小型电信和计算通用硬件平台架构系统及其电源控制方法

文档序号:7667765阅读:195来源:国知局

专利名称::小型电信和计算通用硬件平台架构系统及其电源控制方法
技术领域
:本发明涉及电源控制
技术领域
,特别是指一种小型电信和计算通用硬件平台架构(MicroTelecommunicationsComputingArchitecture,MicroTCA)系统及其电源控制方法。
背景技术
:MicroTCA是PCI工业计算机厂家协会(PCIIndustrialComputerManufacturersGroup,PICMG)组织制定的小型电信和计算通用硬件平台架构,MicroTCA利用先进夹层卡(AdvancedMezzanineCard,AMC)来构筑系统,支持热插拔的AMC可以直接插到MicroTCA的背板。MicroTCA主要定位中低端、对成本比较敏感、要求小物理尺寸的电信或计算应用。主要的应用包括无线基站、路由器、々某体网关等。MicroTCA基本规范名称是MicroTCA.O,定义了MicroTCA的机框结构、管理、电源、散热、互连等内容。AMC是PICMG组织定义的可以支持热插拔的通用夹层卡,具体类型包括数字信号处理(DSP)AMC、中央处理器(CPU)AMC、网络处理器(NP)AMC、接口AMC、存储AMC等类型。AMC模块可以直接插到MicroTCA的背板上来应用,构成MicroTCA系统。AMC规范包括AMC.X系列标准规范,定义了AMC的结构、管理、电源、散热、互连及交换网建议等内容。智能平台管理接口(IntelligentPlatformManagementInterface,IPMI)是为提高服务器的可用性指标而推出的智能化平台管理接口标准,最初目的是为服务器提供设备管理、传感器/事件管理、用户管理、风扇框/电源框管理、远程维护等功能。MicroTCA规范和AMC规范均将IPMI规范定义为需要遵循的管理规范。智能平台管理总线(IntelligentPlatformManagementBus,IPMB)是基于IPMI规范的管理总线的统称。在MicroTCA中IPMB总线又分为两种,IPMB-0和本地智能平台管理总线(LocalIntelligentPlatformManagementBus,IPMB-L)。其中IPMB-0连接MicroTCA系统中的MicroTCA承载管理控制器(MicroTCACarrierManagerController,MCMC)和增强4莫块管理控制器(EnhancedManagementController,EMMC),实现MicroTCA的交换控制才莫块(MicroTCACarrierHub,MCH)对电源模块和风扇单元的管理。而IPMB-L连接MicroTCA系统中的MCMC和模块管理控制器(ManagementController,MMC),实现MCH对各AMC模块的管理。根据MicroTCA的规范,一个基本的MicroTCA系统支持的AMC数量最大为12。在MicroTCA规范中,电源模块(PM)定义了最多12个用于向AMC提供管理电源的接口,AMC的管理电源上下电的控制动作都是在PM板上完成,然后通过背板连接到各AMC的MMC模块。MicroTCA规范的AMC管理电源采用星型拓朴架构,PM1的12个管理电源接口W:EN#1、EN#2....EN#12,分别为12块AMC的管理单元提供电源,PM2的12个管理电源接口也为12块AMC的管理单元提供电源,从而构成了两块互为冗余的PM与各AMC间的Y型电源总线连接。图1是MicroTCA规范中定义的AMC管理电源的架构示意图。如图1所示,PM1和PM2互为冗余备份关系。在此将PM1定义为主用PM,而将PM2定义为备用PM。正常情况下,PM1处于激活状态,PM1为各个AMC提供管理电源,而PM2此时处于非激活的状态,不对AMC提供管理电源。在PM1发生故障的情况下,主备PM将进行备份倒换,激活PM2,而PM1则转换成非激活转态,由PM2接管PM1的工作,为各负载提供电源。现有的MicroTCA系统包括一个PM、12个AMC以及承载管理单元。承载管理单元与PM相连,图中未示出。其中,PM用于为AMC提供电源管理,如3.3V电源和12V电源。图2为现有技术AMC的上电控制示意图。如图2所示,每个PM提供12路管理电源接口到背板的12个连接针上,再通过12个背板连接针连接到各AMC中的MMC。对于提供3.3V电源管理的情况,PM包括AMC控制单元、与门、非门以及3.3V电源控制电路。PS0弁和PS1弁分别是AMC板的最上端和最下端的两个引脚信号。在AMC板上,PS0弁和PSl弁之间通过一个二极管连"t妄;在PM上,PS1弁信号上拉到管理电源(MP),当AMC没有插入时,PM上的PS1弁为高电平。当AMC插入时,AMC上的PS0弁和PS1弁均插好后,AMC板上二极管导通,此时,PM上的PS1弁会由高电平跳变为低电平,所以,PM上的EMMC就可以通过判断PM上的PS1弁的高低电平来检测AMC是否上板。当AMC插稳后,PM上的PS1#信号被激活变为低电平,提示EMMC:AMC模块已经插稳。PM会通过IPMB—0上报给承载管理(CarrierManager)单元,CarrierManager向PM发送AMC插稳信号命令,PM收到所述AMC插稳信号命令后,使能使能信号,即MP—Enable信号为高电平。也就是说,PM上的PS1弁信号被激活变为低电平,MP—Enable为高电平。PM上的PS1#信号输入非门,非门输出端为高电平,因此,MP—Enable信号与非门输出信号进行逻辑与运算输出为高电平,即与门输出为高电平。当与门输出高电平时,3.3V电源控制电路返回上电成功信号MP_Good。EMMC检观寸到MP—Good有效后,上报CarrierManager,该CarrierManager将通过发送上电成功的命令给EMMC,这时,该EMMC会激活EN射言号,解除EN弁信号对MMC的复位功能,从而为该AMC提供3.3V电源。在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下缺点(1)MicroTCA系统中PM电源控制复杂,连接器密度高,PM设计成本高;(2)PM管理复杂,可靠性降低;(3)MicroTCA的AMC供电方式为集中供电,12块AMC的管理电源和上下电控制接口都由PM提供,然后过背板连接到各AMC,这样在每个PM的背板连接器上要占用12个背板信号传输资源。对背板资源的占用会限制业务板信号的传输,影响业务处理能力,降低MicroTCA的系统性能。(4)PM板要支持最多16块负载板的电源和电源的上下电控制,复杂度比较高,给PM板的布局布线带来一定的难度。
发明内容有鉴于此,本发明实施例的主要目的是提供一种小型电信和计算通用硬件平台架构系统及电源控制方法,可以简化对AMC的电源管理。本发明实施例提供的一种MicroTCA系统,包括第一电源模块PM、一个以上先进夹层卡AMC以及承载管理单元,所述第一电源模块PM包括3.3V电源控制电路、AMC控制单元,以及3.3V电源控制单元,其中,所述AMC控制单元,用于根据每个AMC的PSW端口4全测对应的AMC是否插稳,并在所述AMC插稳时,根据所述承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号;所述3.3V电源控制单元,在所述AMC插稳时,根据所述使能信号,控制所述3.3V电源控制电路;所述3.3V电源控制电路,用于根据所述3.3V电源控制单元的控制,为所述AMC提供3.3V电源。本发明实施例提供的一种MicroTCA系统,包括第一电源模块PM、一个以上AMC以及承载管理单元,所述第一电源才莫块PM包括3.3V电源控制电路、AMC控制单元,其中,所述AMC控制单元,用于根据每个AMC的PS1弁端口4企测对应的AMC是否插稳,在所述AMC插稳时,根据所述承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号,并根据所述使能信号,控制所述3.3V电源控制电路;所述3.3V电源控制电路,用于根据所述AMC控制单元的控制,为所述AMC提供3.3V电源。本发明实施例提供的一种电源管理装置,用于为AMC提供3.3V电源,包括3.3V电源控制电路、AMC控制单元,以及3.3V电源控制单元,其中,所述AMC控制单元,用于根据每个AMC的PS1弁端口检测对应的AMC是否插稳,并在所述AMC插稳时,根据承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号;所述3.3V电源控制单元,在所述AMC插稳时,根据所述使能信号,控制所述3.3V电源控制电路;所述3.3V电源控制电路,用于根据所述3.3V电源控制单元的控制,为AMC提供3.3V电源。本发明实施例提供的一种电源管理装置,用于为AMC提供3.3V电源并进行3.3V电源控制,包括3.3V电源控制电路和AMC控制单元,其中,所述AMC控制单元,用于根据所述AMC的PSW端口检测对应的AMC是否插稳,并在所述AMC插稳时,根据承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号,并根据所述使能信号,控制所述3.3V电源控制电路;所述3.3V电源控制电路,用于根据所述AMC控制单元的控制,为所述AMC提供3.3V电源。本发明实施例提供的一种MicroTCA系统的电源控制方法,所述系统包括电源模块PM、一个以上AMC以及承载管理单元,该方法包括所述电源模块PM检测所述AMC的热插拔状态,在所述AMC插稳后,根据所述承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号;所述电源模块PM根据所述使能信号,为所述AMC提供3.3V电源。在本发明实施例中,电源模块PM检测AMC的热插拔状态,在所述AMC插稳后,根据承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号;根据所述使能信号,为所述AMC提供3.3V电源控制。在本发明实施例中,由于不需要通过MP一Enable信号,而通过使能EN弁信号和PM上的PS1#,为AMC提供3.3V电源的控制管理,因此,简化了PM对AMC的电源管理复杂度。图1为现有4支术中MicroTCA系统AMC管理电源的架构示意图2为现有技术中AMC管理电源的控制示意图3为本发明实施例系统的结构示意图4a为本发明实施例一中PM的结构示意图4b为本发明实施例二中PM的结构示意图5为本发明实施例三中PM的结构示意图。具体实施例方式在本发明实施例中,为了简化PM对AMC的电源管理复杂度,提供给AMC的PM与一个以上AMC相连,PM需要纟全测所述AMC的热插拔状态,在每个AMC插稳时,根据来自承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号,为所述AMC提供3.3V电源。图3为本发明实施例系统结构示意图。参见图3所示,在本发明实施例中,MicroTCA系统包括一个以上AMC、第一PM以及承载管理单元。承载管理单元与第一PM相连,图中未示出。当所述一个以上AMC包括至少两个AMC时,所述第一PM可以通过总线型拓朴与所述至少两个AMC相连。由于采用总线型拓朴与所述至少两个AMC相连,因此可以减少AMC进行电源管理所占用的背板资源。该系统还可以包括第二PM,第二PM作为备用PM,第一PM作为主用PM,第二PM用于在第一PM发生故障时,为所述一个以上AMC提供电源。下面结合图4a来介绍本发明实施例中对AMC的3.3V电源进行管理的方式。参见图4a所示,所述第一PM包括3.3V电源控制电路、AMC控制单元,以及3.3V电源控制单元。其中,所述3.3V电源控制电路,用于根据所述3.3V电源控制单元的控制,为所述一个以上AMC提供3.3V电源;所述AMC控制单元,用于根据每个AMC的PSW端口检测对应的AMC是否插稳,并在所述AMC插稳时,根据所述承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号;所述3.3V电源控制单元,在所述AMC插稳时,才艮据所述^f吏能信号,控制所述3.3V电源控制电^各。在图4a中,PM提供一^各总线型3.3V管理电源,通过PM的一个连接针连接到背板上,在背板上走线为总线型拓朴,再通过各AMC的金手指连接到每个MMC,同时通过已经定义的12个EN弁信号对AMC的管理电源进行上下电控制。PS(^和PSW为插稳信号的管脚,分别位于AMC的最上端和最下端的引脚。在AMC板上,PS(^和PSW通过一个二极管连接;在PM上,PS1射言号上拉到管理电源MP,当EMMC接入而AMC没有插入时PS1^为高电平。此时,PS1弁经过非门处理后为低电平,再与EN弁进行与门处理,此时,无"^仑EN弁为低电平还是高电平,与门输出都为低电平。当AMC插入时,PS0弁和PS1弁均插好后,AMC板上二极管导通,此时,PM上的PSW会由高电平跳变为低电平,所以,PM上的EMMC就能通过判断PS1弁的高低电平来检测AMC是否插入。当AMC插稳后,PS1弁信号被激活跳变为低电平,提示EMMC:AMC模块已经插稳。PM会通过IPMBJ)上报给承载管理单元,承载管理单元向PM发送AMC插稳信号命令,PM收到所述AMC插稳信号命令后,使能使能信号,即EN射言号为高电平。此时,PM上的PS1弁信号输入非门,非门输出端为高电平。由于EN射言号为高电平,非门输出端为高电平,即作为与门的两个输入端都为高电平,因此,与门输出为高电平。本实施例就是利用该与门的输出控制3.3V电源控制电路。由图4a可以看出,使能EN弁信号为高电平时,同时会解除EN弁使能信号对MMC的复位功能,从而能够使3.3V电源控制电路为AMC提供3.3V电源。本发明实施例中PM提供给各AMC的管理电源设计为总线型拓朴,当根据PM上的PS1斜全测到AMC已经插稳时,利用MicroTCA^见范中已经定义的EN弁信号对AMC的管理电源进行上下电控制,这种直接通过EN弁信号和PM上的PS1#,为AMC提供3.3V电源控制的方式,简化了PM对AMC的电源管理复杂度。而且,由于在现有技术中,每个PM提供12路管理电源接口到背板的12个连接针上,再通过12个背板连接针连接到各MMC。而本发明实施例是采用总线型拓朴将管理电源提供给AMC,因此,本发明实施例相比现有技术,不仅简化了对AMC电源管理的复杂度,还节省了背板资源。如图4a所示,3.3V电源控制单元可以包括与门和第一非门,其中,所述第一非门的输入端口与所述AMC的PS1弁端口相连,所述第一非门的输出端口与所述与门的第一输入端口相连,所述与门的第二输入端口与所述AMC控制单元的使能信号端口相连,所述与门的输出端口与所述3.3V电源控制电路相连。当然,3.3V电源控制单元也可以这样实现,如图4b所示,3.3V电源控制单元包括第二非门和第三非门,其中,所述第二非门的输入端口与所述AMC控制单元的使能信号端口相连,所述第二非门的输出端口与所述第三非门的输入端口相连,所述第三非门与所述3.3V电源控制电^各相连。作为图4a和图4b的替代方案,如5所示,本发明实施例的系统可以包括3.3V电源和AMC控制单元。这里,与图4a和图4b所示实施例的区别在于,AMC控制单元是通过使能使能信号直接对AMC提供3.3V电源的3.3V电源控制电路进行管理。并且,图中只示意出对一个AMC提供3.3V电源管理的情况。同样,在图4b中,使能EN弁信号为高电平时,同时会解除EN射言号对MMC的复位功能,从而能够使3.3V电源控制电路为AMC提供3.3V电源。在图5中,所述3.3V电源控制电路,用于根据AMC控制单元的控制,为AMC提供3.3V电源;所述AMC控制单元,用于根据所述AMC的PS1弁端口检测对应的AMC是否插稳,并在所述AMC插稳时,从承载管理单元获得用于控制3.3V电源上下电的使能信号;根据所述使能信号,控制所述3.3V电源控制电路。在图5中,使能EN斜言号为高电平时,同时会解除EN弁信号对MMC的复位功能,从而能够使3.3V电源控制电路为AMC提供3.3V电源。这种方式对AMC的3.3V电源管理更加简单。AMC单板的热插拔状态,如表1所示<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>本发明实施例正常上电流程如下1、AMC处于MO状态。2、插入AMC。AMC插好后,PS1弁有效时,EMMC4企测到PSW变为低电平,上报给MCH中的MCMC,MCH下发命令给EMMC,EMMC利用EN#信号打开MMC的电源开关,蓝灯长亮,进入M1状态。3、AMC扳手闭合,MMC检测到微动开关关闭,使蓝灯长闪,AMC进入M2状态。4、MMC通过IPMB—L总线向MCH上报AMC上电请求。5、MCH根据FRU信息,AMC进入M3状态,MCH指示打蓝灯灭。6、完成上电准备,MCH下发命令,用于PM的EMMC单板打开电源开关,同时返回上电成功信号,AMC进入M4状态。本发明实施例正常下电流程如下1、AMC处于M4(激活)状态。2、AMC扳手打开,进入M5状态,请求下电,蓝灯短闪。3、MMC通过IPMB—L总线向MCH上报AMC单板下电的请求,通知系统作业务迁移等下电准备,此时进入M6状态。4、系统完成下电处理,MCH发下电命令,用于PM的EMMC单板关闭AMC的负载电源开关。5、MMC单板停止闪烁蓝灯,一直点亮,AMC进入Ml状态。6、拔出AMC才反,PS1弁信号无效,关闭MP电源,进入M0状态。本发明实施例中,PM检测AMC的热插拔状态,在所述AMC插稳后,根据承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号;根据所述使能信号,为所述AMC提供3.3V电源。在本发明实施例中,不需要MP—Enable信号,而是通过使能EN射言号和PM上的PS1#,为AMC提供3.3V电源,因此,简化了PM对AMC的电源管理复杂度,降低了PM板的控制设计复杂度及连接器设计密度,降低MicroTCAPM设计成本,由于减少了多个环节,因此也增强了MicroTCA系统可靠性。而且,由于PM提供给AMC的管理电源采用总线型拓朴与AMC相连,因此,还可以减少AMC的管理电源占用的背板资源。明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。权利要求1、一种小型电信和计算通用硬件平台架构MicroTCA系统,包括第一电源模块PM、一个以上先进夹层卡AMC以及承载管理单元,其特征在于,所述第一电源模块PM包括3.3V电源控制电路、AMC控制单元,以及3.3V电源控制单元,其中,所述AMC控制单元,用于根据每个AMC的PS1#端口检测对应的AMC是否插稳,并在所述AMC插稳时,根据所述承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号;所述3.3V电源控制单元,在所述AMC插稳时,根据所述使能信号,控制所述3.3V电源控制电路;所述3.3V电源控制电路,用于根据所述3.3V电源控制单元的控制,为所述AMC提供3.3V电源。2、根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述3.3V电源控制单元包括与门和第一非门,其中,所述第一非门的输入端口与所述AMC的PS1弁端口相连,所述第一非门的输出端口与所述与门的第一输入端口相连,所述与门的第二输入端口与所述AMC控制单元的使能信号端口相连,所述与门的输出端口与所述3.3V电源控制电路相连。3、根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述3.3V电源控制单元包括第二非门和第三非门,其中,所述第二非门的输入端口与所述AMC控制单元的使能信号端口相连,所述第二非门的输出端口与所述第三非门的输入端口相连,所述第三非门与所述3.3V电源控制电^各相连。4、根据权利要求1所述的系统,其特征在于,该系统还包括第二电源模块PM,用于在所述第一电源模块PM发生故障时,为所述一个以上AMC提供3.3V电源。5、根据权利要求1所述的系统,其特征在于,当所述一个以上AMC包括至少两个AMC时,所述第一电源^^块PM通过总线型拓朴与所述至少两个AMC相连。6、一种MicroTCA系统,包括第一电源模块PM、一个以上AMC以及承载管理单元,其特征在于,所述第一电源模块PM包括3.3V电源控制电路、AMC控制单元,其中,所述AMC控制单元,用于根据每个AMC的PS1弁端口检测对应的AMC是否插稳,在所述AMC插稳时,根据所述承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号,并根据所述使能信号,控制所述3.3V电源控制电路;所述3.3V电源控制电路,用于根据所述AMC控制单元的控制,为所述AMC提供3.3V电源。7、一种电源管理装置,用于为AMC提供3.3V电源,其特征在于,包括3.3V电源控制电路、AMC控制单元,以及3.3V电源控制单元,其中,所述AMC控制单元,用于根据每个AMC的PSW端口检测对应的AMC是否插稳,并在所述AMC插稳时,根据承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号;所述3.3V电源控制单元,在所述AMC插稳时,根据所述使能信号,控制所述3.3V电源控制电路;所述3.3V电源控制电路,用于根据所述3.3V电源控制单元的控制,为AMC提供3.3V电源。8、根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述3.3V电源控制单元包括与门和第一非门,其中,所述第一非门的输入端口与所述AMC的PS1弁端口相连,所述第一非门的输出端口与所述与门的第一输入端口相连,所述与门的第二输入端口与所述AMC控制单元的使能信号端口相连,所述与门的输出端口与所述3.3V电源控制电路相连。9、根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述3.3V电源控制单元包括第二非门和第三非门,其中,所述第二非门的输入端口与所述AMC控制单元的使能信号端口相连,所述第二非门的输出端口与所述第三非门的输入端口相连,所述第三非门与所述3.3V电源控制电路相连。10、一种电源管理装置,用于为AMC提供3.3V电源并进行3.3V电源控制,其特征在于,包括3.3V电源控制电路和AMC控制单元,其中,所述AMC控制单元,用于根据所述AMC的PS1弁端口检测对应的AMC是否插稳,并在所述AMC插稳时,根据承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号,并根据所述使能信号,控制所述3.3V电源控制电路;所述3.3V电源控制电路,用于根据所述AMC控制单元的控制,为所述AMC提供3.3V电源。11、一种MicroTCA系统的电源控制方法,所述系统包括电源模块PM、一个以上AMC以及承载管理单元,其特征在于,该方法包括所述电源才莫块PM检测所述AMC的热插拔状态,在所述AMC插稳后,根据所述承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号;所述电源模块PM根据所述使能信号,为所述AMC提供3.3V电源。全文摘要本发明公开了一种小型电信和计算通用硬件平台架构(MicroTCA)系统,简化了PM对AMC的电源管理复杂度。该系统包括第一MicroTCA的电源模块(PM)和一个以上先进夹层卡(AMC),所述第一电源模块PM包括3.3V电源控制电路、AMC控制单元,以及3.3V电源控制单元,所述AMC控制单元,用于根据每个AMC的PS1#端口检测对应的AMC是否插稳,并在所述AMC插稳时,根据所述承载管理单元的AMC插稳信号命令使能使能信号;所述3.3V电源控制单元,在所述AMC插稳时,根据所述使能信号,控制所述3.3V电源控制电路;所述3.3V电源控制电路,用于根据所述3.3V电源控制单元的控制,为所述AMC提供3.3V电源。同时,本发明还提供了一种电源管理装置及MicroTCA系统的电源控制方法。文档编号H04L12/10GK101453337SQ20071019650公开日2009年6月10日申请日期2007年11月28日优先权日2007年11月28日发明者夏强志,方庆银申请人:华为技术有限公司
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