C总线连接到PCIE设备，直接获取PCIE设备资产信息，根据监控热拔插前后PCIE设备的变化，生成资产信息变更记录，实现对拔插动作的完全记录。

本发明的有益效果为：

本发明方法可以很方便的实现PCIE设备热拔插设计，不仅达到了可靠性要求，而且实现高效要求，实现服务器系统的可靠性、稳定性。

附图说明

图1为本发明方法实施流程示意图。

具体实施方式

下面根据说明书附图，结合具体实施方式对本发明进一步说明：

1、采用高速FPGA芯片，建立PCIE信号与供电链路控制单元，将主板端PCIE的16位数据收发总线、PCIE同步clock、PCIE的12V/3.3V供电信号连接到该单元，同时将 PCIE设备上的PCIE 16位数据收发总线、PCIE同步clock、PCIE 12V/3.3V供电信号也连接到该单元。

2、建立PCIE设备拔出控制机制，在服务器主板上，设置PCIE设备拔插动作通知按键，当PCIE设备待更换时，用户触发PCIE设备拔插动作通知按键，PCIE信号与供电链路控制单元，收到该动作信号后，依次切断待更换PCIE设备与主板端的PCIE同步clock、待更换设备与主板端的PCIE 16位数据收发总线、待更换PCIE设备与主板端的PCIE 12V/3.3V供电链路，将卡与系统供电完全隔离，此时PCIE设备拔出控制机制建立完成，可将待更换PCIE设备拔出。

3、建立PCIE设备插入控制机制，在系统运行过程中，当需要在线插入新的PCIE设备时，PCIE信号与供电链路控制单元监测PCIE设备的在位情况，当系统中不存在PCIE设备时，PCIE信号与供电链路控制单元默认切断该单元与PCIE设备的连接。当新的PCIE设备插入后，用户触发PCIE设备拔插动作通知按键，PCIE信号与供电链路控制单元，收到该动作信号后，依次接通PCIE设备与主板端的PCIE的12V/3.3V供电链路、设备与主板端的PCIE的16位数据收发总线、PCIE设备与主板端的PCIE同步clock，并通知系统初始化该新的PCIE设备，此时PCIE设备插入控制机制建立完成，实现PCIE设备的在线热插入。

4、PCIE信号与供电链路控制单元通过I2C总线连接到PCIE设备，监测PCIE设备的温度、内部寄存器状态信息，当PCIE设备出现故障时，将自动切断设备与主板端的PCIE的16位数据收发总线，实现数据总线的自动隔离，使设备主动安全掉线，防止对系统的干扰，同时PCIE信号与供电链路控制单元通过I2C总线，将该故障信息传递给主板的BMC，实现用户的远程查看。

5、PCIE信号与供电链路控制单元监测PCIE设备资产信息变化，通过I2C总线连接到PCIE设备，直接获取PCIE设备资产信息。监控热拔插前后PCIE设备的变化，生成资产信息变更记录，实现对拔插动作的完全记录。

实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。