一种实现网卡热插拔的系统的制作方法

本申请涉及电路技术领域，具体涉及一种实现网卡热插拔的系统。

背景技术：

服务器在高速发展的电子信息技术中占据越来越重要的地位，服务器的研发能力也越来越受到社会的高度重视。现阶段，在服务器的设计中，服务器的热维护需求不断增加，服务器所能支持热插拔操作的部件不断增多，人们希望能尽大可能的实现对服务器中绝大部分部件的热插拔操作。

同时，在部件进行热插拔操作时，需要保证服务器整体系统和部件无任何损坏，主板无干扰，主板和部件均可正常工作。目前服务器的设计中，硬盘和风扇等部件已实现热插拔功能，但是网卡部件等并未实现热插拔功能。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例提供一种实现网卡热插拔的系统，以实现网卡的热插拔功能。

为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种实现网卡热插拔的系统，所述系统包括：

第一热插拔模块以及第二热插拔模块；所述第一热插拔模块的输入端与主板的第一供电链路相连，所述第一热插拔模块的输出端与网卡的第一供电端相连；所述第二热插拔模块的输入端与所述主板的第二供电链路相连，所述第二热插拔模块的输出端与所述网卡的第二供电端相连；

所述第一热插拔模块，用于将所述第一供电链路提供的第一电压输入所述网卡的第一供电端；

所述第二热插拔模块，用于将所述第二供电链路提供的第二电压输入所述网卡的第二供电端。

在一种可能的实现方式中，所述第一热插拔模块包括：

第一控制芯片单元、第一电流反馈单元以及第一导通单元；所述第一控制芯片单元与所述第一电流反馈单元相连，所述第一电流反馈单元与所述第一导通单元相连；

所述第一电流反馈单元，用于向所述第一控制芯片单元输入所述第一电压经过第一精密电阻后的第一电压差；

所述第一控制芯片单元，用于当所述第一供电链路提供的第一电压达到第一预设条件时，驱动所述第一导通单元导通；根据所述第一电压差计算第一工作电流，当所述第一工作电流超过第一电流阈值，驱动所述第一导通单元关断；

所述第一导通单元，用于在导通时将所述第一供电链路提供的第一电压输入所述网卡的第一供电端；在关断时向所述网卡的第一供电端输入零伏电压。

在一种可能的实现方式中，所述第一控制芯片单元包括：

第一控制芯片、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；

所述第一控制芯片的电源管脚与所述主板的第一供电链路相连；

所述主板的第一供电链路与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端以及所述第一控制芯片的使能管脚相连，所述第二电阻的第二端接地；

所述第三电阻的第一端与所述第一控制芯片的过流保护管脚相连，所述第三电阻的第二端接地。

在一种可能的实现方式中，所述第一控制芯片单元还包括：第一电容；

所述第一电容的第一端分别与所述第二电阻的第一端以及所述第一控制芯片的使能管脚相连；所述第一电容的第二端接地。

在一种可能的实现方式中，所述第一电流反馈单元包括：

所述第一精密电阻、第二电容、第三电容以及第四电容；

所述主板的第一供电链路与所述第一精密电阻的第一端相连，所述第一精密电阻的第一端与所述第一控制芯片的第一反馈管脚相连，所述第一精密电阻的第二端分别与所述第一控制芯片的第二反馈管脚以及所述第一导通单元相连；

所述第二电容的第一端分别与所述第一精密电阻的第一端以及所述第一控制芯片的第一反馈管脚相连，所述第二电容的第二端分别与所述第一精密电阻的第二端以及所述第一控制芯片的第二反馈管脚相连；

所述第三电容的第一端与所述第二电容的第一端相连，所述第三电容的第二端接地；

所述第四电容的第一端与所述第二电容的第二端相连，所述第四电容的第二端接地。

在一种可能的实现方式中，所述第一导通单元为第一mos管，所述第一mos管的控制端与所述第一控制芯片的驱动管脚相连，所述第一mos管的第一端与所述第一精密电阻的第二端相连，所述第一mos管的第二端与所述网卡的第一供电端相连。

在一种可能的实现方式中，所述第二热插拔模块包括：

第二控制芯片单元、第二电流反馈单元以及第二导通单元；所述第二控制芯片单元与所述第二电流反馈单元相连，所述第二电流反馈单元与所述第二导通单元相连；

所述第二电流反馈单元，用于向所述第二控制芯片单元输入所述第二电压经过第二精密电阻后的第二电压差；

所述第二控制芯片单元，用于当所述第二供电链路提供的第二电压达到第二预设条件时，驱动所述第二导通单元导通；根据所述第二电压差计算第二工作电流，当所述第二工作电流超过第二电流阈值，驱动所述第二导通单元关断；

所述第二导通单元，用于在导通时将所述第二供电链路提供的第二电压输入所述网卡的第二供电端；在关断时向所述网卡的第二供电端输入零伏电压。

在一种可能的实现方式中，所述第二控制芯片单元包括：

第二控制芯片、第四电阻、第五电阻以及第六电阻；

所述第二控制芯片的电源管脚与所述主板的第二供电链路相连；

所述主板的第二供电链路与所述第四电阻的第一端相连，所述第四电阻的第二端分别与所述第五电阻的第一端以及所述第二控制芯片的使能管脚相连，所述第五电阻的第二端接地；

所述第六电阻的第一端与所述第二控制芯片的过流保护管脚相连，所述第六电阻的第二端接地。

在一种可能的实现方式中，所述第二控制芯片单元还包括：第五电容；

所述第五电容的第一端分别与所述第五电阻的第一端以及所述第二控制芯片的使能管脚相连；所述第五电容的第二端接地。

在一种可能的实现方式中，所述第二电流反馈单元包括：

所述第二精密电阻、第六电容、第七电容以及第八电容；

所述主板的第二供电链路与所述第二精密电阻的第一端相连，所述第二精密电阻的第一端与所述第二控制芯片的第一反馈管脚相连，所述第二精密电阻的第二端分别与所述第二控制芯片的第二反馈管脚以及所述第二导通单元相连；

所述第六电容的第一端分别与所述第二精密电阻的第一端以及所述第二控制芯片的第一反馈管脚相连，所述第六电容的第二端分别与所述第二精密电阻的第二端以及所述第二控制芯片的第二反馈管脚相连；

所述第七电容的第一端与所述第六电容的第一端相连，所述第七电容的第二端接地；

所述第八电容的第一端与所述第六电容的第二端相连，所述第八电容的第二端接地。

在一种可能的实现方式中，所述第二导通单元为第二mos管，所述第二mos管的控制端与所述第二控制芯片的驱动管脚相连，所述第二mos管的第一端与所述第二精密电阻的第二端相连，所述第二mos管的第二端与所述网卡的第二供电端相连。

由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：

本申请实施例通过在主板向网卡的供电链路上增加热插拔模块，实现主板和网卡的供电隔离，保证热插拔操作时对主板供电链路无干扰，实现网卡的热插拔功能。

附图说明

图1为现有技术中主板与网卡连接示意图；

图2为本申请实施例提供的实现网卡热插拔的系统的示意图；

图3为本申请实施例提供的第一热插拔模块的示意图；

图4为本申请实施例提供的第一热插拔模块的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第二热插拔模块的示意图；

图6为本申请实施例提供的第二热插拔模块的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。

在现有技术中，服务器主板上的网卡部件并未实现热插拔功能，参见图1所示，现有技术中主板直接为网卡提供两路供电链路，供电链路上不存在任何保护器件。以网卡为ocp3.0网卡为例，主板为ocp3.0网卡提供两条供电链路分别为p12v_aux、p3v3_aux，从而为ocp3.0网卡提供12v和3.3v。由于主板对网卡的供电链路上不存在任何保护器件，网卡无法实现热插拔功能。另外，当网卡内部发生异常导致内部短路时，将直接触发主板供电链路发生短路保护，造成主板掉电和数据丢失。

基于此，本申请实施例在主板的第一供电链路与网卡的第一供电端之间增加第一热插拔模块，在主板的第二供电链路与网卡的第二供电端之间增加第二热插拔模块，实现主板和网卡的供电隔离，保证热插拔操作时对主板供电链路无干扰，实现网卡的热插拔功能。

为便于理解本申请的技术方案，下面将结合附图对本申请提供的实现数据显示的方法进行说明。

参见图2所示，示出了本申请实施例中提供的实现网卡热插拔的系统实施例，该系统可以包括：

第一热插拔模块201以及第二热插拔模块202；第一热插拔模块的输入端与主板的第一供电链路相连，第一热插拔模块的输出端与网卡的第一供电端相连；第二热插拔模块的输入端与主板的第二供电链路相连，第二热插拔模块的输出端与网卡的第二供电端相连。

第一热插拔模块，用于将第一供电链路提供的第一电压输入网卡的第一供电端。

第二热插拔模块，用于将第二供电链路提供的第二电压输入网卡的第二供电端。

本实施例中，在主板的第一供电链路与网卡的第一供电端之间增加了第一热插拔模块，在主板的第二供电链路与网卡的第二供电端之间增加了第二热插拔模块，由第一热插拔模块将第一供电链路提供的第一电压输入网卡的第一供电端，由第二热插拔模块将第二供电链路提供的第二电压输入网卡的第二供电端，从而为网卡供电。

在实际应用中，网卡可以为ocp3.0网卡，可以在主板的上第一供电链路p12v_aux增加第一热插拔模块，在主板的上第二供电链路p3v3_aux增加第二热插拔模块，实现主板和ocp3.0网卡的供电隔离。第一热插拔模块将第一供电链路p12v_aux提供的第一电压转换为电压p12v_aux_ocp，为ocp3.0网卡提供12v电压，将第二供电链路p3v3_aux提供的第二电压转换为电压p3v3_aux_ocp，为ocp3.0网卡提供3.3v电压，保证网卡正常工作。p12v_aux提供的第一电压与电压p12v_aux_ocp的值可以相同，p3v3_aux提供的第二电压与电压p3v3_aux_ocp的值可以相同。

这样，本申请实施例通过在主板向网卡的供电链路上增加热插拔模块，实现主板和网卡的供电隔离，保证热插拔操作时对主板供电链路无干扰，实现网卡的热插拔功能。

参见图3所示，示出了本申请实施例中第一热插拔模块的示意图，第一热插拔模块可以包括：

第一控制芯片单元301、第一电流反馈单元302以及第一导通单元303；第一控制芯片单元与第一电流反馈单元相连，第一电流反馈单元与第一导通单元相连。

第一电流反馈单元，用于向第一控制芯片单元输入第一电压经过第一精密电阻后的第一电压差。

第一控制芯片单元，用于当第一供电链路提供的第一电压达到第一预设条件时，驱动第一导通单元导通；根据第一电压差计算第一工作电流，当第一工作电流超过第一电流阈值，驱动第一导通单元关断。

第一导通单元，用于在导通时将第一供电链路提供的第一电压输入网卡的第一供电端；在关断时向网卡的第一供电端输入零伏电压。

也即在本实施例中，第一热插拔模块在具体工作过程中，如果第一电压可以使能第一控制芯片单元中的第一控制芯片，驱动第一导通单元导通，则将第一电压输入至网卡的第一供电端；同时，实时第一控制芯片单元实时监测工作电流，当出现过流时，第一导通单元关断，停止为网卡供电。则第一热插拔模块提供过流保护功能，可避免网卡内部短路时造成主板掉电的问题，增加设计可靠性。

参见图4所示，示出了本申请实施例中第一热插拔模块的一种具体实现示意图，其中，第一控制芯片单元可以包括：

第一控制芯片u1、第一电阻r1、第二电阻r2以及第三电阻r3。

第一控制芯片u1的电源管脚vcc与主板的第一供电链路p12v_aux相连。

主板的第一供电链路p12v_aux与第一电阻r1的第一端相连，第一电阻r1的第二端分别与第二电阻r2的第一端以及第一控制芯片u1的使能管脚en相连，第二电阻r2的第二端接地。

第三电阻r3的第一端与第一控制芯片u1的过流保护管脚ilim相连，第三电阻r3的第二端接地。

在一种可能的实现方式中，第一控制芯片单元还包括：第一电容c1。

第一电容c1的第一端分别与第二电阻r2的第一端以及第一控制芯片u1的使能管脚en相连；第一电容c1的第二端接地。

继续基于图4进行说明，在本申请实施例一种可能的实现方式中，第一电流反馈单元可以包括：

第一精密电阻r7、第二电容c2、第三电容c3以及第四电容c4。

主板的第一供电链路p12v_aux与第一精密电阻r7的第一端相连，第一精密电阻r7的第一端与第一控制芯片u1的第一反馈管脚csp相连，第一精密电阻r7的第二端分别与第一控制芯片u1的第二反馈管脚csn以及第一导通单元相连。

第二电容c2的第一端分别与第一精密电阻r7的第一端以及第一控制芯片u1的第一反馈管脚csp相连，第二电容c2的第二端分别与第一精密电阻r7的第二端以及第一控制芯片u1的第二反馈管脚csn相连。

第三电容c3的第一端与第二电容c2的第一端相连，第三电容c3的第二端接地。

第四电容c4的第一端与第二电容c2的第二端相连，第四电容c4的第二端接地。

在本申请实施例一种可能的实现方式中，第一导通单元可以为第一mos管mosfet1，第一mos管mosfet1的控制端与第一控制芯片u1的驱动管脚gate相连，第一mos管mosfet1的第一端与第一精密电阻r7的第二端相连，第一mos管mosfet1的第二端与网卡的第一供电端相连，输出p12v_aux_ocp。

以下对第一热插拔模块的工作原理进行说明。

在第一控制芯片单元，输入电压p12v_aux直接连接至第一控制芯片u1的vcc管脚，为第一控制芯片u1提供工作电压。输入电压p12v_aux经过第一电阻r1和第二电阻r2分压后连接至第一控制芯片u1的en管脚，为第一控制芯片u1提供使能驱动信号。

第一控制芯片u1的en管脚内部设定有门槛阈值v0，当输入电压p12v_aux经第一电阻r1和第二电阻r2分压后的电压大于或等于v0时，第一控制芯片u1的gate管脚将输出高电平，驱动mosfet1导通，第一热插拔模块输出p12v_aux_ocp电压，为网卡供电，例如为网卡提供12v电压。第一控制芯片u1的en管脚增加高频滤波电容c1，滤除输入电压p12v_aux带来的高频杂讯干扰，避免第一控制芯片u1误动作现象发生。

第一控制芯片u1的ilim管脚经由第三电阻r3直接接地，设定第一热插拔模块的过流保护点i0，其中i0＝k1*r3，其中k1为过流保护系数，由第一控制芯片u1决定。当第一电流反馈单元监测到工作电流i1大于过流保护点i0时，第一控制芯片u1的gate管脚输出低电平，mosfet1关断，第一热插拔模块输出电压为0，停止为网卡供电。

在第一电流反馈单元，第一精密电阻r7两端连接第一控制芯片u1的csn和csp管脚，用于采集第一精密电阻r7两端的压差v1，进一步计算输入电流。输入电压p12v_aux流经第一精密电阻r7的工作电流i1的计算公式为i1＝v1/r7。

第二电容c2两端连接第一精密电阻r7两端，用来滤除共模干扰。第三电容c3和第四电容c4一端分别接两条电流反馈链路，另一端分别接地，用来滤除差模干扰。

在第一导通单元，mosfet1的控制器(gate极)连接第一控制芯片u1的gate管脚，由第一控制芯片u1控制其导通和关断。

从而第一热插拔模块实现主板的第一供电链路与网卡的第一供电端之间的供电隔离，可以为网卡提供第一电压。

参见图5所示，示出了本申请实施例中第二热插拔模块的示意图，第二热插拔模块的结构和第一热插拔模块的结构类似，第二热插拔模块可以包括：

第二控制芯片单元501、第二电流反馈单元502以及第二导通单元503；第二控制芯片单元与第二电流反馈单元相连，第二电流反馈单元与第二导通单元相连。

第二电流反馈单元，用于向第二控制芯片单元输入第二电压经过第二精密电阻后的第二电压差。

第二控制芯片单元，用于当第二供电链路提供的第二电压达到第二预设条件时，驱动第二导通单元导通；根据第二电压差计算第二工作电流，当第二工作电流超过第二电流阈值，驱动第二导通单元关断。

第二导通单元，用于在导通时将第二供电链路提供的第二电压输入网卡的第二供电端；在关断时向网卡的第二供电端输入零伏电压。

也即在本实施例中，第二热插拔模块在具体工作过程中，如果第二电压可以使能第二控制芯片单元中的第二控制芯片，驱动第二导通单元导通，则将第二电压输入至网卡的第二供电端；同时，实时第二控制芯片单元实时监测工作电流，当出现过流时，第二导通单元关断，停止为网卡供电。则第二热插拔模块提供过流保护功能，可避免网卡内部短路时造成主板掉电的问题，增加设计可靠性。

参见图6所示，示出了本申请实施例中第二热插拔模块的一种具体实现示意图，其中，第二控制芯片单元可以包括：

第二控制芯片u2、第四电阻r4、第五电阻r5以及第六电阻r6。

第二控制芯片u2的电源管脚vcc与主板的第二供电链路p3v3_aux相连。

主板的第二供电链路p3v3_aux与第四电阻r4的第一端相连，第四电阻r4的第二端分别与第五电阻r5的第一端以及第二控制芯片u2的使能管脚en相连，第五电阻r5的第二端接地。

第六电阻r6的第一端与第二控制芯片u2的过流保护管脚ilim相连，第六电阻r6的第二端接地。

在一种可能的实现方式中，第二控制芯片单元还包括：第五电容c5。

第五电容c5的第一端分别与第五电阻r5的第一端以及第二控制芯片u2的使能管脚en相连；第五电容c5的第二端接地。

继续基于图6进行说明，在本申请实施例一种可能的实现方式中，第二电流反馈单元可以包括：

第二精密电阻r8、第六电容c6、第七电容c7以及第八电容c8。

主板的第二供电链路p3v3_aux与第二精密电阻r8的第一端相连，第二精密电阻r8的第一端与第二控制芯片u2的第一反馈管脚csp相连，第二精密电阻r8的第二端分别与第二控制芯片u2的第二反馈管脚csn以及第二导通单元相连。

第六电容c6的第一端分别与第二精密电阻r8的第一端以及第二控制芯片u2的第一反馈管脚csp相连，第六电容c6的第二端分别与第二精密电阻r8的第二端以及第二控制芯片u2的第二反馈管脚csn相连。

第七电容c7的第一端与第六电容c6的第一端相连，第七电容c7的第二端接地。

第八电容c8的第一端与第六电容c6的第二端相连，第八电容c8的第二端接地。

在本申请实施例一种可能的实现方式中，第二导通单元可以为第二mos管mosfet2，第二mos管mosfet2的控制端与第二控制芯片u2的驱动管脚gate相连，第二mos管mosfet2的第一端与第二精密电阻r8的第二端相连，第二mos管mosfet2的第二端与网卡的第二供电端相连，输出p3v3_aux_ocp。

第二热插拔模块的工作原理与第一热插拔模块的工作原理类似，以下对第二热插拔模块的工作原理进行说明。

在第二控制芯片单元，输入电压p3v3_aux直接连接至第二控制芯片u2的vcc管脚，为第二控制芯片u2提供工作电压。输入电压p3v3_aux经过第四电阻r4和第五电阻r5分压后连接至第二控制芯片u2的en管脚，为第二控制芯片u2提供使能驱动信号。

第二控制芯片u2的en管脚内部设定有门槛阈值v0’，当输入电压p3v3_aux经第四电阻r4和第五电阻r5分压后的电压大于或等于v0’时，第二控制芯片u2的gate管脚将输出高电平，驱动mosfet2导通，第二热插拔模块输出p3v3_aux_ocp电压，为网卡供电，例如为网卡提供3.3v电压。第二控制芯片u2的en管脚增加高频滤波电容c5，滤除输入电压p3v3_aux带来的高频杂讯干扰，避免第二控制芯片u2误动作现象发生。

第二控制芯片u2的ilim管脚经由第六电阻r6直接接地，设定第二热插拔模块的过流保护点i0’，其中i0’＝k2*r6，其中k2为过流保护系数，由第二控制芯片u2决定。当第二电流反馈单元监测到工作电流i1’大于过流保护点i0’时，第二控制芯片u2的gate管脚输出低电平，mosfet2关断，第二热插拔模块输出电压为0，停止为网卡供电。

在第二电流反馈单元，第二精密电阻r8两端连接第二控制芯片u2的csn和csp管脚，用于采集第二精密电阻r8两端的压差v1’，进一步计算输入电流。输入电压p3v3_aux流经第二精密电阻r8的工作电流i1’的计算公式为i1’＝v1’/r8。

第六电容c6两端连接第二精密电阻r8两端，用来滤除共模干扰。第七电容c7和第八电容c8一端分别接两条电流反馈链路，另一端分别接地，用来滤除差模干扰。

在第二导通单元，mosfet2的控制器(gate极)连接第二控制芯片u2的gate管脚，由第二控制芯片u2控制其导通和关断。

从而第二热插拔模块实现主板的第二供电链路与网卡的第二供电端之间的供电隔离，可以为网卡提供第二电压。

本申请实施例通过在主板向网卡的供电链路上增加热插拔模块，实现主板和网卡的供电隔离，保证热插拔操作时对主板供电链路无干扰，实现网卡的热插拔功能。同时，具有过流保护功能，避免网卡内部短路时造成主板掉电的问题。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。