一种小型嵌入式系统板卡监控系统

摘要

本发明公开了一种小型嵌入式系统板卡监控系统，包括：板卡监控电路A（17）、板卡监控电路B（18）、板卡监控电路C（19）、扩展板卡监控电路（20）。BMC控制器A（4）、BMC控制器B（8）、BMC控制器C（12）和BMC控制器D（16）之间通过I2C总线双向连接。小型嵌入式系统板卡监控系统上电时，BMC控制器A（4）默认作为系统I2C测试维护总线的主设备，对系统内的电流、电压和温度进行监控。当主设备异常时，I2C测试维护总线的主设备将按相应顺序进行主从切换。本发明实现了系统状态监控及主丛切换，提高了系统的抗风险能力；适用于对系统稳定性、可靠性具有很高要求的场合。

主权项

一种小型嵌入式系统板卡监控系统，其特征在于包括：板卡监控电路A（17）、板卡监控电路B（18）、板卡监控电路C（19）和扩展板卡监控电路（20），所述板卡监控电路A（17）包括：CPU处理器A（1）、温度传感器A（2）、电源管理芯片A（3）和BMC控制器A（4）；板卡监控电路B（18）包括：CPU处理器B（5）、温度传感器B（6）、电源管理芯片B（7）和BMC控制器B（8）；板卡监控电路C（19）包括：CPU处理器C（9）、温度传感器C（10）、电源管理芯片C（11）和BMC控制器C（12）；扩展板卡监控电路（20）包括：DSP处理器（13）、温度传感器D（14）、电源管理芯片D（15）和BMC控制器D（16）；BMC控制器A（4）、BMC控制器B（8）、BMC控制器C（12）和BMC控制器D（16）之间通过I2C总线双向连接，测试计算机分别与CPU处理器A（1）、CPU处理器B（5）和CPU处理器C（9）通过以太网双向连接，测试计算机分别与BMC控制器A（4）、BMC控制器B（8）、BMC控制器C（12）和BMC控制器D（16）通过串口双向连接；在板卡监控电路A（17）中，BMC控制器A（4）与CPU处理器A（1）通过串口双向连接，BMC控制器A（4）分别与温度传感器A（2）、电源管理芯片A（3）通过I2C总线双向连接；在板卡监控电路B（18）中， BMC控制器B（8）与CPU处理器B（5）通过串口双向连接，BMC控制器B（8）分别与温度传感器B（6）、电源管理芯片B（7）通过I2C总线双向连接；在板卡监控电路C（19）中，BMC控制器C（12）与CPU处理器C（9）通过串口双向连接，BMC控制器C（12）分别与温度传感器C（10）、电源管理芯片C（11）通过I2C总线双向连接；在扩展板卡监控电路（20）C（19）中，BMC控制器D（16）与DSP处理器（13）通过串口双向连接，BMC控制器D（16）分别与温度传感器D（14）、电源管理芯片D（15）通过I2C总线双向连接；小型嵌入式系统板卡监控系统上电后，首先确定BMC控制器A（4）、BMC控制器B（8）、BMC控制器C（12）和BMC控制器D（16）的I2C地址，由BMC控制器A（4）掌控系统I2C测试维护总线的控制权，BMC控制器B（8）、BMC控制器C（12）和BMC控制器D（16）作为I2C测试维护总线上的从设备；在板卡监控电路A（17）中，温度传感器A（2）、电源管理芯片A（3）持续对板卡输入电压、板卡输入电流和CPU处理器A（1）的温度信号进行监测，并上报给BMC控制器A（4），由BMC控制器A（4）判断电压是否在0到50V、电流是否在0到50A和温度是否在‑50℃到+125℃的范围之内，当电压、电流或温度信号不在范围之内时，BMC控制器A（4）将向电源管理模块A发送断电命令，使板卡断电；板卡监控电路B（18）、板卡监控电路C（19）和扩展板卡监控电路（20）对电压、电流和温度信号的处理过程与板卡监控电路A（17）对电压、电流和温度信号的处理过程相同；小型嵌入式系统板卡监控系统正常启动后，在板卡监控电路A（17）中，BMC控制器A（4）不断接收CPU处理器A（1）的持续心跳信号，BMC控制器A（4）一方面对CPU处理器A（1）开始周期性上报电压、电流和温度信息，另一方面经由I2C总线每隔0.3秒持续的向BMC控制器B（8）和BMC控制器C（12）发送“主设备正常工作”的指示消息，消息中携带I2C地址，申明BMC控制器A（4）掌控系统I2C测试维护总线的控制权，BMC控制器B（8）和BMC控制器C（12）收到此消息后，保存当前主设备的I2C地址；在板卡监控电路B（18）中，BMC控制器B（8）不断接收CPU处理器B（5）的持续心跳信号，当收到BMC控制器A（4）掌控系统I2C测试维护总线控制权的信息后，BMC控制器B（8）通过I2C总线周期性的将电压、电流和温度信息上报给BMC控制器A（4），然后再由BMC控制器A（4）转发给CPU处理器A（1）；在板卡监控电路C（19）和扩展板卡监控电路（20）对心跳信号和上报信息的处理过程与板卡监控电路B（18）对心跳信号和上报信息的处理过程相同；当CPU处理器A（1）出现异常时，需要释放I2C总线的控制权；首先， BMC控制器B（8）判断是否接收到CPU处理器B（5）发送的心跳信号和BMC控制器C（12）是否接收到CPU处理器C（9）发送的心跳信号，若BMC控制器B（8）或BMC控制器C（12）没有收到心跳信号，则将BMC控制器B（8）或BMC控制器C（12）设置为I2C总线的从设备，不能掌控I2C测试维护总线的控制权；其次，BMC控制器掌控I2C测试维护总线控制权的顺序，遵循BMC控制器A（4）到BMC控制器B（8）到BMC控制器C（12）的次序；当BMC控制器B（8）在1秒内未收到BMC控制器A（4）发出的“主设备正常工作”指示消息，且BMC控制器B（8）接收到了CPU处理器B（5）发送的心跳信号，则由BMC控制器B（8）控制器掌控I2C测试维护总线的控制权，BMC控制器A（4）释放I2C总线的控制权，在BMC控制器B（8）控制器掌控I2C测试维护总线的控制权后，需每隔0.3秒向BMC控制器A（4）和BMC控制器C（12）发送“主设备正常工作”的指示消息，BMC控制器A（4）和BMC控制器C（12）得知当前BMC控制器B（8）掌控I2C测试维护总线的控制权；当CPU处理器B（5）出现异常时，则切换I2C总线的控制权到BMC控制器C（12），其处理过程与I2C总线的控制权由BMC控制器A（4）切换到BMC控制器B（8）相同；当CPU处理器A（1）、CPU处理器B（5）和CPU处理器C（9）工作状态都异常时，最后掌控I2C测试维护总线控制权的BMC控制器，需要完成系统重启的任务，当前BMC控制器在复位本板卡的同时也发送重启命令给另外两个BMC控制器，从而完成重启任务；重启系统后，依然由BMC控制器A（4）掌控系统I2C测试维护总线的控制权。