一种基于VPX架构的双控主从切换实现方法与流程

一种基于vpx架构的双控主从切换实现方法
技术领域
1.本发明涉及计算机领域，具体是一种基于vpx架构的双控主从切换方法。


背景技术：

2.当前vpx架构计算机多用于高温、高湿、振动等环境适应性要求高的场合，当前的vpx架构计算机主要包括电源板卡、主控卡、业务板卡，所有的业务板卡均是接入主控卡来完成特定业务的，当主控卡发生故障的时候，就会导致所有的业务板卡均无法正常运行。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于vpx架构的双控主从切换方法，包括如下步骤：步骤一，系统上电，fpga启动完成，fpga判定双主控的主从关系，初步建立主从关系；步骤二，启动bmc，bmc启动完成后，通过bmc之间的心跳同步和单板状态，再次判定双主控的主从关系，完成双主控的主从关系再次确认；步骤三，cpu启动完成后，引导进入操作系统，通过双控之间的cpu交互状态同步，确认双控的主从关系。
4.进一步的，所述的双主控包括对控和本控；所述的本控为从双主控长中任选一个控制器，另一个控制器为对控。
5.进一步的，所述的fpga启动完成，fpga判定双主控的主从关系，建立初步主从关系，包括如下过程：fpga为单板执行单元，fpga启动完成之后，若对控不在位，则当前系统为单控制器系统，则本控直接为主控制器；若对控在位，则获取本控的id，若本控id为0，则判定本控为主控；若本控id为1，则判定本控为从控，初步建立主从关系；初步建立主从关系后，双控与fpga进行通信，若判定主控状态异常，则从控变为主控，主控变为从控，同时系统告警；若判定从控状态异常，则主从关系不变，系统告警。
6.进一步的，所述的通过bmc之间的心跳同步和单板状态，再次判定双主控的主从关系，完成双主控的主从关系再次确认，包括如下过程:bmc启动完成后，从fpga获取主从状态，然后与对控bmc进行通信；若从控bmc获取到对控状态异常，则bmc通知fpga，将本控切换为主控，对控自动变为从控，系统告警；若主控bmc获取到对控状态异常，则主从关系不变，系统直接告警。
7.进一步的，所述的cpu启动完成后，引导进入操作系统，通过双控之间的cpu交互状态同步，确认双控的主从关系，包括如下步骤：cpu启动完成后，首先从fpga获取主从状态，然后与对控cpu进行通信，进行状态同
步；若从控cpu获取到对控状态异常，则cpu通知fpga，将本控强制切换为主控，对控自动变为从控，系统告警；若主控cpu获取到对控状态异常，则主从关系不变，系统直接告警。
8.本发明的有益效果是：采用本发明的双控主从切换方案，当任何一块主控卡出现故障的时候，所有的业务系统可以无缝切换到另外一块主控卡，大大提高系统的可靠性。
附图说明
9.图1为一种基于vpx架构的双控主从切换方法的原理示意图 ；图2为系统启动主板上各模块的上电流程图；图3为fpga判定主从流程图；图4为通过bmc判定主从关系原理图；图5为cpu确认双控的主从关系原理图。
具体实施方式
10.下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
11.如图1所示，一种基于vpx架构的双控主从切换方法，包括如下步骤：步骤一，系统上电，fpga启动完成，fpga判定双主控的主从关系，初步建立主从关系；步骤二，启动bmc，bmc启动完成后，通过bmc之间的心跳同步和单板状态，再次判定双主控的主从关系，完成双主控的主从关系再次确认；步骤三，cpu启动完成后，引导进入操作系统，通过双控之间的cpu交互状态同步，确认双控的主从关系。
12.双主控包括对控和本控；所述的本控为从双主控长中任选一个控制器，另一个控制器为对控。
13.fpga启动完成，fpga判定双主控的主从关系，建立初步主从关系，包括如下过程：fpga为单板执行单元，fpga启动完成之后，若对控不在位，则当前系统为单控制器系统，则本控直接为主控制器；若对控在位，则获取本控的id，若本控id为0，则判定本控为主控；若本控id为1，则判定本控为从控，初步建立主从关系；初步建立主从关系后，双控与fpga进行通信，若判定主控状态异常，则从控变为主控，主控变为从控，同时系统告警；若判定从控状态异常，则主从关系不变，系统告警。
14.通过bmc之间的心跳同步和单板状态，再次判定双主控的主从关系，完成双主控的主从关系再次确认，包括如下过程:bmc启动完成后，从fpga获取主从状态，然后与对控bmc进行通信；若从控bmc获取到对控状态异常，则bmc通知fpga，将本控切换为主控，对控自动变为从控，系统告警；若主控bmc获取到对控状态异常，则主从关系不变，系统直接告警。
15.cpu启动完成后，引导进入操作系统，通过双控之间的cpu交互状态同步，确认双控
的主从关系，包括如下步骤：cpu启动完成后，首先从fpga获取主从状态，然后与对控cpu进行通信，进行状态同步；若从控cpu获取到对控状态异常，则cpu通知fpga，将本控强制切换为主控，对控自动变为从控，系统告警；若主控cpu获取到对控状态异常，则主从关系不变，系统直接告警。
16.具体的，本发明公开了一种基于vpx架构的国产双控主从切换的实现方法， 整机系统包括2块主控卡、背板和电源模块，整机设计采用全国产化方案实现，包括电源ic、cpu、内存颗粒、fpga、时钟ic、连接器等。背板为整个系统的核心，2张主控卡和电源模块均通过连接器固定到背板上，2张主控卡的数据交互通过背板进行互联实现。
17.主控卡上包括有cpu模块、内存模块、pcie交换模块、bmc模块、fpga模块等，参与整机主从切换的模块主要是fpga模块、bmc模块和cpu模块。
18.整机采用双控冗余设计，双控之间的业务交换采用4条10g-kr实现，双控的主从切换采用三层策略模式，fpga为底层，bmc为中间层，fpga为底层。
19.整机包含2个控制器，以下主从切换任选一个控制器为本控制器（简称本控），另外一个控制器为对端控制器（简称对控），从本控的角度出发，阐述双控主从切换的策略。
20.根据整机的工作特性，主板上各模块的上电流程图如图2所示：系统上电主要分为以下几步：系统上电，主控卡fpga启动；bmc启动，并且完成单板自检、系统自检；自检成功，则给cpu上电，开始引导操作系统启动；自检失败，则cpu不上电，并且对外告警；主从切换策略系统主从切换主要分为两个层级，fpga具有加载速度快，io速率高的优势，为系统主从切换的执行层；bmc是整机的机箱和单板管理模块，cpu是整机的业务功能模块，为系统主从切换的策略层。
21.系统上电后，fpga首先启动完成，由fpga先去判定主从关系，fpga判定主从流程如图3所示： fpga为单板执行单元，fpga首先启动完成，启动完成之后，根据以下策略判定主从关系：如果对控不在位，即当前系统为单控制器系统，则本控直接为主控制器；如果对控在位，则判定本控的id，如果本控id为0，则首先判定本控为主控；如果本控id为1，则判定本控为从控制器。
22.初步建立主从关系后，双控fpga进行通信，如果从控判定主控状态异常，则从控变为主控，主控变为从控，同时系统告警；如果主控判定从控状态异常，则主从关系不变，系统告警；fpga启动完成后，启动bmc，bmc启动完成后，通过bmc之间的心跳同步和单板状态，再次确认判定主从关系，如图4所示； bmc启动完成后，首先从fpga获取主从状态，然后与对控bmc进行通信；如果从控bmc获取到对控状态异常，则bmc通知fpga，将本控强制切换为主控，对控自动变为从控，系统告警；如果主控bmc获取到对控状态异常，则主从关系不变，系统直接告警；cpu启动完成后，引导进入操作系统，双控之间的数据交互主要依赖cpu实现，通过
双控之间的cpu交互状态同步，可再次确认双控的主从关系，如图5所示。
23.cpu启动完成后，首先从fpga获取主从状态，然后与对控cpu进行通信，进行状态同步；如果从控cpu获取到对控状态异常，则cpu通知fpga，将本控强制切换为主控，对控自动变为从控，系统告警；如果主控cpu获取到对控状态异常，则主从关系不变，系统直接告警。
24.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。