CN100447714C - 多任务式计算机周边装置联机切换接口 - Google Patents
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Abstract
一种多任务式计算机周边装置联机切换接口，搭配至一具有多个独立的处理单元的集群化计算机***，例如刀片型服务器***，本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口至少包括：多个切换模块、多个切换控制模块、一插接响应模块、一初始化控制模块、一组态设定模块以及一周边装置联机控制模块；本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口让该刀片型服务器***中的多个独立的刀片型服务器，通过一多任务切换方式共享一组外部的周边装置，具体实施上不需要采用限制性较多、兼容性较低的USB至PS2转换器，因此应用上具有较高的跨平台性，适用于多种不同的操作***。
Description
技术领域
本发明是关于一种计算机周边技术，特别是关于一种多任务式计算机周边装置联机切换接口，应用在具有多个独立处理单元的集群化计算机***，例如刀片型服务器***(blade server)，该刀片型服务器***中的多个独立的服务模块可通过一多任务切换方式共享一组周边装置，例如一键盘和一鼠标。
背景技术
刀片型服务器(blade server)是一种集群式(clustering type)的网络服务器，其特点在于利用同一个电路框架(chassis)整合二个或二个以上的模块化的服务器单元(以下称为“服务模块”)，这些服务模块即用来以集群方式提供同一种服务功能，也就是网络使用者只要连接到这些服务模块其中任何一个，即可连线使用该刀片型服务器提供的服务功能。在实际应用上，刀片型服务器中的每一个服务模块即制成一块刀片状的电路板，因此网络管理人员随时方便地以插合方式整合到电路框架增加用户容量。在具体实施上，刀片型服务器通常设置有一箱控制器(chassis management unit)，管控刀片型服务器中所有的服务模块及其共享设备。
一般计算机平台均配置有专属的输出入设备，例如包括键盘、显示屏幕和鼠标，使用者可通过这些输出入设备操作计算机平台执行应用程序和***管理工作。然而在刀片型服务器的应用上，由于输出入设备只有在初始***设定时需要使用到，在实际执行服务功能时并不需要，因此为了节省设备成本及机房空间，一般作为服务器的计算机平台均未附设有输出入用的周边装置。然而当需要对刀片型服务器***进行一些必要的***维护或管理工作时，例如当其中某一片服务模块发生当机现象时，便有需要将刀片型服务器***外接键盘和鼠标执行重新开机的***维护工作。
上述问题的一种解决方法即为采用所谓的键盘/屏幕/鼠标切换器(Keyboard/Video/Mouse Switch，KVM)，将刀片型服务器以共接方式连接到同一组键盘、屏幕和鼠标。目前在IESC(Inventec Enterprise SystemCorporation)采用的刀片型服务器***中，键盘和鼠标的搭接是利用PS/2连接器，在实际应用将PS/2连接器搭配到KVM切换器时，必须要另利用到一USB至PS2转换器作转换。然而这种作法的缺点在于其兼容性较差，因此在实际应用时有较多的局限性，例如不兼容于Solaris的服务器操作***。
发明内容
为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种多任务式计算机周边装置联机切换接口，可让一刀片型服务器***中的多个独立的服务模块，通过一PS/2连接器共享一组外部的周边装置，不需要采用USB至PS2转换器。
本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口是应用在一具有多个独立的处理单元的集群化计算机***，例如一刀片型服务器***(blade server)，该刀片型服务器***中多个独立的服务模块可通过一多任务切换方式共享一组外部的周边装置，例如一键盘和一鼠标。
在实体架构上，本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口搭配至一集群化计算机***，该集群化计算机***包括多个独立的处理单元及一机箱控制器，该多任务式计算机周边装置联机切换接口至少包括：多个切换模块，其中每一个切换模块以一对一的方式整合到其所属的处理单元；且其中每一个切换模块至少包括一第一连接端、一第二连接端、一第三连接端和一控制端，其中该第一连接端是向外共同连接到该组周边装置、该第二连接端是连接到其所属的处理单元中的一输出入控制器；多个切换控制模块，它是分别以一对一方式连接到这些切换模块，每一个切换控制模块与机箱控制器连接，且每一个切换模块中的第三连接端和控制端是连接到其所属的处理单元中的切换控制模块；且该切换控制模块可输出一切换控制信号至其所属的切换模块的控制端，用以分别控制各个切换模块的第一连接端、第二连接端和第三连接端之间的联机切换动作；一插接响应模块，在该组周边装置插接到该集群化计算机***时，响应地令该机箱控制器从该集群化计算机***中选择其中一个处理单元作为一初始化主控处理单元，并同时产生一初始化激活信息；一初始化控制模块，可响应该初始化激活信息，首先令该机箱控制器选择的初始化主控处理单元中的切换控制模块，控制其所属的切换模块的第一连接端连接到第三连接端，借此将该组周边装置通过该切换模块联机到该机箱控制器，令该机箱控制器对该组周边装置执行一初始化程序；一组态设定模块，在该初始化控制模块执行完初始化程序之后，令各个处理单元中的切换控制模块将其所属的切换模块的第二连接端连接到第三连接端，借此将各个处理单元中的切换控制模块连接到其输出入控制器，让该机箱控制器可将初始化所得的组态设定数据，通过该输出入控制器传送给各个处理单元中的中央处理器，将该中央处理器设定为可使用该组周边装置的组态；以及一周边装置联机控制模块，可在该组态设定模块执行完组态设定程序之后，响应一使用者致动的处理单元选择事件，令该处理单元选择事件所选择的处理单元中的切换控制模块，将其所属的切换模块的第一连接端连接到第二连接端，借此将该组周边装置联机到其中的输出入控制器，让该组周边装置可联机到该处理单元选择事件所选择的处理单元。
本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口让该刀片型服务器***中的多个独立的刀片型服务器，通过一多任务切换方式共享一组外部的周边装置，具体实施上不需要采用限制性较多、兼容性较低的USB至PS2转换器，因此应用上具有较高的跨平台性，适用于多种不同的操作***。
附图说明
图1是本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口整合到一刀片型服务器***的应用方式示意图；
图2是发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口的基本架构示意图；
图3A是本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口采用的切换控制模块实施方式示意图；以及
图3B是本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口采用的切换控制模块另一实施方式示意图。
具体实施方式
实施例
以下即配合附图，详细说明本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口。
图1显示本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口100的应用方式。如图所示，本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口100在实际应用上是整合到一具有多个独立的处理单元的集群化计算机***，例如一刀片型服务器***10，且该刀片型服务器***10具有多个独立的服务模块(图1仅代表性地显示4个服务模块11、12、13、14，其中服务模块的数量并无限制)，这些服务模块11、12、13、14均统一受控于单一个机箱控制器(chassis management unit)20，该刀片型服务器***10中的多个服务模块11、12、13、14可通过一共同特定形式的连接器，例如PS/2连接器40，以一多任务切换方式共享同一组外部的周边装置，例如包括一键盘41和一鼠标42。此外，该机箱控制器20是通过一特定规范的总线架构，例如IPMB(IntelligentPlatform Management Bus)规范的总线架构，连接到各个服务模块11、12、13、14。
在实际应用时，使用者(即网络***管理人员)即可通过一处理单元选择器30，选择将键盘41和鼠标42连接到这些服务模块11、12、13、14中任一个上。在具体实施上，该处理单元选择器30例如是一键盘/屏幕/鼠标切换器(Keyboard/Video/Mouse Switch，KVM)。
如图2所示，本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口100的模块化架构至少包括：(a)多个切换模块110；(b)多个切换控制模块120；(c)一插接响应模块130；(d)一初始化控制模块140；(e)一组态设定模块150；以及(f)一周边装置联机控制模块160。以下分别说明这些模块的个别属性及功能。
各个切换模块110分别整合到服务模块11、12、13、14；且每一个切换模块110至少包括一第一连接端(P1)111、一第二连接端(P2)112、一第三连接端(P3)113和一控制端114；其中第一连接端(P1)111是向外共同连接到PS/2连接器40；第二连接端(P2)112是连接到其所属的服务模块11、12、13、14中的输出入控制器，例如是南桥(SouthBridge；SB)芯片或超级输入输出(Super Input Output；SIO)芯片的输出入控制器32；第三连接端(P3)113和控制端114则是连接到其所属的服务模块11、12、13、14中整合的的切换控制模块120。
切换控制模块120是分别整合到服务模块11、12、13、14，并以一对一方式连接到这些切换模块110；且其可输出一切换控制信号SW到其所属的切换模块110的控制端114，用以分别控制各个切换模块110的第一连接端(P1)111、第二连接端(P2)112和第三连接端(P3)113之间的联机切换动作。在具体实施上，此切换控制模块120分别如图3A和图3B所示包括二种不同的实施方式。在图3A中，此切换控制模块120是直接采用一IPMI(Intelligent Platform ManagementInterface)架构中的BMC(Baseboard Management Controller)单元管理控制器121，其中该BMC单元管理控制器121不只用于接收选择信号KVM_SEL及周边装置有插置信号KM_PRESENT，也负责实际对切换模块110执行切换动作。在图3B中，该切换控制模块120包括一BMC单元管理控制器121和一微处理器122，其中该BMC单元管理控制器121仅用以接收选择信号KVM_SEL及周边装置有插置信号KM_PRESENT，并响应地令该微处理器122实际对切换模块110执行切换动作。
插接响应模块130可在周边装置41、42插接到该刀片型服务器***10时，响应地令该机箱控制器20从该刀片型服务器***10中选择其中一个内定的处理单元(在此实施例中，假设为第1个服务模块11)作为一初始化主控处理单元11，并同时发出一初始化激活信息至初始化控制模块140。
初始化控制模块140可响应上述插接响应模块130发出的初始化激活信息，首先令初始化主控处理单元11中的切换控制模块120，将其所属的切换模块110的第一连接端(P1)111连接到第三连接端(P3)113，借此将该组周边装置41、42通过切换模块110和切换控制模块120联机到机箱控制器20，令机箱控制器20对该组新插接的周边装置41、42执行一初始化程序。
组态设定模块150可在上述初始化控制模块140执行完初始化程序之后，响应地首先令各个服务模块11、12、13、14中的切换控制模块120，将其所属的切换模块110的第二连接端(P2)112连接到第三连接端(P3)113，借此令该机箱控制器20可将初始化后的组态设定数据(即PS/2规范下的周边装置组态设定数据)传送给各个服务模块11、12、13、14中的中央处理器31，令其中央处理器31被设定为可使用该组周边装置41、42的状态。
周边装置联机控制模块160可在上述组态设定模块150执行完设定程序之后，响应一处理单元选择事件201(也就是使用者利用该处理单元选择器30从服务模块11、12、13、14中选择其中之一联机到该组周边装置41、42)，令使用者所选择的服务模块(11、12、13或14)中的切换控制模块120将其所属的切换模块110的第一连接端(P1)111连接到第二连接端(P2)112，借此令该组周边装置41、42可通过切换模块110连接到例如南桥芯片或超级输入输出芯片的输出入控制器32，让该组周边装置41、42可通过该南桥芯片或超级输入输出芯片的输出入控制器32联机到使用者所选择的服务模块(11、12、13或14)中的中央处理器31。
以下以一应用实例说明本发明的多任务式计算机周边装置联机切换接口100在实际应用时的运行方式。在此实例中，假设使用者将键盘41和鼠标42同时通过PS/2连接器40插接到刀片型服务器***10。
请同时参阅图1和图2，在实际应用时，当使用者将键盘41和鼠标42通过PS/2连接器40插接到刀片型服务器***10时，即可首先令PS/2连接器40发出一周边装置有插置信号KM_PRESENT至各个服务模块11、12、13、14，并同时触动插接响应模块130，响应地令该机箱控制器20从该刀片型服务器***10中选择其中一个内定的处理单元(在此实例中，假设是第1个服务模块11)作为一初始化主控处理单元11，并同时发出一初始化激活信息至初始化控制模块140，令初始化控制模块140响应地首先令初始化主控处理单元11中的切换控制模块120，将其所属的切换模块110的第一连接端(P1)111连接到第三连接端(P3)113，借此将该组周边装置41、42通过切换模块110和切换控制模块120联机到机箱控制器20，令机箱控制器20对该组新插接的周边装置41、42执行一初始化程序。当此初始化程序完成之后，组态设定模块150即会响应地首先令各个服务模块11、12、13、14中的切换控制模块120，将其所属的切换模块110的第二连接端(P2)112连接到第三连接端(P3)113，借此令该机箱控制器20可将初始化后的组态设定数据(即PS/2规范下的周边装置组态设定数据)传送给各个服务模块11、12、13、14中的中央处理器31，令各个中央处理器31被设定为可使用该组周边装置41、42的状态。
接者假设使用者要利用该键盘41和鼠标42对刀片型服务器***10中的第2个服务模块12进行***管理工作。在此状况下，使用者即可利用处理单元选择器30选择第2个服务模块12发出一处理单元选择事件201。周边装置联机控制模块160即可响应此处理单元选择事件201，令使用者所选择的服务模块12中的切换控制模块120，将其所属的切换模块110的第一连接端(P1)111连接到第二连接端(P2)112，借此令该组周边装置41、42通过切换模块110连接到例如南桥芯片或超级输入输出芯片的输出入控制器32，该组周边装置41、42可通过该南桥芯片或超级输入输出芯片的输出入控制器32联机到使用者所选择的服务模块12中的中央处理器31。即可令使用者利用键盘41和鼠标42操控刀片型服务器***10中的第2个服务模块12进行所需的***管理工作。
若使用者接着要对刀片型服务器***10中的第3个服务模块13进行***管理工作，则依同理首先利用处理单元选择器30选择第3个服务模块13，即可令周边装置联机控制模块160令第3个服务模块13中的切换控制模块120，将其所属的切换模块110的第一连接端(P1)111连接到第二连接端(P2)112，借此令该组周边装置41、42通过切换模块110联机到第3个服务模块13中的中央处理器31。
总而言之，本发明提供了一种多任务式计算机周边装置联机切换接口，应用在一具有多个独立的处理单元的集群化计算机***，例如一刀片型服务器***；本发明可让该刀片型服务器***中的多个独立的刀片型服务器，通过一多任务切换方式共享一组外部的周边装置，在具体实施上不需要采用限制性较多、使得兼容性较低的USB至PS2转换器，因此应用上具有较高的跨平台性，因此适用于多种不同的操作***。
Claims (9)
1.一种多任务式计算机周边装置联机切换接口，搭配至一集群化计算机***，该集群化计算机***包括多个独立的处理单元及一机箱控制器，该集群化计算机***中的多个处理单元可通过一多任务切换方式及通过一特定形式的周边装置连接器共享一组周边装置，其特征在于，该多任务式计算机周边装置联机切换接口至少包括：
多个切换模块，其中每一个切换模块以一对一的方式整合到其所属的处理单元；且其中每一个切换模块至少包括一第一连接端、一第二连接端、一第三连接端和一控制端，其中该第一连接端是向外共同连接到该组周边装置、该第二连接端是连接到其所属的处理单元中的一输出入控制器；
多个切换控制模块，它是分别以一对一方式连接到这些切换模块，每一个切换控制模块与机箱控制器连接，且每一个切换模块中的第三连接端和控制端是连接到其所属的处理单元中的切换控制模块；且该切换控制模块可输出一切换控制信号至其所属的切换模块的控制端，用以分别控制各个切换模块的第一连接端、第二连接端和第三连接端之间的联机切换动作；
一插接响应模块，在该组周边装置插接到该集群化计算机***时，响应地令该机箱控制器从该集群化计算机***中选择其中一个处理单元作为一初始化主控处理单元，并同时产生一初始化激活信息；
一初始化控制模块，可响应该初始化激活信息，首先令该机箱控制器选择的初始化主控处理单元中的切换控制模块，控制其所属的切换模块的第一连接端连接到第三连接端，借此将该组周边装置通过该切换模块联机到该机箱控制器，令该机箱控制器对该组周边装置执行一初始化程序；
一组态设定模块，在该初始化控制模块执行完初始化程序之后，令各个处理单元中的切换控制模块将其所属的切换模块的第二连接端连接到第三连接端，借此将各个处理单元中的切换控制模块连接到其输出入控制器，让该机箱控制器可将初始化所得的组态设定数据，通过该输出入控制器传送给各个处理单元中的中央处理器，将该中央处理器设定为可使用该组周边装置的组态；以及
一周边装置联机控制模块，可在该组态设定模块执行完组态设定程序之后，响应一使用者致动的处理单元选择事件，令该处理单元选择事件所选择的处理单元中的切换控制模块，将其所属的切换模块的第一连接端连接到第二连接端，借此将该组周边装置联机到其中的输出入控制器，让该组周边装置可联机到该处理单元选择事件所选择的处理单元。
2.如权利要求1所述的多任务式计算机周边装置联机切换接口，其特征在于，该集群化计算机***是一刀片型服务器***。
3.如权利要求1所述的多任务式计算机周边装置联机切换接口，其特征在于，该组周边装置包括一键盘和一鼠标。
4.如权利要求1所述的多任务式计算机周边装置联机切换接口，其特征在于，该特定形式的周边装置连接器是一PS/2式的周边装置连接器。
5.如权利要求1所述的多任务式计算机周边装置联机切换接口，其特征在于，该机箱控制器是通过一IPMB规范的总线架构连接到各个处理单元。
6.如权利要求1所述的多任务式计算机周边装置联机切换接口，其特征在于，该集群化计算机***中的各个处理单元中的输出入控制器是一南桥芯片或超级输入输出芯片式的输出入控制器。
7.如权利要求1所述的多任务式计算机周边装置联机切换接口，其特征在于，在该使用者致动的处理单元选择事件中，是使用一处理单元选择器选择所需的处理单元，且该处理单元选择器是一KVM式的键盘/屏幕/鼠标切换器。
8.如权利要求1所述的多任务式计算机周边装置联机切换接口，其特征在于，在该切换控制模块是一IPMI所规范的架构中的BMC单元管理控制器。
9.如权利要求1所述的多任务式计算机周边装置联机切换接口，其特征在于，各个切换控制模块包括：
一IPMI的BMC单元管理控制器，受控于该机箱控制器及接收相关的控制信号；以及
一微处理器，受控于该BMC单元管理控制器对其所属的切换模块执行切换动作。
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