專利名稱：一種基于MicroTCA系統(tǒng)的電源管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電信組網(wǎng)設(shè)備中的電源管理技術(shù)，特別涉及一種基于MicroTCA 系統(tǒng)的電源管理實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
作為當今業(yè)界流行的模塊化硬件平臺標準——AdvanedTCA標準的補充，MicroTCA 系統(tǒng)的硬件技術(shù)標準主要針對的是網(wǎng)絡(luò)通信、醫(yī)療影像處理、嵌入式控制和軍工等方面的應(yīng)用，其高帶寬、模塊化、靈活性及高性價比等方面的優(yōu)勢，已被運用到更為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，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 塊 AMC (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。MicroTCA系統(tǒng)支持AMC. O的所有4種規(guī)格的板卡，它是 MicroTCA系統(tǒng)的主要組成部分之一，功能類似于載板，以容納AMC模塊。作為載板集中器， MCH能夠同時進行12個AMC模塊之間的互連和管理，它集系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)交換引擎于一體，其設(shè)計要求支持電信和非電信環(huán)境，以及冗余和非冗余的體系結(jié)構(gòu)。MCH采用了與AMC 完全相同的連接方式，結(jié)構(gòu)尺寸與半寬全高的AMC模塊完全相同，連接方式也完全相同。 MCH作為MicroTCA系統(tǒng)提供中央管理和數(shù)據(jù)交換引擎，其電源管理的能力決定著MicroTCA 系統(tǒng)的穩(wěn)定性和以及異常處理的靈敏性，因此，MCH電源管理功能的健壯性和全面性成為 MicroTCA標準設(shè)備是否可靠的重要技術(shù)指標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有MicroTCA系統(tǒng)電源管理存在的不足，提供一種穩(wěn)定、 可靠、快捷、簡便的對AMC板卡的負載和管理電源進行管理的方法。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系統(tǒng)的電源管理方法，所述的電源為3. 3V管理電源和12V負載電源，包括對AMC板的啟動和上電，熱插拔事件處理，及板卡的下電重啟，其特征在于所述的AMC板的啟動和上電包括如下步驟①主卡MCH檢測各AMC板是否在位，對在位的AMC板，依據(jù)對應(yīng)的槽位號通過I2C 對其背板上的管理電源寄存器進行置位操作，并打開該AMC板的3. 3V管理電源，完成該AMC 板的啟動；②主卡MCH通過IPMI與該在位的AMC板進行通信，檢測其FRU信息是否正確，若該信息正確，則依據(jù)對應(yīng)的槽位號通過I2C對其背板上的負載電源寄存器進行置位操作， 并打開該AMC板的12V負載電源，完成該AMC板的上電；若FRU信息不正確，返回步驟①。所述的AMC板的熱插拔事件處理包括如下步驟檢測AMC板是否在位，若在位，按上述“AMC板的啟動和上電”步驟執(zhí)行；否則執(zhí)行 AMC板的移除程序，并依據(jù)對應(yīng)的槽位號通過I2C對其背板上的負載電源寄存器和管理電源寄存器進行清零操作，依次關(guān)閉12V負載電源和3. 3V管理電源。
所述的板卡的下電重啟包括主卡MCH接收到上層對系統(tǒng)進行重啟的命令時，依據(jù)對應(yīng)的槽位號通過I2C對背板上全部的AMC板的負載電源寄存器和管理電源寄存器進行清零操作，依次關(guān)閉各AMC板的12V負載電源和3. 3V管理電源；再通過IPMI通知備卡MCH下電、重啟，并開啟主卡MCH 的開門狗，使其復(fù)位。主卡MCH接收到上層對對單板AMC板進行重啟的命令時，依據(jù)對應(yīng)的槽位號通過 I2C對其背板上的負載電源寄存器和管理電源寄存器進行清零操作，依次關(guān)閉該AMC板的 12V負載電源和3. 3V管理電源。主卡MCH接收到上層對MCH板進行重啟時，先通過I2C對其背板上的負載電源寄存器進行清零操作，關(guān)閉12V負載電源，再啟動該MCH板的開門狗，使其復(fù)位?；贛icroTCA標準的電源系統(tǒng)包括用于提供電源的電源裝置，電路轉(zhuǎn)換模塊， 以及位于背板上、且連接所述電源裝置和背板槽位的線路，現(xiàn)有的MicroTCA系統(tǒng)采用的是 MCH和電源板卡之前通信，從而達到電源管理的目的，在可靠性和及時性上存在一定的缺陷。在本發(fā)明中，通過電源控制模塊，將電路轉(zhuǎn)換模塊提供的管理電源通過支線輸出到背板槽位，把電源和背板線路相連，通過控制背板上的I2C總線IO器件，直接管理電源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用將電源和背板線路相連，通過控制背板上的I2C總線IO器件，直接對應(yīng)開關(guān)各板卡的負載和管理電源的方法，簡化了電源管理的工作流程，尤其是當一些突發(fā)異常出現(xiàn)時，能及時進行相關(guān)處理，提升系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性。采用本發(fā)明提供的電源管理方法，減少了硬件設(shè)計的復(fù)雜度，降低成本，尤其適合于電信領(lǐng)域的使用。


圖1是本發(fā)明實施例提供的一種基于MicroTCA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例提供的一種基于MicroTCA系統(tǒng)的電源控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的一種基于MicroTCA系統(tǒng)的電源管理方法的工作流程圖。
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MicroTCA系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括電源、電源控制模塊、散熱風扇、AMC板卡和MCH板卡等；其結(jié)構(gòu)為2路AC/DC電源固定機箱上，電源控制模塊包括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。如圖1所示，外部電源提供的12V，可以通過開關(guān)電源得到3. 3V，該3. 3V電源主要是作為管理電源來使用，而12V則是負載電源。管理電源主要是用來控制AMC板卡的arm 的上、下電，負載電源主要則是用來負責arm以外芯片的正常工作。
參見附圖2，它是本實施例提供的一種MicroTCA電源控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。在該模塊的架構(gòu)中，包括電源控制電路，對MCH和AMC板卡的電源管理都是通過控制I/O輸出擴展模塊直接來實現(xiàn)，無需通過專門的電源板卡進行控制，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)I2C總線與1 2個MCH相連；I/O輸出擴展模塊的輸出信號與電源控制電路的控制端相連；電源控制電路輸出負載電源和管理電源分別輸入到 MCH, AMC以及風扇散熱模塊。該電源管理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，首先通過IO擴展器打開該槽位的管理電源，啟動該槽位的管理程序，然后通過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(shè)置為0N，啟動業(yè)務(wù)程序運行。當管理程序和業(yè)務(wù)程序出現(xiàn)問題時，主MCH可以通過IO擴展器將該槽位的電源關(guān)閉或者復(fù)位。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以完成實現(xiàn)對管理電源和負載電源的直接控制。例如， 通過讀取I/O輸出擴展模塊獲得AMC板卡在位信息，根據(jù)次信息，寫入相應(yīng)值給I/O輸出擴展模塊，控制AMC板卡的管理電源和負責電源。參見附圖3，它是本實施例提供的一種對MicroTCA系統(tǒng)實現(xiàn)電源管理的工作流程圖，其實現(xiàn)電源管理的方法包括如下步驟1、MicroTCA系統(tǒng)AMC板的啟動和上電參見附圖3中所示的MCH板卡啟動流程按照MicroTCA系統(tǒng)標準啟動MCH板卡， 首先，系統(tǒng)進行初始化，包括RT0S的初始化、硬件的初始化和應(yīng)用程序的初始化；然后，系統(tǒng)創(chuàng)建多種任務(wù)線程，其中包括檢測AMC板卡是否在位的監(jiān)測線程(pS_check)，此線程循環(huán)檢測各個槽位AMC板卡的在位寄存器值(值為O表示在位，1表示不在位)，獲取其在位信息，當檢測某槽位有AMC板卡在位時，MCH板卡通過控制I/O輸出擴展模塊(對應(yīng)的寄存器位置1)，打開相應(yīng)AMC板卡的管理電源3. 3V，使該槽位的AMC板卡啟動，運行其管理程序，然后MCH板卡通過IPMI總線發(fā)送消息給AMC板卡請求獲取其FRU信息，并通過IPMI總線送回MCH板卡，當獲取的FRU信息核實通過后，MCH板卡再次通過控制I/O輸出擴展模塊 (對應(yīng)的寄存器位置1)，打開相應(yīng)AMC板卡的負載電源12V，使AMC板卡上的其他芯片啟動， 此時，AMC板卡即啟動成功。MCH板卡保存該槽位AMC板卡的相關(guān)信息，同時上報成功啟動事件給上層，MCH板卡進入正常工作狀態(tài)；當檢測到某槽位AMC板卡不在位時，MCH板卡不進行任何處理，直接進入下一個槽位AMC板卡在位信息的檢測。2、AMC板卡熱插拔事件的處理參見附圖3中所示的AMC板卡熱插拔事件處理的流程，當某槽位的AMC板卡拔除時，監(jiān)測線程(pS_check)將檢測到該槽位AMC板卡不在位(但相關(guān)寄存器位為1)，MCH板卡首先清除該槽位AMC板卡之前保存的相關(guān)信息，然后通過I/O輸出擴展模塊(對應(yīng)的寄存器位置0)，并依次關(guān)閉對應(yīng)的管理電源3. 3V和負載電源12V，同時上報該AMC板卡的拔除事件給上層，至此，AMC板卡拔除事件處理完畢；當某槽位的AMC板卡插入時，監(jiān)測線程 (ps_check)將檢測到該槽位AMC板卡在位(但相關(guān)寄存器位為0)，MCH板卡通過控制I/O 輸出擴展模塊(對應(yīng)的寄存器位置1)，并打開相應(yīng)AMC板卡的管理電源3. 3V，使該槽位的 AMC板卡啟動，運行其管理程序，然后MCH板卡通過IPMI總線發(fā)送消息給AMC板卡請求獲取其FRU信息，并通過IPMI總線送回MCH板卡，當獲取的FRU信息核實通過后，MCH板卡再次通過控制I/O輸出擴展模塊(對應(yīng)的寄存器位置1)，打開相應(yīng)AMC板卡的負載電源12V， 使AMC板卡上的其他芯片啟動，此時，AMC板卡即啟動成功。MCH板卡保存該槽位AMC板卡的相關(guān)信息，同時上報成功啟動事件給上層，至此，AMC板卡插入事件處理完畢。3、MicroTCA系統(tǒng)板卡的下電重啟(復(fù)位)參見附圖3中所示的復(fù)位流程，MCH主卡收到上層進行復(fù)位的命令，命令包括對系統(tǒng)板卡復(fù)位、對某一 AMC單板復(fù)位和對MCH板復(fù)位。系統(tǒng)板卡復(fù)位當整個系統(tǒng)需要進行復(fù)位時，首先，MCH主卡收到上層進行系統(tǒng)復(fù)位的命令，通過控制I/O輸出擴展模塊(對應(yīng)的寄存器位置0)，關(guān)閉所有槽位上AMC板卡和MCH備卡的管理電源3. 3V和負載電源12V，然后，啟動MCH主卡的開門狗程序進行自身復(fù)位；AMC單板復(fù)位當系統(tǒng)對某一槽位的AMC板卡復(fù)位時，MCH主卡根據(jù)上層命令的具體參數(shù)，首先清除該槽位AMC板卡的相關(guān)信息，然后MCH主卡通過控制I/O輸出擴展模塊 (對應(yīng)的寄存器位置0)，關(guān)閉該槽位AMC板卡的管理電源3. 3V和負載電源12V，最后等待監(jiān)測線程(pS_check)檢測到該槽位AMC板卡的在位信息(相關(guān)寄存器位為0)，進入AMC板卡的啟動流程。MCH板復(fù)位當系統(tǒng)對MCH板進行重啟時，先通過I2C對該MCH板背板上的負載電源寄存器進行清零操作，關(guān)閉12V負載電源，再啟動該MCH板的開門狗，使其復(fù)位。
權(quán)利要求
1. 一種基于MicroTCA系統(tǒng)的電源管理方法，所述的電源為3. 3V管理電源和12V負載電源，包括對AMC板的啟動和上電，熱插拔事件處理，及板卡的下電重啟，其特點在于(1)所述的AMC板的啟動和上電包括如下步驟①主卡MCH檢測各AMC板是否在位，對在位的AMC板，依據(jù)對應(yīng)的槽位號通過I2C對其背板上的管理電源寄存器進行置位操作，并打開該AMC板的3. 3V管理電源，完成該AMC板的啟動；②主卡MCH通過IPMI與該在位的AMC板進行通信，檢測其FRU信息是否正確，若該信息正確，則依據(jù)對應(yīng)的槽位號通過I2C對其背板上的負載電源寄存器進行置位操作，并打開該AMC板的12V負載電源，完成該AMC板的上電；若FRU信息不正確，返回步驟①；(2)所述的AMC板的熱插拔事件處理包括如下步驟檢測AMC板是否在位，若在位，按上述(1)的步驟執(zhí)行；否則執(zhí)行AMC板的移除程序，并依據(jù)對應(yīng)的槽位號通過I2C對其背板上的負載電源寄存器和管理電源寄存器進行清零操作，依次關(guān)閉12V負載電源和3. 3V管理電源；(3)所述的板卡的下電重啟包括如下步驟主卡MCH接收上層的命令，若為對系統(tǒng)進行重啟時，執(zhí)行步驟①；為若對單板AMC板進行重啟的命令時，執(zhí)行步驟②；若為對MCH板進行重啟時，執(zhí)行步驟③；①依據(jù)對應(yīng)的槽位號通過I2C對背板上全部的AMC板的負載電源寄存器和管理電源寄存器進行清零操作，依次關(guān)閉各AMC板的12V負載電源和3. 3V管理電源；再通過IPMI通知備卡MCH下電、重啟，并開啟主卡MCH的開門狗，使其復(fù)位；②依據(jù)對應(yīng)的槽位號通過I2C對其背板上的負載電源寄存器和管理電源寄存器進行清零操作，依次關(guān)閉該AMC板的12V負載電源和3. 3V管理電源；③先通過I2C對其背板上的負載電源寄存器進行清零操作，關(guān)閉12V負載電源，再啟動該MCH板的開門狗，使其復(fù)位。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)MicroTCA系統(tǒng)電源管理的技術(shù)。在不改變MicroTCA系統(tǒng)整體功能的情況下，通過簡化MCH板卡電源管理模塊，省去獨立電源板卡，使在電源管理上操作更簡潔、可靠，同時降低了生產(chǎn)成本。MCH板卡對AMC板卡的電源管理，在上電、熱插拔和下電三種情況下，對應(yīng)操作12V、3.3V電椅的開關(guān)，從而達到設(shè)計要求。本發(fā)明應(yīng)用了I2C通信機制，通過I2C總線IO器件的讀寫，管理相應(yīng)的板卡的電源，簡單靈活，有效提高MicroTCA系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號H04L12/10GK102325040SQ201110173970
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者王鈺昌 申請人:艾諾通信系統(tǒng)(蘇州)有限責任公司