TWI546662B - Module of computerized debug card and its control system - Google Patents

Description

模組化電腦除錯卡構成及其控制系統

本發明係有關於一種除錯卡構成，尤指一種可快速針對CPU模組板及底板進行運作問題判斷，並可便利進行遠端操作控制，使具有極佳產業利用性及經濟效益性之模組化電腦除錯卡構成及其控制系統。

按，為兼顧工控電腦設計彈性與產品縮短開發時程之目標，相關業者漸有採模組化設計的觀念，例如PICMG協會所發表的新規格COM Express(Computer-On-Module Express)，其係屬SOM(System-On-Module)的一種，COM Express主要規範係分為模組和底板(載板)兩部份，模組包含系統主要運行功能的處理器、記憶體、晶片組等，底板(載板)包含其餘元件如I/O連接器等，而最終產品可依照客制化需求搭配不同功能之模組與底板，以完成整體產品設置，如此，以現有的模組可配合不同的底板，以符合包括遊戲、娛樂、安全、監控、醫療、測量和測試等不同領域之應用需求。

再者，一般在電腦設備大量生產時，需要針對所生產的電腦設備進行檢測，以確保其正確運作或可順利開機與否，或當電腦設備其中央處理器通過基本輸入輸出系統(Basic Input and Output System/BIOS)初始化時，電腦系統會進行開機自我測試(Power On Self Test/POST)而運行一段偵測代碼(POST code)，用以檢查各主要組件如處理器(CPU)、記憶體(RAM)或顯示卡等是否正常運作，並在偵測過程中BIOS會將自我偵測代碼(POST code)訊息存入I/O Port 80H位址，此時，測試人員可以通過除錯卡(Debug Card)之耦接主機板上之匯流排，如ISA(Industrial Standard Architecture)、PCI(Peripheral Component Interconnect)、LPC(Low Pin Count)等而獲取除錯訊息，對該除錯信息進行解碼並於該除錯卡的顯示模組上顯示，使測試人員可以得知測試情況。相關除錯卡(Debug Card)之技術如台灣專利第 M422100、M342545、200947198號公開案等。

前述該習知除錯卡技術雖能達到獲取除錯訊息之目的，但其主要係應用於傳統架構之電腦系統，並不適用於COM Express模組系統，例如，當電腦發生問題時，習知除錯卡技術無法釐清，是屬於模組板上的問題或是屬於載板末端設計與裝置的問題，維護的人力成本與耗用資源相當高，顯非合時之設計；再者，該習知除錯卡技術之受限於裝設地點，並無法具有網路遠端操作控制之功能，無法在遠端即時運作，亦有一併加以改良之必要。因此，如何解決習知除錯卡技術該等缺失問題，誠是業者應加以研發、突破之重點方向。

緣此，本發明人有鑑於習知除錯卡技術使用上之缺失問題及結構設計上未臻理想之事實，更鑑於COM Express模組系統係無法以網路遠端控制、即時偵錯操作之問題下，本案發明人即著手研發構思其解決方案，希望能開發出一種在COM Express模組系統下，能有效偵錯運作及能即時以網路遠端控制之模組化電腦除錯卡構成及其控制系統，以促進此業之發展，遂經多時之構思而有本發明之產生。

本發明之目的在提供一種模組化電腦除錯卡構成及其控制系統，其能快速針對COM Express模組系統之CPU模組板及底板進行除錯訊息運作判斷，以精簡後續問題釐清其相關人員處理上之程序及大量時間，進而提升生產效率及問題處理服務之品質者。

本發明之再一目的在提供一種模組化電腦除錯卡構成及其控制系統，其具有以網路遠端控制使用者介面(UI)，俾達到即時偵錯操作之控制，進而具有極佳產業利用性及使用效率性者。

本發明為了達成上述目的，其所採用之技術手段包括有一主機端，該主機端係進一步包括有一底板裝置，係包括有一底板及設於該底板上之相關電子裝置，該底板上係設複數I/O連接器及至少一匯流排；一除錯卡裝置，係與該底板電性連接，該除錯卡裝置包括有一診斷除錯卡及設於該診斷除錯卡上之相關電子裝置，該診斷除錯卡上係設有偵測元件及至少一匯流排，該診斷除錯卡上係設有用以檢測切換之複數開關按鍵；一模 組板裝置，係與該診斷除錯卡電性連接，該模組板裝置係包括有一模組板及設於該模組板上之相關電子裝置，該模組板上係設有模組元件及至少一匯流排；前述該診斷除錯卡係電性連結於該底板與該模組板之間。

本發明之技術手段係進一步包括有一主機端(HOST)，該主機端係包括有至少一除錯卡裝置，該除錯卡裝置上係設有複數開關按鍵，該除錯卡裝置係連接有一關鍵信號開關、外部視訊介面及外部電源供應器，該關鍵信號開關係操控該診斷除錯卡該複數開關按鍵。

茲為使 貴審查委員對本發明之技術特徵及所達成之功效更有進一步之了解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後：

10‧‧‧底板裝置

11‧‧‧底板

111‧‧‧定位孔

211‧‧‧定位孔

12‧‧‧I/O連接器

13‧‧‧匯流排

14‧‧‧匯流排

20‧‧‧除錯卡裝置

21‧‧‧診斷除錯卡

212‧‧‧螺件

22‧‧‧偵測元件

23‧‧‧匯流排

24‧‧‧支撐柱

25‧‧‧開關按鍵

30‧‧‧模組板裝置

31‧‧‧模組板

32‧‧‧模組元件

33‧‧‧匯流排

40‧‧‧主機端

51‧‧‧信號開關

52‧‧‧外部視訊介面

53‧‧‧外部電源供應器

54‧‧‧網路使用介面

55‧‧‧使用者端系統

60‧‧‧控制介面

61‧‧‧網站管理設定介面

62‧‧‧韌體設定介面

63‧‧‧主機端系統資訊介面

64‧‧‧使用端設定介面

65‧‧‧KVM和VM設定介面

66‧‧‧遠端介面控制

70‧‧‧身份確認介面

71‧‧‧身份欄位

72‧‧‧密碼欄位

73‧‧‧確認鍵

74‧‧‧取消鍵

第1圖為本發明之分解示意圖。

第2圖為本發明之組合側視示意圖。

第3圖為本發明之控制系統示意圖。

第4圖為本發明之身份確認介面示意圖。

第5圖為本發明之網路使用介面設有一控制介面示意圖。

請參閱第1、2圖，本發明模組化電腦除錯卡構成係用於一COM Express(Computer-On-Module Express)模組系統，其包括有一底板裝置10(Carrier Module)、除錯卡裝置20(Debug Module)及模組板裝置30(COM Express Module)，該底板裝置10係包括有一底板11(Carrier Board)及設於該底板11上之相關電子裝置，該底板11係為一電路板，其上係設複數I/O連接器12、匯流排13、14，該匯流排13係可為PCI(Peripheral Component Interconnect)介面(但不受限)，該匯流排14係可為LPC(Low Pin Count)介面匯流排(但不受限)，該底板11上並設有複數定位孔111(或螺孔)。該除錯卡裝置20係包括有一診斷除錯卡21(Debug Card)及設於該診斷除錯卡21上之相關電子裝置，該診斷除錯卡21係為一電路板，其上係設有偵測元件22及至少一匯流排23，該匯流排23係可為LPC(Low Pin Count)介面匯流排(但不受限)，用與該匯流排14相對接，該診斷除錯卡21上係設有複數定位孔211(或 螺孔)。該定位孔111、211(或螺孔)間係設有一支撐柱24，可藉螺件212使該診斷除錯卡21與該底板11相固結，且該診斷除錯卡21係呈位於該底板11上方(依第1、2圖方向)，再者，該診斷除錯卡21上係設有用以檢測切換之複數開關按鍵25，如Switch等。該模組板裝置30係包括有一模組板31(COM Express Board)及設於該模組板31上之相關電子裝置，該模組板31係為一電路板，其上係設有模組元件32及至少一匯流排33，該模組元件32係包括有處理器、晶片組及記憶體等，該匯流排33係可為LPC(Low Pin Count)介面匯流排(但不受限)，用與該匯流排23相對接。

本發明模組化電腦除錯卡構成組合時，該底板裝置10與模組板裝置30之間係設置連結該除錯卡裝置20，即該診斷除錯卡21頂面係連結該模組板31，而該診斷除錯卡21底面係連結該底板11，藉該診斷除錯卡21上之開關按鍵25切換，進行診斷模組板裝置30與底板裝置10之搭配性問題，如該模組板31上控制訊號與該底板11其I/O連接器12之相容性問題。

請一併參閱第3圖，用以說明本發明模組化電腦除錯卡控制系統，如圖所示，一主機端40係包括有該底板裝置10(Carrier Module)、除錯卡裝置20(Debug Module)及模組板裝置30(COM Express Module)，該除錯卡裝置20(Debug Module)係連接有一信號開關51(CRITICAL SIGNAL SWITCH)、外部視訊介面52(EXTERNAL VGA)及外部電源供應器53(EXTERNAL POWER SUPPLY)；其中，該信號開關51係可操控該診斷除錯卡21(除錯卡裝置20)上的複數開關按鍵25來關閉或開啟診斷除錯卡21上的PEG、PCIE、LPC、S3、S4、S5、RESET及PWRBTN等訊號至該底板11(底板裝置10)，用以診斷該主機端40(HOST)系統異常的問題，例如，若關閉某條PCIE訊號能使系統正常，但開啟該PCIE訊號卻使系統不正常，則可將電腦不正常問題縮小為與該PCIE訊號連接的元件有關，而協助作進一步的檢測。該外部視訊介面52(EXTERNAL VGA)係當該主機端40(HOST)系統異常而無法顯示畫面時，該除錯卡裝置20(診斷除錯卡21)可額外提供VGA顯示介面給該主機端40而協助診斷除錯之作業。該外部電源供應器53(EXTERNAL POWER SUPPLY)係用以可從該除錯卡裝置20(診斷除錯卡21) 直接送電給該除錯卡裝置20(診斷除錯卡21)，來釐清是否是該底板11(底板裝置10)其電源(Power)部分線路的問題。

再者，該除錯卡裝置20(Debug Module)係進一步設有一網路使用介面54及使用者端系統55(USER)，使用者可從遠端上網連線至該主機端40，並進入該除錯卡裝置20之網路使用介面54，來使用各種診斷除錯功能(debug function)。

請一併參閱第4圖，該使用者端系統55(USER)包括有一身份確認介面70，該身份確認介面70係包括設有一輸入身份欄位71(Username)、一輸入密碼欄位72(Password)、一確認鍵73(OK)及一取消鍵74(Cancel)，使用者要在輸入身份欄位71與該輸入密碼欄位72輸入正確資料，並通過該使用者端系統55(USER)之身份和密碼確認核可後，才可以進入該網路使用介面54使用各種診斷除錯功能，以增加主機端40(HOST)之安全性與隱私性。

請一併參閱第5圖，該網路使用介面54係設有一控制介面60，用以進行各項介面控制，該控制介面60至少包括有以下其中之一：一網站管理設定介面61(WEBGUI)、軔體設定介面62(FIRMWAVE)、主機端系統資訊介面63(HOST)、使用端設定介面64(USER)、KVM和VM設定介面65(Keyboard Video Mouse切換器)、(Visual Media)及遠端介面控制66(REMOTE INTERFACE CONTROL)。其中，該網站管理設定介面61(WEBGUI)至少包括有以下其中之一：NETWORK、NETWORK SECURITY、SECURITY、USERS、SERVICES及IPMI(智慧平台管理介面/Intelligent Platform Management Interface)等網路管理介面。

該韌體設定介面62(FIRMWAVE)至少包括有以下其中之一：Sessions、LDAP(通信協定/Lightweight Directory Access Protocol)、RADIUS(遠端用戶撥入驗證服務/Remote Authentication Dial In User Service)、Update、Utilities等韌體設定介面。

該主機端系統資訊介面63(HOST)係用以進行各項伺服器資訊(Server Information)之設定管理，至少包括有以下其中之一：Power(含Control、Voltages)、Thermal(含Fans、Temperatures)及System Event Log等系 統資訊介面。

該使用端設定介面64(USER)係用以進行各項USER端的事件管理(Event Management)之設定，至少包括有以下其中之一：Platform Events、Trap Settings、Email Settings等設定介面。

該KVM和VM設定介面65係用以進行網路連線上序列埠通訊(Serial Over LAN)的功能設定，至少包括有以下其中之一：KVM、VMedia、Launch、Configuration等網路序列埠通訊功能設定，該KVM係可遠端控制主機端40系統，來對主機端40系統做包括任何除錯操作(debugging)等之各類操作，且該VMedia係可為從遠端連接載有除錯(debug)程式的USB裝置，以提供主機端40使用該等除錯(debug)程式。

該遠端介面控制66至少包括有以下其中之一：遠端切換訊號控制(REMOTE SWITCH CONTROL)、遠端BIOS選定(REMOTE BIOS SELECT)、遠端電源控制(REMOTE POWER CONTROL)及遠端硬體控制(REMOTE HARDWARE/MONITOR…CONTROL)，其中，該遠端切換訊號控制(REMOTE SWITCH CONTROL)係可遠端關閉或開啟該模組板裝置30(COM Express Module)上的PEG、PCIE、LPC、Power sequence(包含S3、S4、S5訊號)、RESET、PWRBTN等訊號至該底板11(Carrier Board)，以釐清主機端40系統異常的問題；該遠端BIOS選定(REMOTE BIOS SELECT)係指該除錯卡裝置20(Debug Module)上載有另外一顆BIOS SPI IC，可從遠端選擇該除錯卡裝置20(Debug Module)上的BIOS來開機，以釐清是否為主機端40之BIOS異常的問題；該遠端電源控制(REMOTE POWER CONTROL)係指可從遠端對主機端40系統做開機、關機及RESET之控制操作。

緣是，本發明模組化電腦除錯卡構成及其系統設置，其能快速針對COM Express模組系統之CPU模組板及底板進行除錯訊息運作判斷，以精簡後續問題釐清其相關人員處理上之程序及大量時間，進而提升生產效率及問題處理服務之品質，且其同時具有以網路遠端控制使用者介面，俾達到即時偵錯操作之控制，進而具有極佳產業利用性及使用效率性。

綜上所述，本發明確實為一相當優異之創思，爰依法提出發明專利申請；惟上述說明之內容，僅為本發明之較佳實施例而已，舉凡依 本發明之技術手段所延伸之變化，理應落入本發明之專利申請範圍。

10‧‧‧底板裝置

11‧‧‧底板

12‧‧‧I/O連接器

20‧‧‧除錯卡裝置

21‧‧‧診斷除錯卡

22‧‧‧偵測元件

24‧‧‧支撐柱

30‧‧‧模組板裝置

31‧‧‧模組板

32‧‧‧模組元件

Claims (17)

1. 一種模組化電腦除錯卡構成，係用於一COM Express模組系統，該模組化電腦除錯卡構成包括有一主機端，該主機端係進一步包括有：一底板裝置，係包括有一底板及設於該底板上之相關電子裝置，該底板上係設複數I/O連接器及至少一匯流排；一除錯卡裝置，係與該底板電性連接，該除錯卡裝置包括有一診斷除錯卡及設於該診斷除錯卡上之相關電子裝置，該診斷除錯卡上係設有偵測元件及至少一匯流排，該診斷除錯卡上係設有用以檢測切換之複數開關按鍵；一模組板裝置，係與該診斷除錯卡電性連接，該模組板裝置係包括有一模組板及設於該模組板上之相關電子裝置，該模組板上係設有模組元件及至少一匯流排；前述該診斷除錯卡係電性連結於該底板與該模組板之間。
2. 如申請專利範圍第1項之模組化電腦除錯卡構成，其中該底板上係設有複數該匯流排，該複數匯流排係包括有至少一LPC介面匯流排，該模組板上係設有複數該匯流排，該複數匯流排係包括有至少一LPC介面匯流排，該診斷除錯卡上係設有複數該匯流排，該複數匯流排係包括有分別與該底板之該匯流排、該模組板之該匯流排相對接之LPC介面匯流排。
3. 如申請專利範圍第1項之模組化電腦除錯卡構成，其中該底板、該診斷除錯卡上係分別設有複數定位孔，該二相對定位孔間係設有一支撐柱加以連結，使該診斷除錯卡係呈位於該底板上方。
4. 如申請專利範圍第1項之模組化電腦除錯卡構成，其中該模組元件係包括有處理器、晶片組及記憶體等。
5. 如申請專利範圍第1項之模組化電腦除錯卡構成，其中該診斷除錯卡頂面係連結該模組板，該診斷除錯卡底面係連結該底板。
6. 如申請專利範圍第1項之模組化電腦除錯卡構成，其中該除錯卡裝置係連接有一信號開關、外部視訊介面及外部電源供應器，該信號開關係可操控 該診斷除錯卡上的該複數開關按鍵。
7. 如申請專利範圍第6項之模組化電腦除錯卡構成，其中該除錯卡裝置係進一步設有一網路使用介面及一使用者端系統。
8. 如申請專利範圍第7項之模組化電腦除錯卡構成，其中該網路使用介面係為當使用者從遠端上網連線至該主機端，並進入該除錯卡裝置之網路使用介面後，可使用各種診斷除錯功能。
9. 如申請專利範圍第7項之模組化電腦除錯卡構成，其中該網路使用介面係設有一用以進行各項介面控制之控制介面，該控制介面至少包括有以下其中之一：一網站管理設定介面(WEBGUI)、韌體設定介面(FIRMWAVE)、主機端系統資訊介面(HOST)、使用端設定介面(USER)、KVM和VM設定介面及遠端介面控制(REMOTE INTERFACE CONTROL)。
10. 如申請專利範圍第7項之模組化電腦除錯卡構成，其中該使用者端系統係包括有一身份確認介面，該身份確認介面至少包括有：一輸入身份欄位(Username)、一輸入密碼欄位(Password)。
11. 如申請專利範圍第10項之模組化電腦除錯卡構成，其輸入身份欄位與輸入密碼欄位所輸入之資料，需通過該使用者端系統(USER)之身份和密碼確認核可後，才可以進入該網路使用介面使用各種診斷除錯功能。
12. 如申請專利範圍第9項之模組化電腦除錯卡構成，其中該網站管理設定介面(WEBGUI)至少包括有以下其中之一：NETWORK、NETWORK SECURITY、SECURITY、USERS、SERVICES及IPMI等網路管理介面。
13. 如申請專利範圍第9項之模組化電腦除錯卡構成，其中該韌體設定介面(FIRMWAVE)至少包括有以下其中之一：Sessions、LDAP、RADIUS、Update及Utilities等韌體設定介面。
14. 如申請專利範圍第9項之模組化電腦除錯卡構成，其中該主機端系統資訊介面(HOST)至少包括有以下其中之一：Power、Thermal及System Event Log等系統資訊介面。
15. 如申請專利範圍第9項之模組化電腦除錯卡構成，其中該使用端設定介 面(USER)至少包括有以下其中之一：Platform Events、Trap Settings、Email Settings等設定介面。
16. 如申請專利範圍第9項之模組化電腦除錯卡構成，其中該KVM和VM設定介面至少包括有以下其中之一：KVM、VMedia、Launch、Configuration等網路序列埠通訊設定介面，該KVM係可遠端控制該主機端進行包括除錯操作(debugging)等之各類操作，該VMedia係可為從該使用者端系統(USER)連接載有除錯(debug)程式的USB裝置。
17. 如申請專利範圍第9項之模組化電腦除錯卡構成，其中該遠端介面控制至少包括有以下其中之一：遠端切換訊號控制(REMOTE SWITCH CONTROL)、遠端BIOS選定(REMOTE BIOS SELECT)、遠端電源控制(REMOTE POWER CONTROL)及遠端硬體控制(REMOTE HARDWARE/MONITOR CONTROL)，該除錯卡裝置(Debug Module)上係載有一顆BIOS SPI IC。