一種硬體健康狀態監控方法
2023-10-08 20:12:59 1
專利名稱：一種硬體健康狀態監控方法
技術領域：
本發明涉及一種計算機應用技術領域或一種計算機/工控設備硬體健康狀態監 控領域，具體涉及一種可移植、可擴展的用於硬體健康狀態監控方法。硬體健康狀態監控方法。
背景技術：
在科學計算、商用服務、工業控制等領域，各種伺服器、存儲、工控設備均起著神經 樞紐的作用，一旦出現故障，輕則導致服務中斷、設備故障，重則危及到國家和人民生命和 財產的安全。用戶在追求系統高性能、高容量、高密度等指標的同時，更看重的是系統的可 靠性和穩定性。但伴隨著技術的發展、系統的複雜度也呈幾何級數增長，系統管理人員不可 能靠人工去監控每臺伺服器/工控設備的狀態，因此能夠方便的對硬體健康狀態進行監控 是衡量系統易用性的一個重要標誌。針對這種情況，業界陸續出現了一些對硬體健康狀態進行監控的方法，但歸根到 底，都是通過對各種傳感器晶片進行控制，完成數據採集、設備調控的功能。這些解決方 法共分為軟體實現和硬體實現兩大類。通過軟體方式進行實現的主要有Windows下的 everest,cpu-z,Linux下的lm-sensors等，這類方案的共同點是依賴於特定作業系統驅動 程序框架進行實現，依賴於作業系統的實現，可擴展性和可移植性較差。通過硬體方式進行 實現的主要有各種專用單片機/嵌入式系統及IPMI，其中專用單片機/嵌入式系統往往與 被監控目標平臺耦合過緊，難於擴展；而IPMI作為開放性管理標準，規範性、可擴展性均較 強，且獨立於作業系統，與其他解決方案相比具有很大優勢，但該解決方案也存在缺點，即 需要在目標平臺上集成BMC，這個限制使其無法對已設計好的、不遵循IPMI標準的硬體平 臺進行監控，且會大大增加硬體成本。因此業界迫切的需要一種可移植、可擴展的軟體解決方案，本發明正是針對此而 發明設計。
發明內容
本發明的目的是提供一種硬體健康狀態監控方法。本發明的目的是按以下方式實現的，包括運行環境編程接口層Runtime APILayer, RAL> 硬體抽象層 Hardware Abstraction Layer, HAL、調度集成層 ScheduleIntegration Layer, SIL ；其中運行環境編程接口層，負責實現對具體運行環境相關API的抽象，提供抽象運行 環境編程接口 ；實現基本數據類型，包括布爾型、8/16/32位帶符號/無符號整型、容器類 型包括鍊表、隊列、集合、映射的定義，及算法庫、抽象入口點；寄存器訪問，包括內存映 射空間/10映射空間訪問、內存分配、字符串操作、文件操作、輸入輸出流、網絡套接字的接 口，在運行時刻只與某個特定具體運行環境相關聯，通過編譯時靜態配置機制實現；硬體抽象層，包括平臺抽象組件、總線/接口抽象組件、傳感器抽象組件，負責實現對不同硬體訪問監控機制的抽象；其中平臺抽象組件，包括對具體硬體系統平臺包括Intel D5400XS、IntelS5000VSA、 Supermicro X7DB8、Tyan S2932WG2NR, Atmel AT91CAP9、SamsungSMDK6400 特性的實現，還 包括該平臺支持的監控總線/接口、特定總線/接口的訪問方式，內存映射空間/10映射空 間、訪問特定總線/接口的寄存器操作基地址及抽象平臺特性訪問接口，抽象平臺特性訪 問接口在運行時刻只與某個特定具體平臺特性相關聯，通過編譯時靜態配置機制實現；總線/接口抽象組件包括對具體總線/接口，包括I2C/SMBUS、LPC、SuperI/0、 CAN的訪問方式的實現；及抽象總線/接口訪問方式接口，抽象總線/接口訪問方式接口在 運行時刻對應多個具體總線/接口，通過運行時的動態檢測機制實現；傳感器抽象組件，通過傳感器訪問機制，對具體傳感器晶片，包括ADM1026、 IT8705F、LM85、LM92、PC87427、MAX6640、W83793G的訪問方式實現及抽象傳感器訪問接口 ； 其中，抽象傳感器訪問接口在運行時刻對應多個具體傳感器晶片，通過運行時的動態檢測 機制實現；硬體訪問監控機制通過編譯時靜態配置機制和運行時動態檢測機制相結合進行 實現。編譯時靜態配置機制實質上是通過編譯時的配置進行預處理條件編譯實現的，其 步驟為1)配置編譯針對的目標運行環境；2)配置編譯針對的目標硬體平臺；3)預處理、交叉編譯、彙編、連結；4)最終生成可執行目標程序。運行時動態檢測機制，其步驟為1)循環遍歷程序支持的傳感器晶片集合，判斷目標硬體平臺是否存在該傳感器芯 片；2)生成支持目標平臺的傳感器晶片集合；3)循環遍歷支持目標平臺的傳感器晶片集合，獲取所有傳感器信息。傳感器訪問，其步驟為1)調用傳感器訪問接口 ；2)調用總線/接口訪問接口 ；3)調用寄存器訪問接口。本發明的優異效果是針對現有硬體健康監控方案的不足，提出一種可移植、可擴 展的用於硬體健康狀態監控的軟體架構。本發明將運行環境編程接口和硬體訪問機制分別 進行抽象，通過調度集成層進行統一訪問，結合編譯時靜態配置機制和運行時動態檢測機 制，實現多種運行環境、多種硬體平臺、多種總線接口和多種傳感器晶片的靈活組合。本發 明提及的軟體架構機制簡單，可移植性和可擴展性強，極具實用性。
附圖1為用於硬體監控的軟體架構示意圖；附圖2為編譯時靜態配置機制示意附圖3為運行時動態檢測機制示意圖；附圖4為傳感器訪問機制示意圖。
具體實施例方式參照說明書附圖對本發明的硬體健康狀態監控方法作以下詳細地說明。本發明的一種硬體健康狀態監控方法，其結構是由本發明的核心思想是提供一個 軟體架構，將運行環境編程接口和硬體訪問機制分別進行抽象，通過調度集成層進行統一 訪問，移植性和可擴展性強。一種可移植、可擴展的用於硬體健康狀態監控的軟體架構，其特徵 在於，包括運 ififiHSfM^ ΠM (Runtime API Layer, RAL)(HardwareAbstraction Layer, HAL)、調度集成層(Schedule Integration Layer，SIL)，如附圖 1 所示。所述運行環境編程接口層負責實現對不同運行環境下的編程接口的抽象；所述硬體抽象層負責實現對不同硬體訪問機制的抽象；所述調度集成層負責整合其他層提供的接口，實現硬體監控功能。所述運行環境編程接口層負責實現對具體運行環境(如Windows、Linux、BSD、 AIX、Solaris、Vxworks、QNX、EFI等)相關API的抽象，提供抽象運行環境編程接口，實現基 本數據類型(如布爾型、8/16/32位帶符號/無符號整型等)、容器類型(如鍊表、隊列、集 合、映射等)定義，及算法庫、抽象入口點、寄存器訪問(內存映射空間/10映射空間訪問)、 內存分配、字符串操作、文件操作、輸入輸出流、網絡套接字等接口。所述運行環境編程接口層在運行時刻只與某個特定具體運行環境相關聯，通過編 譯時靜態配置機制實現。所述硬體抽象層包括平臺抽象組件、總線/接口抽象組件、傳感器抽象組件。所述平臺抽象組件包括對具體硬體系統平臺(如Intel D5400XS、 IntelS5000VSA,Supermicro X7DB8、Tyan S2932WG2NR、Atmel AT91CAP9、SamsungSMDK6400 等)特性的實現，如該平臺支持何種監控總線/接口、特定總線/接口的訪問方式(內存映 射空間/10映射空間)、訪問特定總線/接口的寄存器操作基地址等；及抽象平臺特性訪問 接口。所述抽象平臺特性訪問接口在運行時刻只與某個特定具體平臺特性相關聯，通過 編譯時靜態配置機制實現。所述總線/接口抽象組件包括對具體總線/接口(如I2C/SMBUS、LPC、Superl/ 0、CAN等)訪問方式的實現；及抽象總線/接口訪問方式接口。所述抽象總線/接口訪問方式接口在運行時刻可對應多個具體總線/接口，通過 運行時的動態檢測機制實現。所述傳感器抽象組件，通過傳感器訪問機制對具體傳感器晶片(如ADM1026、 IT8705F、LM85、LM92、PC87427、MAX6640、W83793G等)訪問方式的實現；及抽象傳感器訪問接口。所述抽象傳感器訪問接口在運行時刻可對應多個具體傳感器晶片，通過運行時的 動態檢測機制實現。所述硬體監控機制通過編譯時靜態配置機制和運行時動態檢測機制相結合進行實現。所述編譯時靜態配置機制實質上是通過編譯時的配置進行預處理條件編譯實現 的，其步驟如下，如附圖2所示1)配置編譯針對的目標運行環境；2)配置編譯針對的目標硬體平臺；3)預處理、交叉編譯、彙編、連結；4)最終生成可執行目標程序。所述運行時動態檢測機制，其步驟如下，如附圖3所示1)循環遍歷程序支持的傳感器晶片集合，判斷目標硬體平臺是否存在該傳感器芯 片；2)生成支持目標平臺的傳感器晶片集合；3)循環遍歷支持目標平臺的傳感器晶片集合，獲取所有傳感器信息。所述傳感器訪問機制，其步驟如下，如附圖4所示1)調用傳感器訪問接口 ；2)調用總線/接口訪問接口 ；3)調用寄存器訪問接口。
權利要求
一種硬體健康狀態監控方法，其特徵在於，包括運行環境編程接口層Runtime API Layer，RAL、硬體抽象層Hardware Abstraction Layer，HAL、調度集成層Schedule Integration Layer，SIL；其中運行環境編程接口層，負責實現對具體運行環境相關API的抽象，提供抽象運行環境編程接口；實現基本數據類型，包括布爾型、8/16/32位帶符號/無符號整型、容器類型包括鍊表、隊列、集合、映射的定義，及算法庫、抽象入口點；寄存器訪問，包括內存映射空間/I0映射空間訪問、內存分配、字符串操作、文件操作、輸入輸出流、網絡套接字的接口，在運行時刻只與某個特定具體運行環境相關聯，通過編譯時靜態配置機制實現；硬體抽象層，包括平臺抽象組件、總線/接口抽象組件、傳感器抽象組件，負責實現對不同硬體訪問監控機制的抽象；其中平臺抽象組件，包括對具體硬體系統平臺包括Intel D5400XS、IntelS5000VSA、Supermicro X7DB8、Tyan S2932WG2NR、Atmel AT91CAP9、SamsungSMDK6400特性的實現，還包括該平臺支持的監控總線/接口、特定總線/接口的訪問方式，內存映射空間/IO映射空間、訪問特定總線/接口的寄存器操作基地址及抽象平臺特性訪問接口，抽象平臺特性訪問接口在運行時刻只與某個特定具體平臺特性相關聯，通過編譯時靜態配置機制實現；總線/接口抽象組件包括對具體總線/接口，包括I2C/SMBUS、LPC、SuperI/O、CAN的訪問方式的實現；及抽象總線/接口訪問方式接口，抽象總線/接口訪問方式接口在運行時刻對應多個具體總線/接口，通過運行時的動態檢測機制實現；傳感器抽象組件，通過傳感器訪問機制，對具體傳感器晶片，包括ADM1026、IT8705F、LM85、LM92、PC87427、MAX6640、W83793G的訪問方式實現及抽象傳感器訪問接口；其中，抽象傳感器訪問接口在運行時刻對應多個具體傳感器晶片，通過運行時的動態檢測機制實現；硬體訪問監控機制通過編譯時靜態配置機制和運行時動態檢測機制相結合進行實現。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，編譯時靜態配置機制實質上是通過編譯 時的配置進行預處理條件編譯實現的，其步驟為1)配置編譯針對的目標運行環境；2)配置編譯針對的目標硬體平臺；3)預處理、交叉編譯、彙編、連結；4)最終生成可執行目標程序。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，運行時動態檢測機制，其步驟為1)循環遍歷程序支持的傳感器晶片集合，判斷目標硬體平臺是否存在該傳感器晶片；2)生成支持目標平臺的傳感器晶片集合；3)循環遍歷支持目標平臺的傳感器晶片集合，獲取所有傳感器信息。
4.根據權利要求1所述的軟體架構，其特徵在於，傳感器訪問機制，其步驟為1)調用傳感器訪問接口；2)調用總線/接口訪問接口；3)調用寄存器訪問接口。
全文摘要
本發明提供一種硬體健康狀態監控方法，包括運行環境編程接口層、硬體抽象層、調度集成層；將運行環境編程接口和硬體訪問機制分別進行抽象，通過調度集成層進行統一訪問，結合編譯時靜態配置機制和運行時動態檢測機制，實現多種運行環境、多種硬體平臺、多種總線接口和多種傳感器晶片的靈活組合。本發明提及的軟體架構機制簡單，可移植性和可擴展性強，極具實用性。
文檔編號G06F11/30GK101833494SQ20101016413
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月6日 優先權日2010年5月6日
發明者喬英良, 班華堂, 黃家明 申請人:浪潮電子信息產業股份有限公司