[發明專利]一種具有時鐘冗余功能的雙節點服務器板卡

在審

• 申請號: 201711393176.8
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108009115A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 張廣樂
• 申請（專利權）人: 鄭州云海信息技術有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F1/26;G06F11/16;G06F11/32
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 張亮

本申請發明一種具有時鐘冗余功能的雙節點服務器板卡，該板卡具有主時鐘和冗余時鐘兩路時鐘源，具體包括：主時鐘和輔助時鐘單元、時鐘切換單元、時鐘緩沖單元、雙節點供電單元、PCIE熱插拔單元和CPLD控制單元；該板卡不僅可以為兩個計算節點提供可靠的同源時鐘信號，而且可以為兩個計算節點提供穩定的直流電源，還具有PCIE熱插拔功能，可用于用戶接插PCIE設備進行IO擴展。

技術領域

本發明涉及服務器板卡設計領域，具體涉及一種具有時鐘冗余功能的雙節點服務器板卡。

背景技術

隨著計算機技術的發展和服務器計算任務的不斷加劇，服務器設計已經由傳統的單路服務器階段步入多路服務器階段，多路服務器不僅可以提供遠超單路服務器的數據處理能力，在相同計算能力下，多路服務器在空間結構、系統功耗、管理復雜度方面也具有極大優勢。

在多路服務器中，一項非常重要的設計原則是時鐘同源性和時鐘穩定性，只有進行同源設計，才能保證CPU與CPU之間協調穩定工作，同時，CPU與PCIE設備之間進行同源設計，也可以盡可能發揮PCIE鏈路的數據傳輸性能；同樣的，服務器在運行過程中，只有保證時鐘的穩定，才能保證系統的可靠運行。

但是，目前存在的問題是，多路服務器設計中不具有時鐘冗余功能。

針對這種情況，本申請發明一種具有時鐘冗余功能的雙節點服務器板卡，該板卡具有主時鐘和冗余時鐘兩路時鐘源，保證任何一路時鐘源故障時系統仍可安全可靠運行；該板卡不僅可以為兩個計算節點提供可靠的同源時鐘信號，而且可以為兩個計算節點提供穩定的直流電源；同時，該板卡還具有PCIE熱插拔功能，可用于用戶接插PCIE設備進行IO擴展。

發明內容

本發明為解決多路服務器設計過程中的時鐘同源和穩定性問題，提出來一種具有時鐘冗余功能的雙節點服務器板卡設計方法，使其不僅可以為兩個計算節點提供可靠的同源時鐘信號，而且可以為兩個計算節點提供穩定的直流電源；同時，該板卡還具有PCIE熱插拔功能，可用于用戶接插PCIE設備進行IO擴展。

具體地，本申請請求保護一種具有時鐘冗余功能的雙節點服務器板卡，其特征在于，該服務器板卡具體包括：主時鐘和輔助時鐘單元、時鐘切換單元、時鐘緩沖單元、雙節點供電單元、PCIE熱插拔單元和CPLD控制單元；其中，

主時鐘和輔助時鐘單元為兩路時鐘信號發生器，可產生時鐘信號，主時鐘和輔助時鐘單元分別連接至時鐘切換單元，當主時鐘單元故障時，輔助時鐘單元為時鐘切換單元提供時鐘信號；

時鐘切換單元以時鐘切換芯片為核心，分別連接主時鐘和輔助時鐘單元并實時檢測兩路時鐘單元的時鐘信號，若主時鐘單元時鐘信號正常，優先選用主時鐘單元的時鐘信號作為時鐘源，若主時鐘單元時鐘信號異常，自動切換至輔助時鐘單元，將輔助時鐘單元的時鐘信號作為時鐘源；

時鐘緩沖單元連接時鐘切換單元，接收來自時鐘切換單元的時鐘信號，并將其分成多路時鐘，分別提供給板卡所接插的PCIE設備；

雙節點供電單元連接PSU連接器，從PSU連接器獲取12V輔助電源和12V主電源并將兩路電源整合，分別提供給兩個計算節點；同時還為板卡提供所需直流電源；

PCIE熱插拔單元包括PCIE再驅動單元和PCIE Slot單元，PCIE再驅動單元用于提供PCIE信號傳輸質量，保證PCIE信號經過較長路徑傳輸仍然有較高的信號完整性；PCIESlot單元用于接插PCIE設備；

CPLD控制單元負責整個板卡的邏輯控制和上電時序控制，CPLD邏輯控制用于檢測計算節點在位、PCIE設備在位、I2C數據通訊；CPLD上電時序控制用于雙節點供電單元上電時序控制和PCIE熱插拔上電時序控制。

如上所述的具有時鐘冗余功能的雙節點服務器板卡，其特征還在于，主時鐘單元和輔助時鐘單元均采用時鐘板卡方式設計，當任何一路板卡的時鐘發生故障，可在不影響系統運行的情況下進行更換。