CN101415127B - 小型电信和计算通用硬件平台架构***及可靠性管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型电信和计算通用硬件平台架构(MicroTCA)***的可靠性管理的方法，所述MicroTCA***至少包括MicroTCA承载管理控制器(MCMC)、主承载板FRU信息设备以及备承载板FRU信息设备，该方法包括：当确定主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，利用所述备承载板FRU信息设备的FRU数据进行配置处理。同时，本发明还公开了一种MicroTCA***以及MicroTCA承载管理控制器。本发明实施例中，当承载板FRU信息设备发生故障时，不需要启动复杂的主备倒换流程，而只需要通过访问备用承载板FRU信息设备获取正确的FRU数据，进而可以实现对***设备进行正常配置和管理。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是指一种小型电信和计算通用硬件平台架构(Micro Telecommunications Computing Architecture，MicroTCA)***及可靠性管理方法。
背景技术
MicroTCA是PCI工业计算机厂家协会(PCI Industrial ComputerManufacturers Group，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(Advanced Mezzanine Card，AMC)来构筑***，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、媒体网关等。MicroTCA基本规范名称是MicroTCA.0，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***。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(Intelligent Platform Management Interface，，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(Intelligent Platform Management Bus，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I(Local Intelligent Platform Management Bus，IPMB-L)。其中IPMB-0连接MicroTCA***中的MicroTCA承载管理控制器(MicroTCA承载板Manager Controller，MCMC)和增强模块管理控制器(Enhanced Management Controller，EMMC)，实现MicroTCA的交换控制模块(MicroTCA承载板Hub，MCH)对电源模块和风扇单元的管理。而IPMB-L连接MicroTCA***中的MCMC和模块管理控制器(Management Controller，MMC)，实现MCH对各AMC模块的管理。
根据MicroTCA的规范，一个基本的MicroTCA***支持的AMC数量最大为12，支持的MCH数量最大为2，所支持的两个MCH可以互为冗余备份关系。
图1为MicroTCA.0规范承载板FRU信息设备连接示意图。参见图1所示，每块MCMC通过独立的I2C访问一个承载板FRU信息设备，利用承载板FRU信息设备的FRU数据配置***设备。所述***设备可以包括MCH、AMC、电源单元以及风扇单元。考虑到MCH的通用性，承载板FRU信息设备作为独立的物理实体，可以由固定于MicroTCA背板的非易失性存储器实现。图1中示出，MCMC1通过其专用通道I2C1访问其对应的承载板FRU信息设备1，同样，MCMC2通过其专用通道I2C2访问其对应的承载板FRU信息设备2。
基于AMC规范设计的任何AMC单板，其FRU存储信息描述AMC槽位每个端口能力，同时承载板FRU信息设备存储的信息中描述背板每个端口能力，MCMC的FRU存储信息中描述MCH槽位每个端口能力。通过比较这些资源信息中各端口能力，承载板管理器决定AMC或MCH星型端口是否使能。承载板管理器与AMC上的MMC或者MCH上的MCMC传递各自对应端口能力信息，保证只有兼容的端口才能使能打开。承载板FRU信息设备存储的FRU数据包括MicroTCA承载板属性，如背板联接，AMC上下电顺序，其存储信 息反映MicroTCA承载板管理AMC单板能力。承载板FRU信息设备在MCMC外部，通过专用总线与MCMC连接。MicroTCA机框考虑到每个与MCMC与承载板FRU信息设备通过I2C总线连接。一旦承载板FRU信息设备被MCMC发现，首先检查器件有效性。在冗余MCMC***中，两块MCMC之间会实时传达承载板FRU信息设备状态。MCMC之间协商两个承载板FRU信息设备的主备关系。
图2为MicroTCA.0规范MCH访问承载板FRU信息设备故障示意图。如图2所示，当MCMC1与承载板FRU信息设备1间专用I2C总线发生故障时，MCH1无法对承载板FRU信息设备1进行管理。此时，***会面临两个问题：
一，***倒换频繁风险。如果MicroTCA***需要正常工作，MCH2必须启动主备倒换动作，激活MCH2，由MCH2来接替MCH1的工作，MCH2通过专用I2C总线访问承载板FRU信息设备2接替管理工作，控制AMC单板正常上下电及进行E-Keying管理，该倒换触发增加了主备倒换频率和风险。
二，***存在长期带故障运行风险。当MCH1对应的承载板FRU信息设备1器件数据异常但可访问时，MCH1无法及时用MCH2对应的承载板FRU信息设备2有效数据及时同步MCH1对应的故障承载板FRU信息设备1内容，承载板FRU信息设备1故障不能及时得到修复，***存在带故障运行风险。同样，当故障发生在承载板FRU信息设备2与MCMC2间时，同样存在上述问题。
综上所述，在MicroTCA规范中，MCH与承载板FRU信息设备只通过一个专用的I2C接口连接，因此，可以导致MicroTCA规范定义的承载板FRU管理总线架构存在承载板FRU信息设备信息同步不一致及主备倒换负担过重问题。信息同步故障将导致MCH对AMC管理失去控制，***无法对AMC进行正常的配置和管理。同时MCH的倒换依赖其对应的承载板FRU信息设备好坏，降低了***的可靠性。
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***及可靠性管理方法，以保证由于发生信息同步故障时，实现对***设备进行正常的配置和管理。
本发明实施例提供的一种MicroTCA***的可靠性管理的方法，其中，所述MicroTCA***至少包括MCMC、主承载板FRU信息设备以及备承载板FRU信息设备，所述承载管理控制器MCMC与主承载板FRU信息设备以及备承载板FRU信息设备分别相连，该方法包括：
在主承载板FRU信息设备正常运行时，所述承载管理控制器MCMC利用所述主承载板FRU信息设备的FRU数据进行配置处理；且
当确定主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，所述MCMC利用所述备承载板FRU信息设备的FRU数据进行配置处理。
本发明提供的一种MicroTCA***，包括：MCMC、主承载板FRU信息设备以及备承载板FRU信息设备，所述MCMC与主承载板FRU信息设备以及备承载板FRU信息设备分别相连，
所述主承载板FRU信息设备，用于在正常运行时，向所述MCMC提供FRU数据；
所述备承载板FRU信息设备，用于所述主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，向所述MCMC提供FRU数据；
所述MCMC，用于获取FRU数据，并利用获取的FRU数据进行配置处理。
本发明提供的一种MicroTCA承载管理控制器，包括：
数据获取单元，用于在主承载板FRU信息设备运行正常时，从所述主承载板FRU信息设备获取FRU数据；在所述主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，从所述备承载板FRU信息设备获取FRU数据；
配置单元，用于利用获取的FRU数据进行配置处理。
在本发明实施例中，当MCH对应承载板FRU信息设备发生故障时，MCH不需要启动复杂的主备倒换流程，而只需要通过访问备用承载板FRU信息设备获取正确的FRU数据，进而可以实现对***设备进行正常的配置和管理。
附图说明
图1为现有技术中MicroTCA.0规范承载板FRU信息设备连接示意图；
图2为针对图1所示的MicroTCA.0规范MCH访问承载板FRU信息设备故障示意图；
图3为本发明实施例的MicroTCA.0***结构示意图；
图4为本发明实施例的MCMC的结构示意图；
图5为本发明实施例实现可靠性的方法流程示意图。
具体实施方式
在本发明实施例中，在MicroTCA***中，当确定主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，利用所述备承载板FRU信息设备的FRU数据配置***设备。所述***设备可以包括MCH、AMC、电源单元以及风扇单元。
这里，确定主承载板FRU信息设备是否发生故障可以这样实现：在主承载板FRU信息设备在位时，但无法读取主承载板FRU信息设备的FRU数据，或，对所述主承载板FRU信息设备所保存的信息校验不成功时，确定主承载板FRU信息设备发生故障。
进一步地，为了使***更可靠的进行配置，在利用所述备承载板FRU信息设备的数据更新所述主承载板FRU信息设备所保存的FRU数据之前，可以进一步判断备用FRU存储设备是否在位，在所述备用FRU存储设备在位，且读数据成功并对读取的数据校验成功时，获得所述备承载板FRU信息设备所保存的FRU数据。此后，再利用所述备承载板FRU信息设备的数据更新所述主承载板FRU信息设备所保存的FRU数据。
当确定主承载板FRU信息设备运行正常时，可以直接利用所述主承载板FRU信息设备的FRU数据配置***设备。
当然，当主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，且所述备承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，可以提示用户***发生故障。
为了实现数据同步，当确定主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，可以利用所述备承载板FRU信息设备的FRU数据更新所述主承载板FRU信息设备所保存的FRU数据。
参见图3所示，本发明实施例的***包括：MCMC、主承载板FRU信息设备以及备承载板FRU信息设备，如承载板FRU信息设备1为主承载板FRU信息设备，承载板FRU信息设备2为备承载板FRU信息设备，所述MCMC与主承载板FRU信息设备以及备承载板FRU信息设备分别相连。
所述主承载板FRU信息设备，用于存储FRU数据，并在正常运行时，向所述MCMC提供FRU数据；所述备承载板FRU信息设备，用于存储FRU数据，在所述主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，向所述MCMC提供FRU数据；
所述MCMC，用于获取FRU数据，并利用获取的FRU数据进行配置处理。
在图3中，I2C1是MCMC1到承载板FRU信息设备1专用I2C通道，I2C4是MCMC2到承载板FRU信息设备2专用I2C通道。在现有方案基础上，增加MCMC1到承载板FRU信息设备2的I2C通道I2C2，如图3虚线所示I2C2，作为MCMC1访问承载板FRU信息设备2的访问通道。增加MCMC2到承载板FRU信息设备1的I2C通道I2C3，如图3虚线所示I2C3，作为MCMC2访问承载板FRU信息设备1的访问通道。MCMC1通过专用通道I2C1访问其对应的承载板FRU设备承载板FRU信息设备1，通过专用通道I2C2访问其对应的承载板FRU设备承载板FRU信息设备2；同样，MCMC2通过专用通道I2C3访问其对应的承载板FRU设备承载板FRU信息设备1，通过专用通道I2C4访问其对应的承载板FRU设备承载板FRU信息设备2。考虑单板上电随机性，这里假定图3中左侧MCMC为主用单板，其专用I2C通道I2C1对应的承载板FRU信息设备1为主用FRU存储设备，图3中右侧MCMC为备用单板，其专用I2C通道I2C4对应的承载板FRU信息设备2为备用FRU存储设备。
图3中示出的MCMC与承载板FRU信息设备通过I2C总线相连，也可以通过IPMB-L管理总线、CAN、串口以及其它总线实现。
参见图4所示，所述MCMC可以包括：数据获取单元42以及配置单元43。数据获取单元42，用于在主承载板FRU信息设备运行正常时，从所述主承载板FRU信息设备获取FRU数据；在所述主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，从所述备承载板FRU信息设备获取FRU数据；配置单元43，用于利用获取的FRU数据进行配置处理。
所述MCMC可以包括：第一检测单元41，用于检测所述主承载板FRU信息设备运行是否正常。
所述MCMC还可以包括：第二检测单元44，用于在所述主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，检测所述备承载板FRU信息设备是否在位或发生故障，在所述备承载板FRU信息设备在位或没有发生故障时，指示所述数据获取单元42从所述备承载板FRU信息设备获取FRU数据。因此，数据获取单元42在所述备承载板FRU信息设备是否在位或发生故障时，从所述备承载板FRU信息设备获取FRU数据。
所述MCMC还可以包括：同步更新单元45，用于当主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，利用所述备承载板FRU信息设备的FRU数据更新所述主承载板FRU信息设备所保存的FRU数据。
所述MCMC还可以包括：告警单元，用于在所述备承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，提示用户***发生故障。
在本发明实施例中，根据主备承载板FRU信息设备的不同状态，MCMC可以分别采取不同的措施：
当主用FRU存储设备在位，MCMC1通过主用FRU专用通道I2C1读主用FRU数据成功，数据校验正确时：MCMC1接受主用FRU存储设备的存储数据，利用该配置文件配置MicroTCA***，对***内AMC单板进行端口配置，实现上下电管理等功能。
当主用FRU存储设备在位，MCMC1通过主用FRU专用通道I2C1读主用FRU存储设备数据失败，备用FRU存储设备在位时：MCMC1通过备用FRU存储设备专用通道I2C2从备用FRU存储设备读数据，并对存储信息进行校验。如果校验成功，则采用备用FRU存储设备数据。如果备用数据获取失败，则MCMC板给出严重告警指示，启动自检失败，输出错误信息：“承载板FRU数据无效”。
当主用FRU存储设备在位，MCMC1通过主用FRU专用通道I2C1读数据成功，但是校验数据不通过，备用FRU存储设备在位时，MCMC1通过I2C2从备用FRU存储设备读数据，并进行校验。如果成功，MCMC1接受备用FRU存储设备的存储数据，利用该配置文件配置MicroTCA***，对***内AMC单板进行端口配置，实现上下电管理等功能。并使用备用数据通过主用FRU专用通道I2C1覆盖主用FRU数据。如果备用数据获取失败，则MCMC板给出严重告警指示，启动自检失败，输出错误信息：“承载板FRU数据无效”。
当主用FRU存储设备在位，MCMC1通过主用FRU专用通道I2C1读数据不成功，备用FRU存储设备在位时，MCMC1通过I2C2从备用FRU存储设备读数据，并进行校验。如果成功，MCMC1接受备用FRU存储设备的存储数据，利用该配置文件配置MicroTCA***，对***内AMC单板进行端口配置，实现上下电管理等功能。如果备用数据获取失败，则MCMC板给出严重告警指示，启动自检失败，输出错误信息：“承载板FRU数据无效”。
当主用FRU存储设备不在位，备用FRU存储设备在位时，MCMC1通过I2C2从备用FRU存储设备读数据，并进行校验。如果成功，采用备用FRU存储设备数据。如果备用数据获取失败，则MCMC板给出严重告警指示，启动自检失败，输出错误信息：“承载板FRU数据无效”。
当主备用FRU存储设备都不在位时，MCMC板给出严重告警指示，启动自检失败，输出错误信息：“承载板FRU数据无效”。
如图5所示，本发明实施例实现可靠性管理的具体过程如下：
步骤501：判断主用承载板FRU信息设备是否在位，如果在位，则执行步骤502，否则，执行步骤504。
步骤502：MCMC1通过主用FRU专用通道I2C1读主承载板FRU信息设备的FRU数据，如果读取成功，则执行步骤503，否则，执行步骤504。
步骤503：MCMC1对读取的FRU数据进行校验，如果校验正确，MCMC1接受该FRU数据，执行步骤509，否则，执行步骤504。
步骤504：判断备承载板FRU信息设备是否在位，如果在位，则执行步骤505，否则，执行步骤508。
步骤505：MCMC1通过备用FRU专用通道I2C读备承载板FRU信息设备的FRU数据，如果读取成功，则执行步骤506，否则，执行步骤508。
步骤506：MCMC 1对读取的备承载板FRU信息设备的FRU数据进行校验，如果校验正确，MCMC1接受备承载板FRU信息设备的FRU数据，执行步骤509，否则，执行步骤508。
步骤507：判断读备承载板FRU信息设备的FRU数据是否成功，如果成功，则MCMC1接受备承载板FRU信息设备的FRU数据，执行步骤509，如果不成功，则MCMC1接受主承载板FRU信息设备的FRU数据，且利用备承载板FRU信息设备同步主承载板FRU信息设备的FRU数据，执行步骤509。
这里，承载板FRU信息设备数据同步通过IPMB_L，CAN，串口及其他总线实现。
步骤508：确定备承载板FRU信息设备不在位或发生故障，返回步骤501。
步骤509：MCMC按照备承载板FRU信息设备的FRU数据配置***设备。
同样，当MCMC1和MCMC2发生主备倒换或者MCMC2主用时，从MCMC2开始启动，MCMC1为备用，按照图5示意流程，进行倒换控制。承载板FRU信息设备的冗余配置保证了主备FRU存储设备数据的同步一致性。同时在主用承载板FRU信息设备发生故障时，MCH不需要启动复杂的主备倒换流程，增加***倒换负担，而只需要增加到对板的专用I2C通道访问对板承 载板FRU信息设备，降低了***倒换负担及倒换引起的风险，提高MicroTCA***可靠性。
当MCMC校验承载板FRU信息设备存储的FRU数据通过后，MCMC首先分析承载板FRU信息设备中的承载板FRU记录。从其中的复合记录(MultiRecord)中提取出“承载板激活与电源管理记录(Activation and PowerManagement Record)”，根据其中的“FRU激活与电源控制描述记录(FRUActivation and Power Descriptor)”的配置参数，决定是否激活该承载板FRU信息设备。如果配置参数为允许激活，则MCMC通过IPMB命令发送Set FRUActivation(Activate FRU)命令激活承载板FRU信息设备，该承载板FRU信息设备进入激活状态。然后，MCMC比较MCH、AMC单板中的FRU资源信息中各端口能力，决定AMC或MCH星型端口是否使能。承载板管理器与AMC上的MMC模块或者MCH上的MCMC模块传递各自对应端口能力信息。保证只有兼容的端口才能使能打开。
综上所示，本发明实施例具有如下优点：
(1)提供MCH通过串行总线对本板及对板MCH对应的承载板FRU信息设备可靠管理方案，提高***可靠性。
(2)提供承载板FRU信息设备冗余备份同步的过程和方法，保证承载板FRU信息设备信息同步。
(3)当MCH对应承载板FRU信息设备发生故障时，MCH不需要启动复杂的主备倒换流程，而只需要通过访问备用承载板FRU信息设备获取正确的***启动信息。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。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。
Claims (11)
1.一种小型电信和计算通用硬件平台架构MicroTCA***的可靠性管理的方法，所述MicroTCA***至少包括MicroTCA承载管理控制器MCMC、主承载板FRU信息设备以及备承载板FRU信息设备，其特征在于，所述承载管理控制器MCMC与主承载板FRU信息设备以及备承载板FRU信息设备分别相连，该方法包括：
在主承载板FRU信息设备正常运行时，所述承载管理控制器MCMC利用所述主承载板FRU信息设备的FRU数据进行配置处理；且
当确定主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，所述承载管理控制器MCMC利用所述备承载板FRU信息设备的FRU数据进行配置处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定主承载板FRU信息设备是否发生故障包括：
在主承载板FRU信息设备在位，但无法读取主承载板FRU信息设备的FRU数据，或，对所述主承载板FRU信息设备所保存的信息校验不成功时，确定主承载板FRU信息设备发生故障。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当确定主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，该方法进一步包括：利用所述备承载板FRU信息设备的FRU数据更新所述主承载板FRU信息设备所保存的FRU数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在利用所述备承载板FRU信息设备的数据更新所述主承载板FRU信息设备所保存的FRU数据之前，该方法进一步包括：
判断备承载板FRU信息设备是否在位，在所述备承载板FRU信息设备在位，且读数据成功并对读取的数据校验成功时，获得所述备承载板FRU信息设备所保存的FRU数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，且所述备承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，提示用户***发生故障。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当确定主承载板FRU信息设备运行正常时，利用所述主承载板FRU信息设备的FRU数据进行配置处理。
7.一种MicroTCA***，包括：承载管理控制器MCMC、主承载板FRU信息设备以及备承载板FRU信息设备，其特征在于，所述MCMC与主承载板FRU信息设备以及备承载板FRU信息设备分别相连，
所述主承载板FRU信息设备，用于在正常运行时，向所述MCMC提供FRU数据；
所述备承载板FRU信息设备，用于在所述主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，向所述MCMC提供FRU数据；
所述MCMC，用于获取FRU数据，并利用获取的FRU数据进行配置处理。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述MCMC包括：
数据获取单元，用于在主承载板FRU信息设备运行正常时，从所述主承载板FRU信息设备获取FRU数据；在所述主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，从所述备承载板FRU信息设备获取FRU数据；
配置单元，用于利用获取的FRU数据进行配置处理。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述MCMC还包括：
第一检测单元，用于检测所述主承载板FRU信息设备运行是否正常。
10.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述MCMC还包括：
第二检测单元，用于在所述主承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，检测所述备承载板FRU信息设备是否在位或发生故障；
所述数据获取单元，用于在所述备承载板FRU信息设备在位或没有发生故障时，从所述备承载板FRU信息设备获取FRU数据。
11.根据权利要求10所述的***，其特征在于，所述MCMC还包括：
告警单元，用于在所述备承载板FRU信息设备不在位或发生故障时，提示用户***发生故障。
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