CN102130951A - 一种服务器及其可编程逻辑器件的远程升级方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种服务器及其可编程逻辑器件的远程升级方法，涉及服务器硬件研发和嵌入式软件开发领域。其中，本发明公开的服务器，包括可编程逻辑器件和BMC，其中，所述BMC，通过以太网接收用户端发送的数据，将所接收到的数据转换为符合标准JTAG协议的数据格式，并通过通用GPIO端口将转换后的数据烧录到所述可编程逻辑器件内以实现升级。本发明实施例在实现服务器内的可编程逻辑器件的远程升级的同时不增加服务器板卡的硬件资源。且具有数据传输稳定，传输速度快的优点。
Description
技术领域
本发明涉及服务器硬件研发和嵌入式软件开发领域，特别涉及一种服务器及其可编程逻辑器件的远程升级方法。
背景技术
可编程逻辑器件(programmable logic device，PLD)是一种通用集成电路，它的逻辑功能按照用户对器件编程来确定。一般的PLD的集成度很高，足以满足设计一般的数字系统的需要。这样就可以由设计人员自行编程而把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不必去请芯片制造厂商设计和制作专用的集成电路芯片了。
JTAG(Joint Test Action Group，联合测试行动小组)是一种国际标准测试协议(IEEE 1149.1兼容)，主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议，如CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)、DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)器件等。标准的JTAG接口是4线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。JTAG最初是用来对芯片进行测试的，基本原理是在器件内部定义一个TAP(Test Access Port，测试访问口)通过专用的JTAG测试工具对内部节点进行测试。JTAG测试允许多个器件通过JTAG接口串联在一起，形成一个JTAG链，能实现对各个器件分别测试。
BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)支持行业标准的IPMI规范。该规范描述了已经内置到主板上的管理功能。这些功能包括：本地和远程诊断、控制台支持、配置管理、硬件管理和故障排除。
服务器通常由多个板卡组成，很多板卡上都包含一个或多个PLD芯片来控制时序信号及数据传输，每个PLD芯片都包含有一组JTAG引脚用来对其进行测试或固件升级。传统的服务器板卡中，可编程逻辑器件的JTAG引脚通过一个单独的连接器引向板卡外部，工程师通过调试器来对其进行本地调试。当服务器产品销售到用户手中时，若此时发现可编程逻辑器件的固件存在缺陷或不够完美等问题，要想再升级可编程逻辑器件的固件，只能派工程师上门服务或将产品召回。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，如何实现远程升级服务器中可编程逻辑器件的固件。因此，提供一种服务器及其可编程逻辑器件的远程升级方法。
为了解决上述问题，本发明公开了一种服务器，包括可编程逻辑器件，基板管理控制器(BMC)，其中，所述BMC，通过以太网接收用户端发送的数据，将所接收到的数据转换为符合标准联合测试行动小组(JTAG)协议的数据格式，并通过通用输入/输出(GPIO)端口将转换后的数据烧录到所述可编程逻辑器件内以实现升级。
较佳地，上述服务器中，所述可编程逻辑器件包括如下一种或几种：
复杂可编程逻辑器件(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)。
较佳地，上述服务器中，所述BMC将所接收到的数据转换为符合标准JTAG协议的数据格式，并通过GPIO端口将转换后的数据烧录到所述可编程逻辑器件内指：
所述BMC解析所接收到的数据，调用GPIO驱动接口函数，驱动GPIO端口生成仿真波形，通过GPIO端口中的TDO端口向所述可编程逻辑器件输出所生成的信号波形，以进行数据烧录。
较佳地，所述BMC通过TDO端口向所述可编程逻辑器件输出所生成的信号波形的同时，所述BMC还通过GPIO端口中的TDI端口读取所述可编程逻辑器件反馈的信号波形，当可编程逻辑器件反馈的信号波形与所期望的信号波形不一致时，所述BMC在所述TDO端口重新发送所生成的信号波形，以保证烧录到所述可编程逻辑器件中的数据正确。
本发明还公开了一种如上述的服务器中可编程逻辑器件的远程升级方法，包括：
所述服务器通过以太网接收用户端发送的数据，将所接收到的数据转换为符合标准JTAG协议的数据格式，并通过通用GPIO端口将转换后的数据烧录到所述可编程逻辑器件内以实现升级。
较佳地，上述方法中，所述可编程逻辑器件包括如下一种或几种：
复杂可编程逻辑器件(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)。
较佳地，上述方法中，所述服务器将所接收到的数据转换为符合标准JTAG协议的数据格式，并通过GPIO端口将转换后的数据烧录到所述可编程逻辑器件内指：
所述服务器中的BMC解析所接收到的数据，调用GPIO驱动接口函数，驱动GPIO端口生成仿真波形，通过GPIO端口中的TDO端口向所述可编程逻辑器件输出所生成的信号波形，以进行数据烧录。
较佳地，所述服务器中的BMC通过TDO端口向所述可编程逻辑器件输出所生成的信号波形的同时，所述BMC还通过GPIO端口中的TDI端口读取所述可编程逻辑器件反馈的信号波形，当可编程逻辑器件反馈的信号波形与所期望的信号波形不一致时，所述BMC在所述TDO端口重新发送所生成的信号波形，以保证烧录到所述可编程逻辑器件中的数据正确。
本发明实施例在实现服务器内的可编程逻辑器件的远程升级的同时不增加服务器板卡的硬件资源。且具有数据传输稳定，传输速度快的优点。
附图说明
图1为本实施例1中服务器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明技术方案做进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例1
本实施例提供一种服务器，可实现远程升级，其结构如图1所示，包括可编程逻辑器件以及BMC，其中，在本实施例中，可编程逻辑器件包括CPLD、FPGA和PLD。在其他实施例中，可编程逻辑器件不限于这些器件，也可以包括其他器件。
其中，BMC，通过以太网接收用户端发送的数据，将所接收到的数据转换为符合标准JTAG协议的数据格式，并通过GPIO端口将转换后的数据烧录到所述可编程逻辑器件内以实现升级。
在本实施例中，服务器板卡上，所有的可编程逻辑器件与BMC链接成一个完整的回路，如图1所示。用户端数据通过Internet传输到BMC中，由BMC来对用户端数据进行解码。可见，用户端数据的文件格式必须统一，否则BMC中解析数据包的应用程序将无法识别。而目前比较流行的数据格式是SVF(Simple Vector Format，简单向量型文件格式)。SVF是一种工业标准的用来描述JTAG链路操作的文件格式，由康柏等公司于1994年发布。目前几大可编程逻辑器件供应商如ALTERA和XILINX都在其自己的PLD设计工具中支持输出SVF格式的烧录文件。因此，本实施例中，用户端数据的文件格式统一为SVF。
具体地，服务器实现远程升级的过程主要包含以下几个步骤：
用户端利用所选用的PLD器件设计工具生成SVF格式的烧录文件。
在BMC中移植嵌入式操作系统，如Linux。
在BMC中移植基于嵌入式操作系统的嵌入式Web服务器，如Boa。
登录嵌入式Web服务器提供的IP地址，利用嵌入式Web服务器提供的网络服务功能，将用户端发来的数据(即SVF格式的文件)上传到BMC的内存中。
BMC编写用于解析SVF文件的线程，同时调用底层GPIO驱动接口函数，驱动GPIO生成仿真波形，即由GPIO端口中的TDO端口向可编程逻辑器件输出所生成的信号波形，进行数据烧录以完成固件升级。由于本实施例利用BMC的GPIO来模拟JTAG协议，GPIO产生的时序波形易受到BMC的中断等影响，与JTAG协议的要求有偏差，容易导致固件升级失败。因此，在BMC开启固件升级的线程时，关闭或暂停非必要的中断及其它线程，保证GPIO输出波形的正确性。
还有一些优选方案中，考虑到服务器中电磁辐射比较严重，信号在传递过程中容易受到电磁干扰而发生畸变，必须进行校验以确保程序运行的正确性。因此，本实施例中JTAG链是一个完整的闭环链路(如图1所示)，由BMC中模拟的TDO向外输出所生成的信号波形，同时由BMC中模拟的TDI读取可编程逻辑器件反馈的信号波形。并将TDI读取反馈回来的信号波形与所期望的信号波形(即预先估计的正确接收数据后应当反馈的信号波形)进行比较，若出现不一致的情况，则认为数据传输有问题，即在TDO端重新发送，以保证烧录到可编程逻辑器件中的数据的正确性。
实施例2
本实施例来介绍实施例1所提出的服务器中可编程逻辑器件的远程升级过程，即为服务器利用其中的BMC，将远程用户端数据烧录到服务器板卡可编程逻辑器件中，以实现远程升级服务器中可编程逻辑器件的固件。具体地，该过程如下：
服务器中的BMC的嵌入式Web服务模块将数据从远程用户端传输至BMC内存中；
BMC再通过GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)端口模拟JTAG协议，将所接收到的数据(即BMC内存中的数据)烧录入可编程逻辑器件中。具体地，服务器中的BMC解析所接收到的数据，调用GPIO驱动接口函数，驱动GPIO端口生成仿真波形，通过GPIO端口中的TDO端口向可编程逻辑器件输出所生成的信号波形，以进行数据烧录。
本实施例中，可编程逻辑器件包括CPLD、FPGA和PLD中的一种或几种。在其他实施例中，可编程逻辑器件不限于这些器件，也可以包括其他器件。
还有一些优选方案中，服务器中的BMC通过TDO端口向可编程逻辑器件输出所生成的信号波形的同时，BMC还通过GPIO端口中的TDI端口读取可编程逻辑器件反馈的信号波形，当可编程逻辑器件反馈的信号波形与所期望的信号波形不一致时，BMC认为烧录的数据有误，因此在TDO端口重新发送所生成的信号波形，以保证烧录到所述可编程逻辑器件中的数据正确。
从上述实施例可以看出，本发明实施例利用BMC来对服务器中的可编程逻辑器件进行控制升级，因此，在实现远程控制的同时不增加服务器板卡的硬件资源。另外，本发明实施例采用以太网进行远程数据传输，因此，具有数据传输稳定，传输速度快的优点。
以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种服务器，包括可编程逻辑器件，其特征在于，
该服务器还包括基板管理控制器(BMC)，所述BMC，通过以太网接收用户端发送的数据，将所接收到的数据转换为符合标准联合测试行动小组(JTAG)协议的数据格式，并通过通用输入/输出(GPIO)端口将转换后的数据烧录到所述可编程逻辑器件内以实现升级。
2.如权利要求1所述的服务器，其特征在于，所述可编程逻辑器件包括如下一种或几种：
复杂可编程逻辑器件(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)。
3.如权利要求1或2所述的服务器，其特征在于，
所述BMC将所接收到的数据转换为符合标准JTAG协议的数据格式，并通过GPIO端口将转换后的数据烧录到所述可编程逻辑器件内指：
所述BMC解析所接收到的数据，调用GPIO驱动接口函数，驱动GPIO端口生成仿真波形，通过GPIO端口中的TDO端口向所述可编程逻辑器件输出所生成的信号波形，以进行数据烧录。
4.如权利要求3所述的服务器，其特征在于，
所述BMC通过TDO端口向所述可编程逻辑器件输出所生成的信号波形的同时，所述BMC还通过GPIO端口中的TDI端口读取所述可编程逻辑器件反馈的信号波形，当可编程逻辑器件反馈的信号波形与所期望的信号波形不一致时，所述BMC在所述TDO端口重新发送所生成的信号波形，以保证烧录到所述可编程逻辑器件中的数据正确。
5.一种如权利要求1所述的服务器中可编程逻辑器件的远程升级方法，其特征在于，该方法包括：
所述服务器通过以太网接收用户端发送的数据，将所接收到的数据转换为符合标准联合测试行动小组(JTAG)协议的数据格式，并通过通用输入/输出(GPIO)端口将转换后的数据烧录到所述可编程逻辑器件内以实现升级。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述可编程逻辑器件包括如下一种或几种：
复杂可编程逻辑器件(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，
所述服务器将所接收到的数据转换为符合标准JTAG协议的数据格式，并通过GPIO端口将转换后的数据烧录到所述可编程逻辑器件内指：
所述服务器中的BMC解析所接收到的数据，调用GPIO驱动接口函数，驱动GPIO端口生成仿真波形，通过GPIO端口中的TDO端口向所述可编程逻辑器件输出所生成的信号波形，以进行数据烧录。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述服务器中的BMC通过TDO端口向所述可编程逻辑器件输出所生成的信号波形的同时，所述BMC还通过GPIO端口中的TDI端口读取所述可编程逻辑器件反馈的信号波形，当可编程逻辑器件反馈的信号波形与所期望的信号波形不一致时，所述BMC在所述TDO端口重新发送所生成的信号波形，以保证烧录到所述可编程逻辑器件中的数据正确。
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