[發(fā)明專利]瘦服務(wù)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910074235.4
• 申請(qǐng)日: 2009-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN101533298A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常青;張剛;張勝;李彥民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F1/16
• 分類號(hào): G06F1/16
• 代理公司: 山西太原科衛(wèi)專利事務(wù)所
• 代理人: 朱 源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及服務(wù)器，具體是一種瘦服務(wù)器。

背景技術(shù)

在網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)器為客戶端或?yàn)g覽器提供著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、發(fā)布等功能，維系著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。從當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r看，服務(wù)器在互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)內(nèi)更多地完成文件服務(wù)、打印服務(wù)、通訊服務(wù)、WEB服務(wù)、電子郵件服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)等主要應(yīng)用。作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的基石，要求服務(wù)器應(yīng)具有高速度的運(yùn)算、長時(shí)間的可靠運(yùn)行、強(qiáng)大的外部數(shù)據(jù)吞吐能力，因此網(wǎng)絡(luò)中使用的服務(wù)器都具有很高的硬件配置。服務(wù)器硬件包括處理器、芯片組、內(nèi)存、存儲(chǔ)系統(tǒng)以及I/O設(shè)備這幾大部分，這樣就造成了服務(wù)器具有成本高昂、體積龐大、功耗高的特征。這使得一些對(duì)服務(wù)器的性能要求不是太高、數(shù)據(jù)吞吐量不是太大的個(gè)人或小型事務(wù)處理應(yīng)用在服務(wù)器的使用上受到了很大的制約。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)服務(wù)器成本高昂、體積龐大、功耗高的問題，提供了一種瘦服務(wù)器。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：瘦服務(wù)器，包括硬盤、網(wǎng)絡(luò)插口、以及與網(wǎng)絡(luò)插口相連的物理層芯片，還包括由嵌入式微處理器、與嵌入式微處理器相連的硬盤控制器、以及與嵌入式微處理器相連的網(wǎng)絡(luò)控制器構(gòu)成的嵌入式片上系統(tǒng)(SoC)和與嵌入式微處理器相連的系統(tǒng)存儲(chǔ)器，硬盤控制器與硬盤相連，網(wǎng)絡(luò)控制器通過物理層芯片與網(wǎng)絡(luò)插口相連；網(wǎng)絡(luò)控制器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)瘦服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)的交互，硬盤控制器負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)嵌入式片上系統(tǒng)(SoC)與硬盤之間的命令及數(shù)據(jù)的緩沖、傳輸操作，對(duì)讀寫數(shù)據(jù)的請(qǐng)求提供服務(wù)，硬盤負(fù)責(zé)保存數(shù)據(jù)信息和為用戶提供數(shù)據(jù)信息。所述硬盤、物理層芯片、系統(tǒng)存儲(chǔ)器均為現(xiàn)有公知產(chǎn)品，可由市面購得；所述嵌入式微處理器、網(wǎng)絡(luò)控制器、硬盤控制器均為獨(dú)立IP核，可有多種結(jié)構(gòu)變形。

具體工作原理如下：當(dāng)瘦服務(wù)器通電后，系統(tǒng)軟件通過系統(tǒng)存儲(chǔ)器被嵌入式片上系統(tǒng)(SoC)調(diào)入運(yùn)行，系統(tǒng)軟件首先對(duì)瘦服務(wù)器的硬件模塊進(jìn)行檢測(cè)，如果各硬件模塊全部正常，則加載WINDOWS、NETWARE、UNIX或LINUX嵌入式操作系統(tǒng)，使瘦服務(wù)器處于嵌入式操作系統(tǒng)的管理之下，當(dāng)嵌入式操作系統(tǒng)一切正常之后，用戶即可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)瘦服務(wù)器的訪問、控制和操作，并通過嵌入式操作系統(tǒng)和針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)文件服務(wù)、打印服務(wù)、通訊服務(wù)、WEB服務(wù)、電子郵件服務(wù)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)等通用服務(wù)器功能。

本發(fā)明通過利用嵌入式片上系統(tǒng)(SoC)取代傳統(tǒng)服務(wù)器中的處理器、芯片組，徹底解決了傳統(tǒng)服務(wù)器成本高昂、體積龐大、功耗高的問題，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，適于個(gè)人、家庭等場(chǎng)所使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明以太網(wǎng)控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明硬盤控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-硬盤，2-網(wǎng)絡(luò)插口，3-物理層芯片，4-嵌入式微處理器，5-硬盤控制器，6-網(wǎng)絡(luò)控制器，7-介質(zhì)無關(guān)獨(dú)立接口，8-介質(zhì)無關(guān)管理接口，9-第一總線接口，10-寄存器，11-發(fā)送控制模塊，12-接收控制模塊，13-流程控制模塊，14-第二總線接口，15-ATA控制器，16-路由模塊，17-以太網(wǎng)控制模塊，18-硬盤接口，19-系統(tǒng)存儲(chǔ)器。

具體實(shí)施方式

瘦服務(wù)器，包括硬盤1、網(wǎng)絡(luò)插口2、以及與網(wǎng)絡(luò)插口2相連的物理層芯片3，還包括由嵌入式微處理器4、與嵌入式微處理器4相連的硬盤控制器5、以及與嵌入式微處理器4相連的網(wǎng)絡(luò)控制器6構(gòu)成的嵌入式片上系統(tǒng)和與嵌入式微處理器4相連的系統(tǒng)存儲(chǔ)器19，硬盤控制器5與硬盤1相連，網(wǎng)絡(luò)控制器6通過物理層芯片3與網(wǎng)絡(luò)插口2相連；網(wǎng)絡(luò)控制器6負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)瘦服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)的交互以及路由功能，硬盤控制器5負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)嵌入式片上系統(tǒng)與硬盤1之間的命令及數(shù)據(jù)的緩沖、傳輸操作，對(duì)讀寫數(shù)據(jù)的請(qǐng)求提供服務(wù)，硬盤1負(fù)責(zé)保存數(shù)據(jù)信息和為用戶提供數(shù)據(jù)信息；所述網(wǎng)絡(luò)控制器6包含第一總線接口9、內(nèi)含微處理器的路由模塊16和以太網(wǎng)控制模塊17；以太網(wǎng)控制模塊17包含介質(zhì)無關(guān)獨(dú)立接口7、介質(zhì)無關(guān)管理接口8、寄存器10和數(shù)據(jù)收發(fā)控制模塊，數(shù)據(jù)收發(fā)控制模塊包含發(fā)送控制模塊11、接收控制模塊12和流程控制模塊13；路由模塊16與嵌入式微處理器4之間通過第一總線接口9相連；介質(zhì)無關(guān)管理接口8與路由模塊16之間、寄存器10與路由模塊16之間、發(fā)送控制模塊11與路由模塊16之間、接收控制模塊12與路由模塊16之間、流程控制模塊13與路由模塊16之間均通過第一總線接口9相連；介質(zhì)無關(guān)管理接口8與嵌入式微處理器4之間、寄存器10與嵌入式微處理器4之間、發(fā)送控制模塊11與嵌入式微處理器4之間、接收控制模塊12與嵌入式微處理器4之間、流程控制模塊13與嵌入式微處理器4之間均通過第一總線接口9相連，所述網(wǎng)絡(luò)插口2的數(shù)目不少于兩個(gè)，用于連接多臺(tái)計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)路由功能；所述介質(zhì)無關(guān)獨(dú)立接口7、介質(zhì)無關(guān)管理接口8、發(fā)送控制模塊11、接收控制模塊12、流程控制模塊13均為現(xiàn)有公知結(jié)構(gòu)；所述路由模塊16相當(dāng)于一個(gè)路由器，為現(xiàn)有公知結(jié)構(gòu)，路由模塊16負(fù)責(zé)連接異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和多協(xié)議的轉(zhuǎn)換，以及為經(jīng)過路由模塊的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑并將該數(shù)據(jù)幀有效地傳送到目的站點(diǎn)，路由模塊16實(shí)現(xiàn)如下功能：一、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，即檢查進(jìn)入的數(shù)據(jù)包，將其目標(biāo)地址與路由表中的項(xiàng)目相比較，然后從正確的端口發(fā)送出去；二、控制功能，即進(jìn)行路由表的管理和路由模塊系統(tǒng)的配置與管理，以及與其他路由器交換路由信息；以太網(wǎng)控制模塊17中的介質(zhì)無關(guān)管理接口8負(fù)責(zé)設(shè)置和讀取物理層芯片3，以及對(duì)寄存器10進(jìn)行配置設(shè)定或從中讀取數(shù)據(jù)；寄存器10負(fù)責(zé)設(shè)置寄存器，包括中斷允許、發(fā)送使能和接收使能、發(fā)送和接收的流程使能、數(shù)據(jù)包的長度、沖突和重發(fā)的配置，以及介質(zhì)無關(guān)獨(dú)立接口(MII)地址、介質(zhì)無關(guān)獨(dú)立接口(MII)狀態(tài)、介質(zhì)無關(guān)獨(dú)立接口(MII)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)寄存器的配置，以及一些模式寄存器的初始值設(shè)置，使其能按照特定模式進(jìn)行工作；數(shù)據(jù)收發(fā)控制模塊中的發(fā)送控制模塊11負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，即從第一總線接口9得到發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測(cè)到第一總線接口9發(fā)送來的信號(hào)后，將待發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成能夠發(fā)送到物理層芯片3的形式；接收控制模塊12負(fù)責(zé)將從物理層芯片3接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為字節(jié)，發(fā)送給主機(jī)或上層協(xié)議，產(chǎn)生接收過程中不同的狀態(tài)機(jī)和接收狀態(tài)信號(hào)，以及完成數(shù)據(jù)的接收和拆封；流程控制模塊13負(fù)責(zé)在全雙工模式下對(duì)數(shù)據(jù)流量進(jìn)行控制、檢測(cè)控制幀、發(fā)送控制幀、以及提供收發(fā)緩存與收發(fā)模塊之間的接口；所述硬盤控制器5包含第二總線接口14、ATA控制器15和硬盤接口18；ATA控制器15與嵌入式微處理器4之間通過第二總線接口14相連，ATA控制器15與硬盤1之間通過硬盤接口18相連；所述ATA控制器15為現(xiàn)有公知結(jié)構(gòu)；嵌入式微處理器4通過硬盤控制器5以PIO方式或DMA方式訪問硬盤1，硬盤控制器5負(fù)責(zé)控制硬盤1完成硬件復(fù)位過程、控制PIO和DMA時(shí)序參數(shù)、記錄硬盤當(dāng)前狀態(tài)、以及將硬盤1發(fā)出的中斷信號(hào)傳遞給嵌入式處理器4。具體實(shí)施時(shí)，所述網(wǎng)絡(luò)控制器6和硬盤控制器5均作為IP核設(shè)計(jì)到集成電路芯片片內(nèi)；所述集成電路芯片采用FPGA芯片；所述網(wǎng)絡(luò)插口2采用POS接口或CPOS接口或ATM接口或高速同異步串口或低速同異步串口或通用異步串口或ISDN?BRI接口或E1/CE1/PRI接口或光纖接口或E3/CD3接口或T1/CT1接口或模擬MODEM接口或RJ45接口；所述硬盤接口18采用IDE接口或SATA接口或SCSI接口或光纖通道，并可接入RAID系統(tǒng)；所述嵌入式微處理器4采用8051單片機(jī)或X86系列或Am186/88系列或ARM系列或MIPS系列或PowerPC系列或68K系列；所述第一總線接口9和第二總線接口14采用Wishbone總線或AMBA總線或Avalon總線。