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      一種實(shí)現(xiàn)BMC芯片功能的Xilinx?FPGA的制作方法

      文檔序號(hào):11760933閱讀:702來(lái)源:國(guó)知局
      一種實(shí)現(xiàn)BMC芯片功能的Xilinx?FPGA的制作方法與工藝

      本實(shí)用新型涉及服務(wù)器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域,具體地說(shuō)是一種實(shí)現(xiàn)BMC芯片功能的Xilinx-FPGA。



      背景技術(shù):

      在服務(wù)器領(lǐng)域,很多傳統(tǒng)的主板方案通過(guò)BMC實(shí)現(xiàn)各種外設(shè)的管理。為適應(yīng)可信服務(wù)器需求,設(shè)計(jì)中加入國(guó)內(nèi)認(rèn)證TCM可信芯片,本設(shè)計(jì)主要使用Xilinx芯片設(shè)計(jì)替換BMC專(zhuān)用芯片,利用FPGA設(shè)計(jì)的靈活性兼容不同平臺(tái)BMC設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)在多個(gè)平臺(tái)上自由應(yīng)用。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)以上不足之處,提供一種實(shí)現(xiàn)BMC芯片功能的Xilinx-FPGA。

      本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種實(shí)現(xiàn)BMC芯片功能的Xilinx-FPGA,基于FPGA設(shè)計(jì)的BMC,使用Xilinx芯片;可提供的接口有PCIE控制器接口、VGA控制器接口、顯卡控制器接口、內(nèi)存接口、ARM接口、復(fù)用處理器接口、視頻單元接口、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器接口、閃存接口、安全數(shù)字輸入輸出卡接口、以太網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)控制器接口、USB接口、通用輸入輸出接口、通用異步收發(fā)傳輸器接口、定時(shí)器接口、看門(mén)狗接口;

      邏輯設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)接口有:

      通用輸入輸出邏輯實(shí)現(xiàn)的接口有2D顯卡接口、脈沖寬度調(diào)制接口、風(fēng)扇控制器接口、平臺(tái)環(huán)境式控制接口;硬件內(nèi)核系統(tǒng)邏輯實(shí)現(xiàn)的接口有I2C/SMBUS接口以及與平臺(tái)控制器的多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器通訊實(shí)現(xiàn)的低pin數(shù)接口和與可信密碼模塊通訊實(shí)現(xiàn)的低pin數(shù)接口。

      優(yōu)選的,可提供的接口有1個(gè)PCIE控制器接口、1個(gè)VGA控制器接口、1個(gè)顯卡控制器接口、1個(gè)內(nèi)存接口、2個(gè)ARM接口、1個(gè)復(fù)用處理器接口、1個(gè)視頻單元接口、1個(gè)靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器接口、1個(gè)閃存接口、2個(gè)安全數(shù)字輸入輸出卡接口、2個(gè)以太網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)控制器接口、2個(gè)USB接口、278個(gè)通用輸入輸出接口、2個(gè)通用異步收發(fā)傳輸器接口、4個(gè)定時(shí)器接口、2個(gè)看門(mén)狗接口;

      邏輯設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)接口有:

      通用輸入輸出邏輯實(shí)現(xiàn)的接口有1個(gè)2D顯卡接口、6個(gè)脈沖寬度調(diào)制接口、6個(gè)風(fēng)扇控制器接口、3個(gè)平臺(tái)環(huán)境式控制接口;硬件內(nèi)核系統(tǒng)邏輯實(shí)現(xiàn)的接口有4個(gè)I2C/SMBUS接口以及與平臺(tái)控制器的多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器通訊實(shí)現(xiàn)的1個(gè)低pin數(shù)接口和與可信密碼模塊通訊實(shí)現(xiàn)的1個(gè)低pin數(shù)接口。

      優(yōu)選的,所述的Xilinx-FPGA采用的芯片為Zynq7000系列的XC7Z015。

      本實(shí)用新型的一種實(shí)現(xiàn)BMC芯片功能的Xilinx-FPGA和現(xiàn)有技術(shù)相比,替換了BMC專(zhuān)用芯片,利用FPGA設(shè)計(jì)的靈活性兼容不同平臺(tái)BMC設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)在多個(gè)平臺(tái)上自由應(yīng)用,其有益效果如下:

      1、通過(guò)自研硬件設(shè)計(jì)(驗(yàn)證成功后會(huì)流片)保證可信方案使用自身研發(fā),可防范芯片后門(mén),提高安全性。

      2、自研ip核設(shè)計(jì)替代國(guó)外固件驅(qū)動(dòng)方案也可以提高信息安全。

      3、使用FPGA的配置靈活性,可同時(shí)在不同平臺(tái)替代AST2300或AST2400,降低維護(hù)成本。

      4、節(jié)約了布線(xiàn)空間,而且節(jié)省了成本,具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

      附圖說(shuō)明

      下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

      附圖1為AST2300為例的BMC設(shè)計(jì)功能示意圖;

      附圖2為XC7Z015為例的Xilinx-FPGA設(shè)計(jì)功能示意圖;

      具體實(shí)施方式

      下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

      其中:BMC,基板管理控制器;Xilinx-FPGA,賽靈思-現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列;PCIE Conn,PCIE控制器;VGA Conn,VGA控制器;Graphics Conn,顯卡控制器;DDR3/DDR2,內(nèi)存;ARM,Acorn RISC Machine;PROC Conn,處理器;Video,視頻單元;Sram,靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器;Flash,閃存;SD安全數(shù)字卡;SDIO,安全數(shù)字輸入輸出卡;EMAC,以太網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)控制器;USB,通用串行總線(xiàn);GPIO,通用輸入輸出;Uart Conn,通用異步收發(fā)傳輸器;Timer,定時(shí)器;Watch Dog看門(mén)狗。PWM,pulse width modulation脈沖寬度調(diào)制;FAN控制器,fan controller風(fēng)扇控制器;PECI,Platform Environment Control Interface平臺(tái)環(huán)境式控制接口;HPS,Hardware Processor System硬件內(nèi)核系統(tǒng);I2C,Inter-Integrated Circuit集成電路總線(xiàn);SMBU,System Management Bus,系統(tǒng)管理總線(xiàn);PCH,Platform Contrller Hub,平臺(tái)控制器的多端口的轉(zhuǎn)發(fā)器;PC,Personal Computer個(gè)人計(jì)算機(jī)口;TCM,Trusted Cryptography Module可信密碼模塊;LPC,Low Pin Count低pin數(shù)。

      實(shí)施例1:

      BMC(基板管理控制器)支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的IPMI規(guī)范,本地和遠(yuǎn)程診斷、控制臺(tái)支持、配置管理、硬件管理和故障排除。BMC在主板設(shè)計(jì)中有很重要的位置,尤其設(shè)計(jì)可信服務(wù)器主板(如圖1),通過(guò)TPCM優(yōu)先上電完成可信度量后,再通過(guò)上電時(shí)序控制單元完成正常主板上電時(shí)序要求。很多傳統(tǒng)的bmc方案基于AST2300或AST2400,不同的bmc主芯片導(dǎo)致多種應(yīng)用平臺(tái)產(chǎn)品互不兼容,采用FPGA設(shè)計(jì)的BMC可以很好替代各個(gè)不同平臺(tái)的產(chǎn)品,而且便于產(chǎn)品維護(hù)。

      一種實(shí)現(xiàn)BMC芯片功能的Xilinx-FPGA,基于FPGA設(shè)計(jì)的BMC,使用Xilinx芯片;可提供的接口有1個(gè)PCIE控制器接口、1個(gè)VGA控制器接口、1個(gè)顯卡控制器接口、1個(gè)內(nèi)存接口、2個(gè)ARM接口、1個(gè)復(fù)用處理器接口、1個(gè)視頻單元接口、1個(gè)靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器接口、1個(gè)閃存接口、2個(gè)安全數(shù)字輸入輸出卡接口、2個(gè)以太網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)控制器接口、2個(gè)USB接口、278個(gè)通用輸入輸出接口、2個(gè)通用異步收發(fā)傳輸器接口、4個(gè)定時(shí)器接口、2個(gè)看門(mén)狗接口;

      邏輯設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)接口有:

      通用輸入輸出邏輯實(shí)現(xiàn)的接口有2D顯卡接口、6個(gè)PWM接口、6個(gè)FAN控制器接口、3個(gè)PECI接口;HPS邏輯實(shí)現(xiàn)的接口有4個(gè)I2C/SMBUS接口以及與PCH通訊實(shí)現(xiàn)的1個(gè)LPC接口和與TCM通訊實(shí)現(xiàn)的1個(gè)LPC接口。

      在實(shí)際的運(yùn)用中,上述接口僅為可靈活實(shí)現(xiàn)的接口的一部分,上述接口僅僅為常用的,最具代表性的接口。

      所述的Xilinx-FPGA采用的芯片為Zynq7000系列的XC7Z015。

      所述的BMC方案的代表芯片為AST2300或AST2400。

      傳統(tǒng)設(shè)計(jì)以AST2300為例主要功能如附圖1。

      基于FPGA設(shè)計(jì)如附圖2所示,采用Xilinx公司的Zynq7000系列的XC7Z015,豐富的IO接口(FPGA up to 150個(gè)IO,ARM upto128個(gè)IO)完全可以替換BMC主芯片AST2300。

      表1--AST2300所提供接口數(shù)量表

      表2--Zynq7000所提供接口數(shù)量表

      通過(guò)表1和表2的對(duì)比發(fā)現(xiàn),我們可以很好實(shí)現(xiàn)Zynq7000自主設(shè)計(jì)替代BMC-AST300,也使得可信服務(wù)器更加可信。

      通過(guò)上面具體實(shí)施方式,所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。但是應(yīng)當(dāng)理解,本實(shí)用新型并不限于上述的幾種具體實(shí)施方式。在公開(kāi)的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上,所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可任意組合不同的技術(shù)特征,從而實(shí)現(xiàn)不同的技術(shù)方案。

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