一種提高多伺服器管理信號的可靠性架構的製作方法

2023-06-02 00:06:21

本發明涉及伺服器領域，尤其涉及一種提高多伺服器管理信號的可靠性架構。

背景技術：

隨著雲計算的發展，數據中心對存儲量的要求越來越高，更高密度、更高性價比、更節能的伺服器不斷推陳出新。衡量一個數據中心處理能力的一個重要指標是其是否能夠平衡伺服器數量增長帶來的空間密度問題與數據中心高性能擴展之間的矛盾。充分利用現有機房空間，儘可能提高佔用有限空間的伺服器系統數據處理能力，來暫時滿足自身業務的發展需要成為一種趨勢。

多伺服器順應客戶的數據處理需求，在有限空間內署多個伺服器，有效地提高機房的空間利用率。但多伺服器存在沒有統一管理系統的缺點，導致多伺服器管理信號通信可靠性低。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術中的不足，本發明提供及一種提高多伺服器管理信號的可靠性架構，包括：管理單元，多個伺服器，用於給每個伺服器散熱的風扇組件，用於給每個伺服器供電的電源模塊；

管理單元包括：中央處理器，與伺服器數量相對應，使中央處理器與伺服器建立數據通信的伺服器節點，i2c差分隔離模塊，pmbus信號隔離模塊，風扇監控模塊；

i2c差分隔離模塊的數量與伺服器節點的數量相對應，i2c差分隔離模塊與伺服器節點連接，i2c差分隔離模塊使中央處理器與伺服器節點的數據通信採用差分i2c信號傳輸；

pmbus信號隔離模塊與電源模塊連接，pmbus信號隔離模塊使中央處理器與電源模塊的連接採用pmbus熱插拔隔離線路，通過pmbus信號傳輸；

風扇監控模塊與風扇組件連接，使中央處理器通過風扇監控模塊與風扇組件之間傳輸pwm信號、tach信號。

優選地，i2c差分隔離模塊包括：第一熱插拔緩衝器，第一熱插拔控制ic，第一電阻r1，第二電阻r2，第三電阻r3，第四電阻r4，第五電阻r5，第六電阻r6；

第一熱插拔緩衝器分別通過scl信號線和sda信號線與中央處理器連接，第一熱插拔緩衝器還通過scl信號線和第二電阻r2連接p3v3電源，第一熱插拔緩衝器還通過sda信號線和第一電阻r1連接p3v3電源；

第一熱插拔緩衝器還分別通過scl_dp信號線，scl_dn信號線，sda_dp信號線，sda_dn信號線連接伺服器節點；

第一熱插拔控制ic與第一熱插拔緩衝器連接，第一熱插拔控制ic用於當熱插拔控制ic檢測到中央處理器的熱插拔i2c信號與伺服器的i2c信號完成握手的ready信號後，發出enable信號使第一熱插拔緩衝器工作；

第一熱插拔緩衝器還通過sda_dn信號線和第三電阻r3連接p12v電源，第一熱插拔緩衝器還通過sda_dp信號線和第四電阻r4連接p12v電源，第一熱插拔緩衝器還通過scl_dn信號線和第五電阻r5連接p12v電源，第一熱插拔緩衝器還通過scl_dp信號線和第六電阻r6連接p12v電源。

優選地，pmbus信號隔離模塊包括：第二熱插拔緩衝器，第二熱插拔控制ic；

第二熱插拔緩衝器分別通過pmbusclk信號線和pmbusdata信號線與中央處理器連接，第二熱插拔緩衝器還分別通過clk信號線和data信號線連接電源模塊；

第二熱插拔控制ic與第二熱插拔緩衝器連接，第二熱插拔控制ic用於當第二熱插拔控制ic檢測到中央處理器與電源模塊完成握手的ready信號後，發出enable信號使第二熱插拔緩衝器工作。

優選地，風扇監控模塊包括：mos管，使能控制電路；

中央處理器與mos管的d極連接，mos管的s極與風扇組件連接，使能控制電路與mos管的g極連接；

中央處理器和風扇組件通信的pwm信號、tach信號通過mos管進行信號隔離，通過使能控制電路控制mos管的g極實現信號通斷隔離。

優選地，管理單元還包括：網絡監控模塊；

網絡監控模塊用於監控架構的數據通信流量信息，網絡狀態信息，ip信息，通信協議信息。

優選地，管理單元還包括：供電電路；

供電電路用於使外電源通過供電電路給管理單元供電，供電電路包括：第一電阻r1，第二電阻r2，第三電阻r3，第四電阻r4，第五電阻r5，第六電阻r6，第七電阻r7，第八電阻r8，第九電阻r9，第十電阻r10，第十一電阻r11，第十二電阻r12，第一電容c1，第二電容c2，第三電容c3，第四電容c4，第五電容c5，第一二極體d1，第二二極體d2，第三二極體d3，第四二極體d4，第一三極體q1，第二三極體q2，第三三極體q3，第四三極體q4，第一場效應管qd1，第二場效應管qd2，放大器lm；

第一電阻r1第一端連接供電隔離單元的輸入端，供電隔離單元的輸入端與電源連接板連接；

第一電阻r1第二端分別與通過第一電容c1接地以及與第二電阻r2第一端連接，第二電阻r2第二端分別連接第一場效應管qd1的g極，第二場效應管qd2的g極，放大器lm的三腳，外接電源正極分別與第一二極體d1陽極，第五電阻r5第一端，第六電阻r6第一端連接以及通過第二電容c2接地，第一二極體d1陰極通過第四電阻r4接第一三極體q1基極以及與第三電阻r3第一端連接；第五電阻r5第二端接第一三極體q1發射極，第六電阻r6第二端接第二三極體q2集電極，第三電阻r3第二端接第七電阻r7第一端，第二二極體d2陽極，第七電阻r7第二端接第三三極體q3基極，第二二極體d2陰極分別連接第八電阻r8第二端，第九電阻r9第二端，通過第五電容c5接地以及接外接電源負極；第八電阻r8第一端接第三三極體q3發射極，第九電阻r9第一端接第四三極體q4集電極；第一三極體q1集電極分別接第二三極體q2基極，第三電容c3第一端，第三二極體d3陰極，第三電容c3第二端，第三二極體d3陽極分別接第一場效應管qd1d極，第一場效應管qd1s極與放大器lm一腳、二腳連接，通過第十二電阻r12接供電隔離單元的輸出端以及通過第十一電阻r11連接第二場效應管qd2s極；放大器lm一腳通過第十電阻r10連接五腳，第二三極體q2發射極與第二場效應管qd2s極，第十一電阻r11，放大器lm七腳以及第十電阻r10的滑動端連接；第二場效應管qd2d極連接第四電容c4第一端以及第四三極體q4陰極，第四電容c4第二端，第四三極體q4陽極，第三三極體q3集電極，第四三極體q4基極連接；第四三極體q4發射極與放大器lm四腳，第一場效應管qd1s極，第十一電阻r11連接。

從以上技術方案可以看出，本發明具有以下優點：

提高多伺服器管理信號的可靠性架構中，通過管理單元實現多伺服器管理功能。i2c差分隔離模塊使中央處理器與伺服器節點的數據通信採用差分i2c信號傳輸，增強i2c信號驅動能力，避免信號傳輸過程中的幹擾，提高管理信號可靠性。

pmbus信號隔離模塊使中央處理器與電源模塊的連接採用pmbus熱插拔隔離線路，通過pmbus信號傳輸，增強pmbus信號驅動能力，避免信號幹擾，提高管理信號可靠性。

中央處理器通過風扇監控模塊與風扇組件之間傳輸pwm信號、tach信號。避免風扇熱插拔時正負噪聲脈衝對管理晶片造成的損傷，提高管理信號可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將對描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為提高多伺服器管理信號的可靠性架構的整體示意圖；

圖2為i2c差分隔離模塊示意圖；

圖3為pmbus信號隔離模塊示意圖；

圖4為風扇監控模塊的示意圖；

圖5為供電電路的電路圖。

具體實施方式

為使得本發明的發明目的、特徵、優點能夠更加的明顯和易懂，下面將運用具體的實施例及附圖，對本發明保護的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而非全部的實施例。基於本專利中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本專利保護的範圍。

本實施例提供一種提高多伺服器管理信號的可靠性架構，如圖1所示，包括：管理單元1，多個伺服器2，用於給每個伺服器散熱的風扇組件3，用於給每個伺服器供電的電源模塊4；

管理單元1包括：中央處理器11，與伺服器2數量相對應，使中央處理器11與伺服器2建立數據通信的伺服器節點5，i2c差分隔離模塊6，pmbus信號隔離模塊7，風扇監控模塊8；

i2c差分隔離模塊6的數量與伺服器節點5的數量相對應，i2c差分隔離模塊6與伺服器節點5連接，i2c差分隔離模塊6使中央處理器11與伺服器節點5的數據通信採用差分i2c信號傳輸；增強i2c信號驅動能力，避免信號傳輸過程中的幹擾，提高管理信號可靠性；pmbus信號隔離模塊7與電源模塊4連接，pmbus信號隔離模塊7使中央處理器11與電源模塊4的連接採用pmbus熱插拔隔離線路，通過pmbus信號傳輸；增強pmbus信號驅動能力，避免信號幹擾，提高管理信號可靠性。風扇監控模塊8與風扇組件3連接，使中央處理器11通過風扇監控模塊8與風扇組件3之間傳輸pwm信號、tach信號。

本實施例中，如圖2所示，i2c差分隔離模塊6包括：第一熱插拔緩衝器12，第一熱插拔控制ic13，第一電阻r1，第二電阻r2，第三電阻r3，第四電阻r4，第五電阻r5，第六電阻r6；

第一熱插拔緩衝器12分別通過scl信號線和sda信號線與中央處理器11連接，第一熱插拔緩衝器12還通過scl信號線和第二電阻r2連接p3v3電源，第一熱插拔緩衝器12還通過sda信號線和第一電阻r1連接p3v3電源；

第一熱插拔緩衝器12還分別通過scl_dp信號線，scl_dn信號線，sda_dp信號線，sda_dn信號線連接伺服器節點；

第一熱插拔控制ic13與第一熱插拔緩衝器12連接，第一熱插拔控制ic13用於當熱插拔控制ic檢測到中央處理器的熱插拔i2c信號與伺服器的i2c信號完成握手的ready信號後，發出enable信號使第一熱插拔緩衝器工作；

第一熱插拔緩衝器還通過sda_dn信號線和第三電阻r3連接p12v電源，第一熱插拔緩衝器還通過sda_dp信號線和第四電阻r4連接p12v電源，第一熱插拔緩衝器還通過scl_dn信號線和第五電阻r5連接p12v電源，第一熱插拔緩衝器還通過scl_dp信號線和第六電阻r6連接p12v電源。

採用i2chotswapbuffer實現中央處理器的晶片端與伺服器插拔端信號隔離，將中央處理器和伺服器插拔端利用i2c信號傳輸，管理單元與伺服器之間具備長距離傳輸能力和較強的抗幹擾能力。同時將輸出端的差分信號的上拉電壓設計為p12v，進一步提高信號驅動能力和抗幹擾能力，提高管理板到節點伺服器的管理信號可靠性。

本實施例中，如圖3所示，pmbus信號隔離模塊7包括：第二熱插拔緩衝器21，第二熱插拔控制ic22；

第二熱插拔緩衝器21分別通過pmbusclk信號線和pmbusdata信號線與中央處理器11連接，第二熱插拔緩衝器21還分別通過clk信號線和data信號線連接電源模塊4；

第二熱插拔控制ic22與第二熱插拔緩衝器21連接，第二熱插拔控制ic22用於當第二熱插拔控制ic22檢測到中央處理器11與電源模塊4完成握手的ready信號後，發出enable信號使第二熱插拔緩衝器21工作。

管理單元和電源模塊的通信信號加入隔離線路，採用i2chotswapbuffer實現管理單元和電源模塊信號隔離，pmbus信號隔離模塊7實現pmbus管理信號的熱插拔功能，同時起到隔離pmbus信號熱插拔時噪聲幹擾，提高管理單元和電源模塊之間管理信號的可靠性。

本實施例中，如圖4所示，風扇監控模塊8包括：mos管31，使能控制電路32；

中央處理器11與mos管31的d極連接，mos管31的s極與風扇組件3連接，使能控制電路32與mos管31的g極連接；

中央處理器11和風扇組件3通信的pwm信號、tach信號通過mos管進行信號隔離，通過使能控制電路控制mos管的g極實現信號通斷隔離。從而隔離pwm、tach信號熱插拔時的噪聲，提高管理板到風扇的管理信號可靠性。

管理單元1還包括：網絡監控模塊；網絡監控模塊用於監控架構的數據通信流量信息，網絡狀態信息，ip信息，通信協議信息。

本實施例中，如圖5所示，管理單元還包括：供電電路；

供電電路用於使外電源通過供電電路給管理單元供電，供電電路包括：第一電阻r1，第二電阻r2，第三電阻r3，第四電阻r4，第五電阻r5，第六電阻r6，第七電阻r7，第八電阻r8，第九電阻r9，第十電阻r10，第十一電阻r11，第十二電阻r12，第一電容c1，第二電容c2，第三電容c3，第四電容c4，第五電容c5，第一二極體d1，第二二極體d2，第三二極體d3，第四二極體d4，第一三極體q1，第二三極體q2，第三三極體q3，第四三極體q4，第一場效應管qd1，第二場效應管qd2，放大器lm；

第一電阻r1第一端連接供電隔離單元的輸入端，供電隔離單元的輸入端與電源連接板連接；

第一電阻r1第二端分別與通過第一電容c1接地以及與第二電阻r2第一端連接，第二電阻r2第二端分別連接第一場效應管qd1的g極，第二場效應管qd2的g極，放大器lm的三腳，外接電源正極分別與第一二極體d1陽極，第五電阻r5第一端，第六電阻r6第一端連接以及通過第二電容c2接地，第一二極體d1陰極通過第四電阻r4接第一三極體q1基極以及與第三電阻r3第一端連接；第五電阻r5第二端接第一三極體q1發射極，第六電阻r6第二端接第二三極體q2集電極，第三電阻r3第二端接第七電阻r7第一端，第二二極體d2陽極，第七電阻r7第二端接第三三極體q3基極，第二二極體d2陰極分別連接第八電阻r8第二端，第九電阻r9第二端，通過第五電容c5接地以及接外接電源負極；第八電阻r8第一端接第三三極體q3發射極，第九電阻r9第一端接第四三極體q4集電極；第一三極體q1集電極分別接第二三極體q2基極，第三電容c3第一端，第三二極體d3陰極，第三電容c3第二端，第三二極體d3陽極分別接第一場效應管qd1d極，第一場效應管qd1s極與放大器lm一腳、二腳連接，通過第十二電阻r12接供電隔離單元的輸出端以及通過第十一電阻r11連接第二場效應管qd2s極；放大器lm一腳通過第十電阻r10連接五腳，第二三極體q2發射極與第二場效應管qd2s極，第十一電阻r11，放大器lm七腳以及第十電阻r10的滑動端連接；第二場效應管qd2d極連接第四電容c4第一端以及第四三極體q4陰極，第四電容c4第二端，第四三極體q4陽極，第三三極體q3集電極，第四三極體q4基極連接；第四三極體q4發射極與放大器lm四腳，第一場效應管qd1s極，第十一電阻r11連接。

本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「第一」、「第二」、「第三」「第四」等（如果存在）是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這裡描述的本發明的實施例能夠以除了在這裡圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含。