一种基于fpga实现多单元服务器多级级联的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及芯片逻辑验证技术领域，具体地说是一种实用性强、基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，多单元服务器的级联实现是利用MCU、CPLD和一些处理RGB信号的芯片(ISL59911、ISL59921等)组成。比如MCU利用的是型号为C8051F340的芯片，利用F340自带串口实现级联时当前主机和从机之间键盘、鼠标等数据的交互，但是这种多单元服务器级联只能实现二级级联。
[0003]基于此，现提供一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法，该方法通过在FPGA内部内嵌一个MCU IP核，USB Host模块、USB Device模块，OSD模块。利用Wishbone总线将USB host模块和USB Device模块挂载到MCU上，利用MCU核中自带的串口实现多单元服务器多级级联。OSD模块是在FPGA搭建一个产生OSD的模块，根据USB键值来调用和选择是否级联以及第几级级联中的第几个服务器。
【发明内容】
[0004]本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种实用性强、基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法。
[0005]一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法，其具体实现过程为:在服务器内设置FPGA，该FPGA内嵌一个MCU、USB Host模块、USB Device模块，然后将USB host模块和USB Device模块挂载到MCU上，再通过MCU核中自带的串口实现多单元服务器级联，即服务器的多单元之间通过FPGA上MCU核中的串口相连接。
[0006]所述USB Host模块为USB设备的主设备，根据USB协议搭建，对从MCU和键盘传送来的数据进行封包与解包；USB device模块为从设备，根据USB协议搭建，对从MCU和键盘传送来的数据进行封包与解包。
[0007]所述USB host模块和USB Device模块通过Wishbone总线挂载到MCU上。
[0008]所述FPGA内还嵌有OSD模块，该OSD模块挂载的MCU上且其结构包括包括OSD控制模块、OSD字符库，该OSD模块根据键值来进行多单元服务器通道的选择。
[0009]所述MCU模块为控制模块，该控制模块内置控制USB host模块的host控制器、控制USB device模块的device控制器、控制OSD模块的控制器以及级联时串口数据交互的控制模块，其中:
Host控制器负责外接物理键盘，对键盘进行初始化；
Device控制器控制Device模块模拟USB键盘，从Host控制器得到的键盘数据通过Device控制器发送给物理计算机。
[0010]所述MCU中有两个串口来实现级联数据交互，一个串口作为主输出端口，一个串口作为从输入端口，其具体交互过程为:当系统上电时，根据从输入端口是否有数据接收来判断是否为多单元服务器级联时的主机；根据主输出端口向后端发送数据，是否有数据返回来确定是不是级联时最后一级，若没有数据返回说明是级联的最后一级，若有数据返回且从输入端口有数据接收说明是多级级联时的中间级，根据级联时主机向下一级别发送的数据来一次确定级联的级数。
[0011]本发明的一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法，具有以下优点:
本发明提出的一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法，通过适当的键盘、鼠标、显示器的配置实现多个多单元服务器中服务器的集中管理；提高系统的可管理性，提高系统管理员的工作效率；还可以利用服务器的冗余特性对数据进行保存；应用范围广泛，可以应用在计算机领域、云终端、物联网终端、多媒体终端等带有多单元服务器级联需求使用的领域中，实用性强，易于推广。
【附图说明】
[0012]附图1为本发明的多单元服务器三级级联整体框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0014]本发明提供一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法，在FPGA内部嵌入一个MCU的IP核，利用FPGA的可编程性以及对MCU IP核进行软件开发实现。
[0015]其具体实现过程为:
在服务器内设置FPGA，该FPGA内嵌一个MCU、USB Host模块、USB Device模块，然后将USB host模块和USB Device模块挂载到MCU上，再通过MCU核中自带的串口实现多单元服务器级联，即服务器的多单元之间通过FPGA上MCU核中的串口相连接。
[0016]所述USB Host模块为USB设备的主设备，根据USB协议搭建，对从MCU和键盘传送来的数据进行封包与解包；USB device模块为从设备，根据USB协议搭建，对从MCU和键盘传送来的数据进行封包与解包。
[0017]所述USB host模块和USB Device模块通过Wishbone总线挂载到MCU上。
[0018]所述FPGA内还嵌有OSD模块，该OSD模块挂载的MCU上且其结构包括包括OSD控制模块、OSD字符库，该OSD模块根据键值来进行多单元服务器通道的选择。
[0019]所述MCU模块为控制模块，该控制模块内置控制USB host模块的host控制器、控制USB device模块的device控制器、控制OSD模块的控制器以及级联时串口数据交互的控制模块，其中:
Host控制器负责外接物理键盘，即真正的键盘，对键盘进行初始化；
Device控制器控制Device模块模拟USB键盘，从Host控制器得到的键盘数据通过Device控制器发送给物理计算机，即真正的计算机。
[0020]所述MCU中有两个串口来实现级联数据交互，一个串口作为主输出端口，一个串口作为从输入端口，其具体交互过程为:当系统上电时，根据从输入端口是否有数据接收来判断是否为多单元服务器级联时的主机；根据主输出端口向后端发送数据，是否有数据返回来确定是不是级联时最后一级，若没有数据返回说明是级联的最后一级，若有数据返回且从输入端口有数据接收说明是多级级联时的中间级，根据级联时主机向下一级别发送的数据来一次确定级联的级数。
[0021]实施例:
将4台多单元服务器通过网线一次对应着主输出对应从输入口相连接(RJ45接口包括两根串口信号以及RGB信号)，将USB键盘、鼠标插入多单元服务器第一个管理板的USB 口上。几台多单元服务器开机上电，等待几秒钟时间让各个多单元服务器判断好自己当前处于级联状态中主从状态后。双击ESC按键进入OSD界面，从OSD界面可以看到多单元服务器当前有几级级联以及各个级联上有几个刀片，然后通过USB键盘的上下左右键来切换各个刀片。选好要进入的刀片后进入到当前的刀片后，通过显示器可以看到此刀片的系统，可以通过键盘、鼠标对当前的刀片服务器进行操作。
[0022]本发明的方法通过适当的键盘、鼠标、显示器的配置实现多个多单元服务器中服务器的集中管理；提高系统的可管理性，提高系统管理员的工作效率；还可以利用服务器的冗余特性对数据进行保存，防止因为单个服务器损坏而引起数据丢失。
[0023]本发明适用于信息控制中心、呼叫中心、证券/金融交易系统、银行数据中心、工业控制环境、教学环境、测试中心等所有的应用多单元服务器级联的环境中，适用范围广泛。
[0024]上述【具体实施方式】仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述【具体实施方式】，任何符合本发明的一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法的权利要求书的且任何所述技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。
【主权项】
1.一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法，其特征在于，在服务器内设置FPGA，该FPGA内嵌一个MCU、USB Host模块、USB Device模块，然后将USB host模块和USBDevice模块挂载到MCU上，再通过MCU核中自带的串口实现多单元服务器级联，即服务器的多单元之间通过FPGA上MCU核中的串口相连接。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法，其特征在于，所述USB Host模块为USB设备的主设备，根据USB协议搭建，对从MCU和键盘传送来的数据进行封包与解包；USB device模块为从设备，根据USB协议搭建，对从MCU和键盘传送来的数据进行封包与解包。3.根据权利要求2所述的一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法，其特征在于，所述USB host模块和USB Device模块通过Wishbone总线挂载到MCU上。4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法，其特征在于，所述FPGA内还嵌有OSD模块，该OSD模块挂载的MCU上且其结构包括包括OSD控制模块、OSD字符库，该OSD模块根据键值来进行多单元服务器通道的选择。5.根据权利要求4所述的一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法，其特征在于，所述MCU模块为控制模块，该控制模块内置控制USB host模块的host控制器、控制USB device模块的device控制器、控制OSD模块的控制器以及级联时串口数据交互的控制模块，其中: Host控制器负责外接物理键盘，对键盘进行初始化； Device控制器控制Device模块模拟USB键盘，从Host控制器得到的键盘数据通过Device控制器发送给物理计算机。6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法，其特征在于，所述MCU中有两个串口来实现级联数据交互，一个串口作为主输出端口，一个串口作为从输入端口，其具体交互过程为:当系统上电时，根据从输入端口是否有数据接收来判断是否为多单元服务器级联时的主机；根据主输出端口向后端发送数据，是否有数据返回来确定是不是级联时最后一级，若没有数据返回说明是级联的最后一级，若有数据返回且从输入端口有数据接收说明是多级级联时的中间级，根据级联时主机向下一级别发送的数据来一次确定级联的级数。
【专利摘要】本发明公开了一种基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法，其具体实现过程为：在服务器内设置FPGA，该FPGA内嵌一个MCU、USB Host模块、USB Device模块，然后将USB host模块和USB Device模块挂载到MCU上，再通过MCU核中自带的串口实现多单元服务器级联，即服务器的多单元之间通过FPGA上MCU核中的串口相连接。该基于FPGA实现多单元服务器多级级联的方法与现有技术相比，提高系统的可管理性，提高系统管理员的工作效率；还可以利用服务器的冗余特性对数据进行保存，防止因为单个服务器损坏而引起数据丢失，实用性强，易于推广。
【IPC分类】G06F13/38, G06F15/17
【公开号】CN104915323
【申请号】CN201510292960
【发明人】张孝飞, 李朋, 刘强, 金长新
【申请人】浪潮集团有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月1日