专利名称：瘦服务器的制作方法
技术领域：
本发明涉及服务器，具体是一种痩服务器。
背景技术：
在网络中，服务器为客户端或浏览器提供着数据存储、查询、数据转发、 发布等功能，维系着整个网络环境的正常运转。从当前的网络发展状况看，服
务器在互联网和局域网内更多地完成文件服务、打印服务、通讯服务、WEB 服务、电子邮件服务、数据库服务、应用服务等主要应用。作为整个网络运行 的基石，要求服务器应具有高速度的运算、长时间的可靠运行、强大的外部数 据吞吐能力，因此网络中使用的服务器都具有很高的硬件配置。服务器硬件包 括处理器、芯片组、内存、存储系统以及i/o设备这几大部分，这样就造成了 服务器具有成本高昂、体积庞大、功耗高的特征。这使得一些对服务器的性能 要求不是太高、数据吞吐量不是太大的个人或小型事务处理应用在服务器的使 用上受到了很大的制约。
发明内容
本发明为了解决传统服务器成本高昂、体积庞大、功耗高的问题，提供了
一种瘦服务器。
本发明是采用如下技术方案实现的瘦服务器，包括硬盘、网络插口、以 及与网络插口相连的物理层芯片，还包括由嵌入式微处理器、与嵌入式微处理 器相连的硬盘控制器、以及与嵌入式微处理器相连的网络控制器构成的嵌入式 片上系统(SoC)和与嵌入式微处理器相连的系统存储器，硬盘控制器与硬盘 相连，网络控制器通过物理层芯片与网络插口相连；网络控制器负责实现痩服 务器与网络的交互，硬盘控制器负责实现嵌入式片上系统(SoC)与硬盘之间的命令及数据的缓冲、传输操作，对读写数据的请求提供服务，硬盘负责保存 数据信息和为用户提供数据信息。所述硬盘、物理层芯片、系统存储器均为现 有公知产品，可由市面购得；所述嵌入式微处理器、网络控制器、硬盘控制器 均为独立IP核，可有多种结构变形。
具体工作原理如下当痩服务器通电后，系统软件通过系统存储器被嵌入 式片上系统(SoC)调入运行，系统软件首先对痩服务器的硬件模块进行检测，
如果各硬件模块全部正常，则加载WINDOWS、 NETWARE、 UNIX或LINUX 嵌入式操作系统，使痩服务器处于嵌入式操作系统的管理之下，当嵌入式操作 系统一切正常之后，用户即可以通过网络实现对瘦服务器的访问、控制和操作， 并通过嵌入式操作系统和针对嵌入式系统的应用软件实现文件服务、打印服 务、通讯服务、WEB服务、电子邮件服务、数据库服务、应用服务等通用服 务器功能。
本发明通过利用嵌入式片上系统(SoC)取代传统服务器中的处理器、芯 片组，彻底解决了传统服务器成本高昂、体积庞大、功耗高的问题，结构简单， 使用方便，适于个人、家庭等场所使用。
图l是本发明的结构示意图。
图2是本发明网络控制器的结构示意图。
图3是本发明以太网控制模块的结构示意图。
图4是本发明硬盘控制器的结构示意图。
图中l-硬盘，2-网络插口， 3-物理层芯片，4-嵌入式微处理器，5-硬盘控 制器，6-网络控制器，7-介质无关独立接口， 8-介质无关管理接口， 9-第一总 线接口， 10-寄存器，11-发送控制模块，12-接收控制模块，13-流程控制模块， 14-第二总线接口， 15-ATA控制器，16-路由模块，17-以太网控制模块，18-硬盘接口， 19-系统存储器。
具体实施例方式
痩服务器，包括硬盘l、网络插口2、以及与网络插口 2相连的物理层芯 片3，还包括由嵌入式微处理器4、与嵌入式微处理器4相连的硬盘控制器5、 以及与嵌入式微处理器4相连的网络控制器6构成的嵌入式片上系统和与嵌入 式微处理器4相连的系统存储器19，硬盘控制器5与硬盘1相连，网络控制器 6通过物理层芯片3与网络插口 2相连；网络控制器6负责实现瘦服务器与网 络的交互以及路由功能，硬盘控制器5负责实现嵌入式片上系统与硬盘1之间 的命令及数据的缓冲、传输操作，对读写数据的请求提供服务，硬盘l负责保 存数据信息和为用户提供数据信息；所述网络控制器6包含第一总线接口 9、 内含微处理器的路由模块16和以太网控制模块17;以太网控制模块17包含介 质无关独立接口7、介质无关管理接口8、寄存器10和数据收发控制模块，数 据收发控制模块包含发送控制模块11、接收控制模块12和流程控制模块13; 路由模块16与嵌入式微处理器4之间通过第一总线接口 9相连；介质无关管 理接口 8与路由模块16之间、寄存器10与路由模块16之间、发送控制模块 11与路由模块16之间、接收控制模块12与路由模块16之间、流程控制模块 13与路由模块16之间均通过第一总线接口 9相连；介质无关管理接口 8与嵌 入式微处理器4之间、寄存器10与嵌入式微处理器4之间、发送控制模块11 与嵌入式微处理器4之间、接收控制模块12与嵌入式微处理器4之间、流程 控制模块13与嵌入式微处理器4之间均通过第一总线接口 9相连，所述网络 插口2的数目不少于两个，用于连接多台计算机以实现路由功能；所述介质无 关独立接口7、介质无关管理接口8、发送控制模块ll、接收控制模块12、流 程控制模块13均为现有公知结构；所述路由模块16相当于一个路由器，为现 有公知结构，路由模块16负责连接异构网络和多协议的转换，以及为经过路由模块的每个数据帧寻找一条最佳传输路径并将该数据帧有效地传送到目的 站点，路由模块16实现如下功能 一、转发数据包，即检査进入的数据包， 将其目标地址与路由表中的项目相比较，然后从正确的端口发送出去；二控 制功能，即进行路由表的管理和路由模块系统的配置与管理，以及与其他路由 器交换路由信息；以太网控制模块17中的介质无关管理接口 8负责设置和读 取物理层芯片3，以及对寄存器IO进行配置设定或从中读取数据；寄存器IO 负责设置寄存器，包括中断允许、发送使能和接收使能、发送和接收的流程使 能、数据包的长度、冲突和重发的配置，以及介质无关独立接口 (Mil)地址、 介质无关独立接口 (Mil)状态、介质无关独立接口 (Mil)发送和接收数据寄 存器的配置，以及一些模式寄存器的初始值设置，使其能按照特定模式进行工 作；数据收发控制模块中的发送控制模块11负责发送数据帧，即从第一总线 接口9得到发送数据，当检测到第一总线接口9发送来的信号后，将待发送的 数据转化成能够发送到物理层芯片3的形式；接收控制模块12负责将从物理 层芯片3接收到的数据转化为字节，发送给主机或上层协议，产生接收过程中 不同的状态机和接收状态信号，以及完成数据的接收和拆封；流程控制模块13 负责在全双工模式下对数据流量进行控制、检测控制帧、发送控制帧、以及提 供收发缓存与收发模块之间的接口；所述硬盘控制器5包含第二总线接口 14、 ATA控制器15和硬盘接口 18; ATA控制器15与嵌入式微处理器4之间通过 第二总线接口 14相连，ATA控制器15与硬盘1之间通过硬盘接口 18相连； 所述ATA控制器15为现有公知结构；嵌入式微处理器4通过硬盘控制器5以 PIO方式或DMA方式访问硬盘1，硬盘控制器5负责控制硬盘1完成硬件复 位过程、控制PIO和DMA时序参数、记录硬盘当前状态、以及将硬盘l发出 的中断信号传递给嵌入式处理器4。具体实施时，所述网络控制器6和硬盘控 制器5均作为IP核设计到集成电路芯片片内；所述集成电路芯片采用FPGA芯片；所述网络插口 2采用POS接口或CPOS接口或ATM接口或高速同异 步串口或低速同异步串口或通用异步串口或ISDN BRI接口或E1/CE1/PRI接 口或光纤接口或E3/CD3接口或T1/CT1接口或模拟MODEM接口或RJ45接 口；所述硬盘接口 18采用IDE接口或SATA接口或SCSI接口或光纤通道，并 可接入RAID系统；所述嵌入式微处理器4采用8051单片机或X86系列或 Aml86/88系列或ARM系列或MIPS系列或PowerPC系列或68K系列；所述 第一总线接口 9和第二总线接口 14采用Wishbone总线或AMBA总线或Avalon 总线。
权利要求
1、一种瘦服务器，包括硬盘(1)、网络插口(2)、以及与网络插口(2)相连的物理层芯片(3)，其特征在于还包括由嵌入式微处理器(4)、与嵌入式微处理器(4)相连的硬盘控制器(5)、以及与嵌入式微处理器(4)相连的网络控制器(6)构成的嵌入式片上系统和与嵌入式微处理器(4)相连的系统存储器(19)，硬盘控制器(5)与硬盘(1)相连，网络控制器(6)通过物理层芯片(3)与网络插口(2)相连。
2、 根据权利要求1所述的瘦服务器，其特征在于所述网络控制器(6) 包含第一总线接口(9)、内含微处理器的路由模块(16)和以太网控制模块(17)， 以太网控制模块(17)包含介质无关独立接口 (7)、介质无关管理接口 (8)、 寄存器(10)和数据收发控制模块，数据收发控制模块包含发送控制模块(11)、 接收控制模块(12)和流程控制模块(13);路由模块(16)与嵌入式微处理 器(4)之间通过第一总线接口 (9)相连；介质无关管理接口 (8)与路由模 块(16)之间、寄存器(10)与路由模块(16)之间、发送控制模块(11)与 路由模块(16)之间、接收控制模块(12)与路由模块(16)之间、流程控制 模块(13)与路由模块(16)之间均通过第一总线接口 (9)相连；介质无关 管理接口 (8)与嵌入式微处理器(4)之间、寄存器(10)与嵌入式微处理器(4)之间、发送控制模块(11)与嵌入式微处理器(4)之间、接收控制模块 (12)与嵌入式微处理器(4)之间、流程控制模块(13)与嵌入式微处理器 (4)之间均通过第一总线接口 (9)相连；介质无关管理接口 (8)与物理层 芯片(3)之间、寄存器(10)与物理层芯片(3)之间、发送控制模块(11) 与物理层芯片(3)之间、接收控制模块(12)与物理层芯片(3)之间、流程 控制模块(13)与物理层芯片(3)之间均通过介质无关独立接口 (7)相连， 所述网络插口 (2)的数目不少于两个。
3、根据权利要求1或2所述的瘦服务器，其特征在于所述硬盘控制器(5)包含第二总线接口 (14)、 ATA控制器(15)和硬盘接口 (18); ATA控 制器(15)与嵌入式微处理器(4)之间通过第二总线接口 (14)相连，ATA 控制器(15)与硬盘(1)之间通过硬盘接口 (18)相连。
全文摘要
本发明涉及服务器，具体是一种瘦服务器。解决了传统服务器成本高昂、体积庞大、功耗高的问题。瘦服务器包括硬盘、网络插口、以及与网络插口相连的物理层芯片，还包括由嵌入式微处理器、与嵌入式微处理器相连的硬盘控制器、以及与嵌入式微处理器相连的网络控制器构成的嵌入式片上系统(SoC)和与嵌入式微处理器相连的系统存储器，硬盘控制器与硬盘相连，网络控制器通过物理层芯片与网络插口相连。本发明通过利用嵌入式片上系统(SoC)取代取代传统服务器中的处理器、芯片组，彻底解决了传统服务器成本高昂、体积庞大、功耗高的问题，结构简单，使用方便，适于个人、家庭等场所使用。
文档编号G06F1/16GK101533298SQ20091007423
公开日2009年9月16日 申请日期2009年4月23日 优先权日2009年4月23日
发明者青 常, 刚 张, 胜 张, 李彦民 申请人:太原理工大学