專利名稱：一種基于MicroTCA標準的媒體服務器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電信級的通用硬件平臺，特別涉及一種基于Mi croTCA標準，兼容 標準的AMC板卡的媒體服務器。
背景技術(shù)：
作為當今業(yè)界流行的模塊化硬件平臺標準一AdvanedTCA標準的補充，MicroTCA 硬件技術(shù)標準主要針對的是網(wǎng)絡通信、醫(yī)療影像處理、嵌入式控制和軍工等應用領(lǐng)域，其高 帶寬、模塊化、靈活性及高性價比等方面的優(yōu)勢，已得到更為廣泛的應用，成為當今構(gòu)建高 性價比模塊化標準硬件平臺的優(yōu)選標準。一個典型的 MicroTCA 系統(tǒng)包括12 IfeAMC (Advanced Mezzanine Card)模塊、1 或 2個MCH(MicroTCA Carrier Hub)、互連背板以及電源和散熱等模塊。AMC板卡按照其物理 尺寸不同有四種形式單寬全高、單寬半高、雙寬全高、雙寬半高，不過實際上因為器件高度 空間散熱等因素影響，以單寬全高最為常見，其它三種形式的板卡在市面上難覓蹤跡，一般 在開發(fā)產(chǎn)品的時候也不采用這三種方式。雖然MicroTCA標準對機箱的機械結(jié)構(gòu)并未作出具體的規(guī)定，但19英寸的機架已 經(jīng)是電信機房的結(jié)構(gòu)標準，因此，一般的電信設備都是19英寸寬度。目前，市場上提供的19 英寸MicroTCA機箱的產(chǎn)品大部分使用的是標準的MicroTCA電源模塊，由于電源模塊占用 了槽位，所以，該類機箱只能支持10個全高尺寸的AMC板卡，雖然使用4個半高尺寸的AMC 板卡在這些機箱上也能達到12個AMC板卡的容量，但由于AMC板卡本身非常緊湊，板上元 器件密度非常高，如果要做成半高尺寸的話一方面元器件高度很難符合要求，另外半高尺 寸的AMC板卡散熱非常困難，所以半高尺寸的AMC板卡供應稀缺，對于一般使用MicroTCA 標準的用戶，只能使用10個AMC板卡，有兩個半高尺寸的槽位得不到利用，且達不到標準規(guī) 定的12個AMC板卡容量。在標準的MicroTCA中，AMC板卡供電是由電源模塊的控制實現(xiàn)的，需要電源模塊 與MCH、AMC板卡通訊后才能給功能模塊供電，其中還涉及到一些比較繁瑣的IPMI通訊協(xié) 議，使電源模塊結(jié)構(gòu)及使用非常復雜，一般的生產(chǎn)企業(yè)或用戶開發(fā)、使用困難；對電源板卡 往往需要較長時間的調(diào)試才能使AMC板卡供電；并且不同生產(chǎn)單位所提供的產(chǎn)品其電源模 塊應用的協(xié)議各不相同，相互之間的兼容性差，給用戶在使用中帶來了困難和麻煩，不利于 產(chǎn)品的推廣和使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為降低MicroTCA系統(tǒng)硬件成本，提高系統(tǒng)容量，增強穩(wěn)定性和可 靠性，提供一種實用能兼容標準AMC板卡的高帶寬配置靈活的媒體服務器。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種基于MicroTCA標準的媒體 服務器，它包括機箱、背板、電源、散熱風扇、AMC和MCH;其特征在于所述的電源為固定在 機箱上的2路AC或DC電源；所述的背板，其上包括Oring電路、DC-DC電源模塊、負載電源系統(tǒng)和管理電源系統(tǒng)；2路電源的輸入分別經(jīng)電源模塊轉(zhuǎn)換后提供給背板上的Oring電路， Oring電路輸出12V電源給負載電源系統(tǒng)和DC-DC電源模塊，DC-DC電源模塊輸出3. 3V電 源給管理電源系統(tǒng)；所述的負載電源系統(tǒng)包括4 16個負載電源模塊，分別輸出12V電源 給MCH、AMC和散熱風扇；所述的管理電源系統(tǒng)包括2 14個管理電源 模塊，分別輸出3. 3V 電源給MCH禾口 AMC。所述的負載電源模塊的結(jié)構(gòu)為AMC或MCH模塊的PS#信號端輸出到I/O輸入擴 展模塊的輸入端；I/O輸入擴展模塊的控制端經(jīng)I2C總線與MCH相連；I/O輸出擴展模塊的 控制信號經(jīng)I2C總線與MCH相連；I/O輸出擴展模塊的輸出信號與負載電源控制電路的控 制端相連；負載電源控制電路輸出12V負載電源分別輸入到MCH、AMC以及散熱風扇模塊。所述的管理電源模塊的結(jié)構(gòu)為AMC或MCH模塊的PS#信號端的輸出信號一路和 I/O輸入擴展模塊的輸入端連接，另一路經(jīng)反向電路后和1/0輸出擴展控制模塊輸出端的 輸出信號相“與”后連接管理電源控制電路的控制端；I/O輸入擴展模塊的控制端和I/O輸 出擴展模塊的控制端經(jīng)I2C總線連接到MCH模塊；管理電源控制電路輸出3. 3V電源分別輸 Λ MCH禾口 AMC模塊。本發(fā)明提供的一種基于MicroTCA標準的媒體服務器主要包括標準6U高度19寸 機箱、AC/DC電源、背板、1 2個MCH板卡以及1 12個AMC板卡；AMC板卡可以依據(jù)功能 需求使用具有不同功能的標準AMC板卡。它取消了 2個標準MicroTCA電源模塊，由MCH來 進行管理系統(tǒng)上電，其電源管理過程如下MCH和AMC槽位的電源在沒有板卡插入(即該槽 位PS#信號為高時)的時候都是關(guān)閉的，當該槽位的板卡插入，PS#信號被拉低，該槽位的管 理電源立即上電，管理層面的控制系統(tǒng)開始工作；后續(xù)上電過程依MCH和AMC槽位而有所不 同。當AMC槽位插上以后，通知主MCH，MCH和該AMC槽位通信正常以后，打開該槽位的負載 電源，AMC上電完成開始工作。當MCH槽位插上以后，首先偵測系統(tǒng)有沒有主MCH存在，如果 偵測到有主設備存在，先將自己設為從MCH，并向主MCH申請將本槽位負載電源上電；如果 沒有偵測到主MCH，則將自己設為主MCH，將本槽位的負載電源打開，系統(tǒng)開始工作。在本發(fā) 明中，電源模塊只負責供電而不參與電源管理，這樣對電源模塊的要求大大降低，可以使用 價格較低的電源模塊；并可以增加2個全高尺寸的AMC板卡槽位。本發(fā)明提供的背板，其電 氣特性完全符合PCIMG MicroTCA. O Specificationl. 0RC2 標準。本發(fā)明對AMC 的 baseside PortOU做成雙星拓撲結(jié)構(gòu)，雙MCH可以做到冗余備份的功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。同時， 本發(fā)明對于AMC其它的port，比如fat pipes以及extended option區(qū)域的差分信號，可以 按照不同需求快速的進行二次定制開發(fā)，使得靈活性大大提高。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下顯著的優(yōu)點1、本發(fā)明對系統(tǒng)平臺中的互聯(lián)核心部件一背板進行了改進設計，取消了 Mi croTCA標準電源模塊，采用常用的AD-DC或DC-DC電源模塊，同時，改變了電源管理方式， 由電源模塊參與管理的技術(shù)方案，改變?yōu)橛蒑CH來進行管理系統(tǒng)上電，從而，可取消標準電 源模塊插槽，增加2個全高尺寸的AMC板卡槽位，降低了系統(tǒng)供電的復雜性和生產(chǎn)成本，且 可支持12個全高尺寸的AMC板卡，提高了系統(tǒng)的容量。2、本發(fā)明在背板上增加熱插拔電路，并可通過GPIO進行導通、切斷管理，以便于 在系統(tǒng)某個單板發(fā)生故障需要下電重啟時可通過軟件進行控制，實現(xiàn)了熱插拔功能。


圖1是本發(fā)明實施例提供的一種基于MicroTCA標準的媒體服務器的結(jié)構(gòu)示意框 圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的一種基于MicroTCA標準的媒體服務器負載電源系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的一種基于MicroTCA標準的媒體服務器管理電源系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖4是本發(fā)明實施例提供的一種管理電源模塊的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖5是本發(fā)明實施例提供的一種負載電源模塊的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖6是本發(fā)明實施例提供的一種管理電源控制電路原理圖；圖7是本發(fā)明實施例提供的一種負載電源控制電路原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述實施例一參見附圖1，它是本實施例提供的一種基于MicroTCA標準的媒體服務器的結(jié)構(gòu)示 意框圖，它主要包括機箱、背板、電源、散熱風扇、AMC和MCH;其結(jié)構(gòu)為2路AC/DC電源固定 機箱上，背板上包括Oring電路、DC-DC電源模塊、負載電源系統(tǒng)和管理電源系統(tǒng)；輸入電源 分別經(jīng)電源模塊轉(zhuǎn)換后提供給背板上的Oring電路，Oring電路輸出12V電源給負載電源 系統(tǒng)和DC-DC電源模塊，DC-DC電源模塊輸出3. 3V電源給管理電源系統(tǒng)；負載電源系統(tǒng)輸 出12V電源給MCH、AMC和散熱風扇；管理電源系統(tǒng)輸出3. 3V電源給MCH和AMC。在該媒體服務器的硬件平臺系統(tǒng)中，最多可支持2個MCH、12個AMC模塊以及前后 兩組散熱風扇。該系統(tǒng)對電源模塊的要求為220V AC(或者-48VDC)輸入，+12V單路輸出， 功率為650W，本發(fā)明所述的電源模塊，其技術(shù)要求比標準的MicroTCA電源模塊簡單得多， 市面上也較容易采購到，且價格相對便宜，成本不到同功率的標準MicroTCA電源模塊的三 分之一。在傳統(tǒng)的電信機房，一般-48V的DC電源比較常見，但是隨著電信設備的發(fā)展目前 采用AC供電的設備越來越常見。如圖1所示，AC或者DC輸入電源經(jīng)過電源模塊1、電源模 塊2轉(zhuǎn)換后分別輸出12V_1、12V_2，然后這兩種電源經(jīng)過Oring電路混合成一路12V輸出， 該12V為整個系統(tǒng)的基礎供電。由圖可以看出由于Oring電路的存在，2個電源模塊互為冗 余備份，其中任何一個故障并不影響整個系統(tǒng)的供電。而且，依據(jù)系統(tǒng)所采用的電源模塊的 不同可以使用AC或者DC供電，甚至可以采用AC、DC混合供電，使用非常方便。參見附圖2，它是本實施例提供的一種負載電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；在經(jīng)過 Oring電路混合以后，12V電源直接提供到16個負載電源模塊，它們分別給2個MCH模塊、12 個AMC模塊以及前后風扇散熱單元提供電源，該負載電源系統(tǒng)中的每個負載電源模塊都可 以熱插拔，方便更換和維護；每個負載電源模塊都具有0N/0FF控制端，在工作中，由主MCH 進行0N/0FF控制，當主MCH檢測到某一個模塊出現(xiàn)故障可以將其電源關(guān)閉，進行下電后上 電復位，也可以直接將其電源關(guān)閉，讓故障模塊停止工作。參見附圖3，它是本實施例提供的一種管理電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；12V電壓經(jīng)過背板的DC-DC電源模塊，產(chǎn)生+3. 3V，經(jīng)管理電源模塊為整個系統(tǒng)的管理平面提供+3. 3V 電源(每個管理電源模塊分別為1 2個MCH和1 12個AMC提供+3. 3V電源)，其工作 原理與12V供電基本一致，每路都支持熱插拔和ON/OFF控制；該電源管理方案非常靈活，而 且每個管理電源模塊都支持熱插拔。參見附圖4，它是本實施例提供的一種管理電源模塊的結(jié)構(gòu)示意框圖；管理電源 模塊的結(jié)構(gòu)為AMC或MCH模塊的PS#信號端的輸出信號一路和I/O輸入擴展模塊的輸入端 連接，另一路經(jīng)反向 電路后和I/O輸出擴展控制模塊輸出端的輸出信號相“與”后連接管理 電源控制電路的控制端；I/O輸入擴展模塊的控制端和I/O輸出擴展模塊的控制端經(jīng)I 2C 總線連接到MCH模塊。管理電源控制電路輸出1 14路3. 3V電源分別輸入MCH和AMC模 塊。該管理電源模塊的工作原理是當MCH或者AMC模塊插入底板以后，該槽位PS# 信號被拉低，經(jīng)過反向電路，控制該槽位的管理電源控制電路打開，將該槽位的管理電源上 電，管理平面開始工作。另外，當某功能模塊管理層面出現(xiàn)故障時，主MCH可以通過IO擴展 將該槽位的管理電源關(guān)閉或者復位。參見附圖5，它是本實施例提供的一種負載電源模塊的結(jié)構(gòu)示意框圖，負載電源模 塊的結(jié)構(gòu)為AMC或MCH模塊的PS#信號端輸出到I/O輸入擴展模塊的輸入端；I/O輸入擴 展模塊的控制端經(jīng)I2C總線與1 2個MCH相連；I/O輸出擴展模塊的控制信號經(jīng)I 2C總 線與1 2個MCH相連；I/O輸出擴展模塊的輸出信號與負載電源控制電路的控制端相連； 負載電源控制電路輸出1 16路12V負載電源分別輸入到MCH、AMC以及風扇散熱模塊。該負載電源模塊的工作原理是主MCH上電以后，輪詢查詢各槽位的在位信號 PS#,若檢測到該槽位的PS#被拉低后，通過IPMB總線與該槽位進行通訊，并通過IO擴展器 將該槽位的負載電源控制電路設置為0N，該槽位負載電源就可以上電，業(yè)務層面就可以開 始工作了。當業(yè)務層面出現(xiàn)故障時，主MCH可以通過IO擴展電路將該槽位的負載電源關(guān)閉。參見附圖6，它是本實施例提供的一種管理電源控制電路原理圖；管理電源統(tǒng)一 為3. 3V，ISL6118為熱插拔控制器，它可以處理2路熱插拔，所以在該系統(tǒng)中一共需要7個 這樣的電路來給2個MCH以及12個AMC提供管理電源。參見附圖7，它是本發(fā)明實施例提供的一種負載電源控制電路原理圖；負載電源 統(tǒng)一為12V，ISL6115及其附屬器件構(gòu)成整個熱插拔控制電路，它只能處理單路電源，所以 在系統(tǒng)中一共需要16個這樣的電路來給2個MCH、12個AMC以及2個風扇散熱單元提供負 載電源。業(yè)務層面的板間信號拓撲結(jié)構(gòu)，本發(fā)明所提供的背板結(jié)構(gòu)完全支持PC IMGMicroTCA. OSpecificationl. 0RC2規(guī)范中推薦的12個AMC模塊容量的要求，而且不需要 使用4個半高尺寸的AMC來達到此要求，能夠完全支持12個全高尺寸的AMC模塊。AMC模塊的PortO接到左邊的MCH，AMC模塊的Portl接到右邊的MCH，這樣構(gòu)成了 一個雙星型的拓撲結(jié)構(gòu)。在實際使用中這兩個Port的SerDes信號為千兆以太網(wǎng)，這樣就 構(gòu)成了一個完整的基于千兆以太網(wǎng)的高速互聯(lián)硬件平臺，12個AMC模塊可以通過千兆以太 網(wǎng)進行相互之間的數(shù)據(jù)傳輸。另外，對于AMC的Fat pipe端口也以4路SerDes為一組，連 接到了 MCH上面，這里可以用于RapidIO或者PCIe等高速數(shù)據(jù)傳輸用途。對Fatpipe拓撲 的處理不一定也是雙星結(jié)構(gòu)，如果系統(tǒng)不需要這樣的拓撲結(jié)構(gòu)，可以進行自定義互聯(lián)拓撲以實現(xiàn)不同的功能。
對于需要時鐘同步的系統(tǒng)，12個AMC也可以通過雙星型的拓撲結(jié)構(gòu)從MCH獲取時 鐘，保證各AMC功能模塊能夠做到精確的時鐘同步。
權(quán)利要求
1.一種基于MicroTCA標準的媒體服務器，它包括機箱、背板、電源、散熱風扇、AMC和 MCH ；其特征在于所述的電源為固定在機箱上的2路AC或DC電源；所述的背板，其上包括 Oring電路、DC-DC電源模塊、負載電源系統(tǒng)和管理電源系統(tǒng)；2路電源的輸入分別經(jīng)電源模 塊轉(zhuǎn)換后提供給背板上的Oring電路，Oring電路輸出12V電源給負載電源系統(tǒng)和DC-DC電 源模塊，DC-DC電源模塊輸出3. 3V電源給管理電源系統(tǒng)；所述的負載電源系統(tǒng)包括4 16 個負載電源模塊，分別輸出12V電源給MCH、AMC和散熱風扇；所述的管理電源系統(tǒng)包括2 14個管理電源模塊，分別輸出3. 3V電源給MCH和AMC。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MicroTCA標準的媒體服務器，其特征在于所述的 負載電源模塊的結(jié)構(gòu)為AMC或MCH模塊的PS#信號端輸出到I/O輸入擴展模塊的輸入端； I/O輸入擴展模塊的控制端經(jīng)I2C總線與MCH相連；I/O輸出擴展模塊的控制信號經(jīng)I 2C 總線與MCH相連；I/O輸出擴展模塊的輸出信號與負載電源控制電路的控制端相連；負載電 源控制電路輸出12V負載電源分別輸入到MCH、AMC及散熱風扇模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MicroTCA標準的媒體服務器，其特征在于所述的 管理電源模塊的結(jié)構(gòu)為AMC或MCH模塊的PS#信號端的輸出信號一路和I/O輸入擴展模 塊的輸入端連接，另一路經(jīng)反向電路后和I/O輸出擴展控制模塊輸出端的輸出信號相“與” 后連接管理電源控制電路的控制端；I/O輸入擴展模塊的控制端和I/O輸出擴展模塊的控 制端經(jīng)I2C總線連接到MCH模塊；管理電源控制電路輸出1 14路3. 3V電源分別輸入MCH 和AMC模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電信級的通用硬件平臺，特別涉及一種基于MicroTCA標準的媒體服務器。它的電源為固定在機箱上的2路AC或DC電源，經(jīng)電源模塊轉(zhuǎn)換后提供給背板上的Oring電路輸出12V電源給負載電源系統(tǒng)和DC-DC電源模塊，該電源模塊輸出3.3V電源給管理電源系統(tǒng)。它的負載電源系統(tǒng)包括4～16個負載電源模塊，輸出12V電源給MCH、AMC和散熱風扇；它的管理電源系統(tǒng)包括2～14個管理電源模塊，輸出3.3V電源給MCH和AMC。本發(fā)明取消了MicroTCA標準電源模塊，采用普通電源模塊，由MCH進行管理系統(tǒng)上電，降低了系統(tǒng)供電的復雜性和生產(chǎn)成本，并在背板上增加熱插拔電路，實現(xiàn)了熱插拔功能。
文檔編號G06F1/26GK102073365SQ20101060361
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者王海軍 申請人:艾諾通信系統(tǒng)(蘇州)有限責任公司