CN208000578U - 一种刀片式数据处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种刀片式数据处理设备，包括：数据交换模块和安装槽。数据交换模块分别与安装槽连接；数据交换模块与刀片式服务器连接，实现与所述刀片式服务器之间的数据传输；安装槽用于连接处理卡，处理卡分别插接于安装槽内，并通过安装槽实现与数据交换模块之间的数据传输。可以根据需要在安装槽上插接多个不同功能的处理卡，从而通过增加处理卡的数量，提高刀片式数据处理设备的数据处理能力和性能，通过插接不同功能的处理卡，可以灵活拓展刀片式数据处理设备的功能。

Description

一种刀片式数据处理设备

技术领域

本实用新型涉及计算机技术领域，特别是涉及一种刀片式数据处理设备。

背景技术

随着计算机及服务器技术的不断发展，为了增强服务器的灵活性，降低服务器的成本。刀片式服务器得到了越来越广泛的应用。

刀片式服务器是指在机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，从而实现高可用和高密度。其中卡式的服务器单元可以称为“刀片式的数据处理设备”或“刀片”。各个刀片式的数据处理设备可以实现对数据的传输、处理等功能。

在现有技术中，一般一个刀片式的数据处理设备上，只能固定的安装有一个或多个数据处理器，如，GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)等处理器，从而使得该刀片式的数据处理设备只能具有单一的性能或功能。例如，刀片式的数据处理设备可以为处理音视频数据的板卡，则该刀片式的数据处理设备只能进行音视频数据的处理，并且其音视频数据的处理能力由其固有的处理器的性能来决定。

所以，针对一个刀片式的数据处理设备，当该刀片式的数据处理设备被制造出来后，就很难提高该刀片式的数据处理设备性能，并且不能灵活的进行配置以拓展其所具有的功能。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种刀片式数据处理设备，能够提高刀片式的数据处理设备性能，并且能够对刀片式的数据处理设备进行灵活的配置以拓展其所具有的功能。具体技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种刀片式数据处理设备，包括：数据交换模块和安装槽；

所述数据交换模块分别与所述安装槽连接；

所述数据交换模块与刀片式服务器连接，实现与所述刀片式服务器之间的数据传输；

所述安装槽用于连接处理卡，所述处理卡插接于所述安装槽内，并通过所述安装槽实现与所述数据交换模块之间的数据传输，其中所述处理卡为具有数据处理能力的硬件设备。

可选的，所述安装槽为高速串行计算机扩展总线标准PCIE接口。

可选的，所述数据交换模块包括总线接口；

所述总线接口与所述刀片式服务器的数据总线相连接。

可选的，所述刀片式数据处理设备还包括：处理卡管理模块；

所述处理卡管理模块分别与所述安装槽连接，用于监测和/或获取所述安装槽上插接的所述处理卡的运行参数，并向所述处理卡传输控制指令。

可选的，所述刀片式数据处理设备还包括：刀片管理模块；

所述刀片管理模块分别与，所述数据交换模块和所述处理卡管理模块连接，用于向所述数据交换模块和/或所述处理卡管理模块传输控制指令。

可选的，所述刀片式数据处理设备还包括：串口切换模块；

所述串口切换模块分别与所述安装槽连接；

当所述安装槽上插接有多个所述处理卡时，所述串口切换模块用于从多个所述处理卡中确定待调试的处理卡，并向所述待调试的处理卡传输调试指令。

可选的，所述处理卡包括调试接口；

多个所述处理卡的所述调试接口，分别与所述串口切换模块连接。

可选的，所述刀片式数据处理设备还包括：连接板；

所述连接板分别与，所述数据交换模块和所述安装槽连接。

可选的，所述处理卡具有对外接口。

可选的，所述数据交换模块集成有PCIE转换芯片和/或网络转换芯片。

本实用新型实施例提供的一种刀片式数据处理设备，具有数据交换模块和，一个或多个安装槽，使得可以根据需要在安装槽上插接多个不同功能的处理卡，从而通过增加处理卡的数量，提高刀片式数据处理设备的数据处理能力和性能，通过插接不同功能的处理卡，可以灵活拓展刀片式数据处理设备的功能。当然，实施本实用新型的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备的第一种结构图；

图2为本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备的第二种结构图；

图3为本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备的第三种结构图；

图4为本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备的第四种结构图；

图5为本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备的第五种结构图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，图1为本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备的第一种结构图，包括：数据交换模块101和安装槽102。数据交换模块101分别与安装槽102连接。

数据交换模块101与刀片式服务器连接，实现与刀片式服务器之间的数据传输。数据交换模块101可以是能够实现数据在不同设备或元件之间进行交换与传输的硬件设备，例如各种数据传输集成电路、或者数据转换芯片等。并且，数据交换模块101能够通过数据线，或者集成电路板上的线路与一个或多个安装槽102连接。

在实际应用中，数据交换模块101可以集成有PCIE(peripheralcomponentinterconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)转换芯片和/或网络转换芯片。PCIE转换芯片一般可以为PCIE Switch芯片，该PCIE Switch芯片能够在多个设备或元件之间建立起可靠的连接，使得多个设备或元件之间能够实现数据的传输。PCIESwitch芯片具有多个Port端口，每个Port端口可以连接至一个安装槽102。网络转换芯片可以为以太网Switch芯片，同样能够实现在不同硬件之间的数据交换。

本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备能够插入刀片式服务器的机架中，使得数据交换模块101可以与该刀片式服务器通过各类数据接口进行连接。例如，可以通过PCIE(peripheral component interconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)接口与刀片式服务器连接，或者通过电缆、数据线等方式与刀片式服务器连接。

为了能够提高本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备的通用性，以及数据传输的可靠性。

如图1所示，数据交换模块101可以包括总线接口111，总线接口111与刀片式服务器的数据总线相连接。

在数据交换模块101上可以集成安装有总线接口111。通过该总线接口111，数据交换模块101能够通过数据总线与刀片式服务器的数据总线相连接。从而实现与刀片式服务器的其他硬件设备的连接，实现数据的传输。

安装槽102用于连接处理卡103，处理卡103插接于安装槽102内，并通过安装槽102实现与数据交换模块101之间的数据传输，其中处理卡103为具有数据处理能力的硬件设备。

安装槽102可以是能够进行数据传输的槽型的接口。其结构形式与计算机主板上的内存条安装槽类似。具体的，为了提高数据传输的可靠性，安装槽可以为PCIE接口。PCIE接口为目前通用的高速数据接口，能够方便的进行硬件设备的连接，并且实现高质量的数据传输。并且，在本实用新型提供的刀片式数据处理设备上，可以具有多个并列的安装槽102。

处理卡103可以为具有各种不同数据处理能力的硬件设备，例如，处理卡103可以为具有处理音视频业务数据功能的硬件设备。每一个处理卡103上可以搭载有一个或多个音视频处理器，音视频处理器可以是CPU、SOC(System on Chip，系统级芯片)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)或者DSP(digital signalprocessing，数字信号处理器)等元件，从而使得该处理卡103能够用于实现音视频编解码、音视频输入输出、音视频分析等各种业务，或者作为小型服务器来进行数据处理业务。当然，处理卡103还可以根据需要搭载有其他形式的处理器，从而使得该处理卡103具有其他处理功能，例如，可以搭载GPU，使该处理卡103具有处理视频数据的能力。

对应本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备的安装槽102，处理卡103具有与该安装槽对应的接口，如PCIE接口对应的插头等。从而处理卡103能够插接在安装槽102内，实现与本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备的连接。

一个安装槽102可以插接多个相同或不同的处理卡103；或者，还可以每一个安装槽102只插接一个处理卡103，多个相同或者不同的处理卡103分别插接于多个安装槽102中。

由于安装槽102与数据交换模块101相连接，所以通过安装槽102，一个或多个处理卡103能够与数据交换模块101连接，进而通过数据交换模块101与刀片式服务器连接。实现了与刀片式服务器之前的数据的传输及交换。

当本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备插入刀片式服务器后，通过数据交换模块101，一个或多个处理卡103能够接收刀片式服务器发送的数据，并且也可以向刀片式服务器发送数据，可以成为刀片式服务器的一个数据处理单元。例如，当处理卡103为具有处理音视频业务数据功能的硬件设备时，能够增强刀片式服务器针对音视频业务数据的处理能力。

并且为了进一步扩展处理卡103的功能和性能，处理卡103还可以具有对外接口。对外接口可以包括网络接口RJ45、USB接口、音视频接口等等，通过该对外接口，能够使得处理卡103还能够从该对外接口获取相应的待处理的数据，或者可以将该待处理的数据通过数据交换模块101传输至刀片式服务器。进一步提高了本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备的灵活性。

在本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备，具有数据交换模块和，一个或多个安装槽，使得可以根据需要在安装槽上插接多个不同功能的处理卡，从而通过增加处理卡的数量，提高刀片式数据处理设备的数据处理能力和性能，通过插接不同功能的处理卡，使得可以灵活拓展刀片式数据处理设备的功能。并且，由于多个处理卡通过在本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备与刀片式服务器实现连接，从而使得刀片式服务器不需要为不同的处理卡提供不同的接口，保证了接口的统一，提高了刀片式服务器设备的标准化程度。由于在实际应用中，处理卡103一般还可以支持热插拔的功能。所以还可以随时根据需要对刀片式数据处理设备上所插接的处理卡103进行替换，能够进一步提高对该刀片式数据处理设备进行配置的灵活度。

结合上面的实施例，参见图2，在本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备中，还可以包括：处理卡管理模块104。

处理卡管理模块104分别与安装槽102连接，用于监测和/或获取安装槽102上插接的处理卡103的运行参数，并向处理卡103传输控制指令。

处理卡管理模块104与一个或多个安装槽102可以通过数据线或者集成电路板上的线路相连接。处理卡管理模块104能够检测到各个安装槽102上是否插接有处理卡103。当监测到安装槽102上插接有处理卡103时，就可以通过安装槽102实时的监测并获取处理卡103的运行参数。运行参数可以包括：处理卡的类型、温度、处理器性能及使用率等参数信息。

处理卡管理模块104可以与刀片式服务器相连接，例如，可以通过刀片式服务器的管理或控制接口与刀片式服务器连接。当获得了处理卡103的运行参数后，处理卡管理模块104可以将该运行参数传输至刀片式服务器，以使刀片式服务器能够及时的了解处理卡103的运行状态。

并且，处理卡管理模块104还可以分别向处理卡103传输控制指令，控制指令至少可以包括电源控制指令和复位控制指令，以控制处理卡103上电、下电以及复位。控制指令可以由处理卡管理模块104自身触发，也可以由刀片式服务器进行控制并触发，例如，当个别处理卡103的温度过高时，刀片式服务器可以通过处理卡管理模块104向该处理卡103发出下电的控制指令，使得该处理卡断电，以保证该处理卡103避免因过热而发生故障。具体的，处理卡管理模块104可以包括各类数据处理芯片，如CPU，或者单片机等元件，通过硬件、软件，或者软件与硬件相结合的形式来实现上述功能。

通过处理卡管理模块104能够实现对处理卡103的监测和控制，提高了处理卡103运行的可靠性。

结合上面的各实施例，参见图3，本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备还包括：刀片管理模块105。

刀片管理模块105分别与，数据交换模块101和处理卡管理模块104连接，用于向数据交换模块和/或处理卡管理模块传输控制指令。

刀片管理模块105可以通过数据线或者集成电路板上的线路分别与，数据交换模块101和处理卡管理模块104相连接。并且，刀片管理模块105可以通过刀片式服务器的管理接口或其他连接方式与刀片式服务器相连接。从而使得处理卡管理模块104通过该刀片管理模块105与刀片式服务器连接。

当处理卡管理模块104获取了处理卡103的运行参数后，可以首先向刀片管理模块105进行传输，再由该刀片管理模块105向刀片式服务器进行传输。同样，当需要对处理卡103发出控制指令时，也可以由刀片管理模块105通过处理卡管理模块104向各个处理卡103发出控制指令。

同时，刀片管理模块105还可以对数据交换模块101发送控制指令，该控制指令也可以包括电源控制指令和复位控制指令等指令，从而实现对数据交换模块101的控制。同样的，刀片管理模块105也可以包括各类数据处理芯片，如CPU，或者单片机等元件，并且通过硬件、软件，或者软件与硬件相结合的形式来实现上述功能。

在本实用新型实施例中，通过刀片管理模块105，能够实现对数据交换模块101和处理卡管理模块104的统一管理和控制，使得刀片式服务器通过一个管理或控制接口与刀片管理模块105连接后，就可以实现对数据交换模块101和处理卡103的统一控制，不需要分别通过多个管理或控制接口来实现分别的控制。从而可以简化设备结构，并且保证了对数据交换模块101和处理卡103的可靠控制。

结合上面的各实施例，参见图4，本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备还包括：串口切换模块106。

串口切换模块106分别与安装槽102连接；当安装槽102上插接有多个处理卡103时，串口切换模块106用于从多个处理卡103中确定待调试的处理卡，并向该待调试处理卡传输调试指令。其中调试指令包括用于对处理卡103进行调试的各类数据或信号。

在实际应用中，为了方便对处理卡103进行调试，每一个处理卡103都包括至少一个调试接口，通过该调试接口，处理卡103可以与刀片式服务器相连接，从而刀片式服务器能够对处理卡103进行相应的调试操作。然而，如果每一个处理卡103都通过各自的调试接口与刀片式服务器连接，会使得刀片式服务器结构复杂，不便于对多个处理卡103分别进行调试。

所以，为了解决上述问题，在本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备中，增加了串口切换模块106。该出口切换模块106分别与各个安装槽102通过数据线或加成电路板上的线路相连接。从而能够与安装槽102上所插接的处理卡103实现数据的相互传输。

通过安装槽102，串口切换模块106可以连接至各个处理卡103上的调试接口。使得多个处理卡103的调试接口，分别与串口切换模块106连接。

同时，串口切换模块106可以通过数据线等方式与刀片式服务器连接，例如，连接至刀片式服务器的调试接口或数据总线。从而通过该串口切换模块106，实现了各个处理卡103与刀片式服务器的相互连接。

当需要对个别待调试的处理卡进行调试时，刀片式服务器可以首先向串口切换模块106发出调试指令，该调试指令可以用于确定调试的处理卡，例如，该调试指令中可以含有待调试的处理卡的类型或者编号。

在本实用新型的一种实现方式中，串口切换模块106可以根据该调试指令，直接控制该调试指令对应的待调试的处理卡打开其所具有的调试接口，或者控制除该待调试的处理卡以外的其他处理卡关闭其所具有的调试接口。从而使得待调试的处理卡通过串口切换模块106与刀片式服务器建立起数据的传输通道，当刀片式服务器对该待调试的处理卡发送调试指令时，不会对其他处理卡造成影响。

在本实用新型的另一种实现方式中，串口切换模块106还可以与刀片管理模块105相连接，当串口切换模块106获取了调试指令后，可以通过刀片管理模块105对处理卡103进行控制，开启调试指令对应的待调试的处理卡所具有的调试接口，或者关闭除该待调试的处理卡以外的其他处理卡所具有的调试接口。使待调试的处理卡通过串口切换模块106与刀片式服务器建立起数据的传输通道。

具体的，串口切换模块106可以包括例如FPGA等逻辑元件，通过FPGA来实现对各个处理卡103的调试接口的控制。

在本实用新型实施例中，通过串口切换模块106能够使得刀片式服务器能够通过一个调试接口，就能够实现对多个处理卡103的调试。简化了刀片式服务器的结构，也简化了调试过程的复杂度。

参见图5，图5中所示的结构为本实用新型实施例在实际应用时一种可选的结构形式。

本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备200中的数据交换模块101、处理卡管理模块104、刀片管理模块105以及串口切换模块106都通过集成电路的形式集成在一块集成电路板201中，例如，该集成电路板201内集成有PCIESwitch芯片，一个或多个CPU芯片或一个或多个单片机，FPGA以及其他必要的元件，各个元件之间可以通过电路板上所印刷的线路进行连接，实现相互之间的数据传输。

如图5所示，安装槽102为PCIE接口形式的插槽。在本实用新型的一种实现方式中，安装槽102的各个引脚可以通过集成电路板201上的线路，直接和数据交换模块101、处理卡管理模块104、串口切换模块106等连接。图5中仅示例性的画出了一个安装槽102，在实际应用中，可以并列的设置多个安装槽102，具体的数量可以根据需要来确定。

或者，在本实用新型的另一种实现方式中，如图5所示，当安装槽102不能直接与集成电路板201连接时，本实用新型实施例提供的刀片式数据处理设备还包括连接板202。连接板202分别与，数据交换模块101和安装槽102连接。安装槽102的引脚可以先连接至连接板202，然后连接板202在通过数据线或总线连接至集成有数据交换模块101的集成电路板201上，实现与安装槽102与数据交换模块的连接。并且，也能够同时实现安装槽102与，处理卡管理模块104和串口切换模块106的连接。

集成电路板201上具有总线接口111、管理接口203和调试接口204。通过总线接口111能够使得集成电路板201上所集成的数据交换模块101与刀片式服务器的数据总线相连接；通过管理接口203能够使得集成电路板201上所集成的刀片管理模块105与刀片式服务器的管理或控制接口相连接；通过调试接口204能够使得集成电路板201上所集成的串口切换模块106与刀片式服务器的调试接口相连接。其中，刀片式服务器的管理或控制接口为用于传输控制指令的接口，刀片式服务器的调试接口为用于传输调试指令的接口。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种刀片式数据处理设备，其特征在于，包括：数据交换模块(101)和安装槽(102)；

所述数据交换模块(101)分别与所述安装槽(102)连接；

所述数据交换模块(101)与刀片式服务器连接，实现与所述刀片式服务器之间的数据传输；

所述安装槽(102)用于连接处理卡(103)，所述处理卡(103)插接于所述安装槽(102)内，并通过所述安装槽(102)实现与所述数据交换模块(101)之间的数据传输，其中所述处理卡(103)为具有数据处理能力的硬件设备。

2.根据权利要求1所述的刀片式数据处理设备，其特征在于，所述安装槽(102)为高速串行计算机扩展总线标准PCIE接口。

3.根据权利要求1所述的刀片式数据处理设备，其特征在于，所述数据交换模块(101)包括总线接口(111)；

所述总线接口(111)与所述刀片式服务器的数据总线相连接。

4.根据权利要求1所述的刀片式数据处理设备，其特征在于，所述刀片式数据处理设备还包括：处理卡管理模块(104)；

所述处理卡管理模块(104)分别与所述安装槽(102)连接，用于监测和/或获取所述安装槽(102)上插接的所述处理卡(103)的运行参数，并向所述处理卡(103)传输控制指令。

5.根据权利要求4所述的刀片式数据处理设备，其特征在于，所述刀片式数据处理设备还包括：刀片管理模块(105)；

所述刀片管理模块(105)分别与，所述数据交换模块(101)和所述处理卡管理模块(104)连接，用于向所述数据交换模块(101)和/或所述处理卡管理模块(104)传输控制指令。

6.根据权利要求1所述的刀片式数据处理设备，其特征在于，所述刀片式数据处理设备还包括：串口切换模块(106)；

所述串口切换模块(106)分别与所述安装槽(102)连接；

当所述安装槽(102)上插接有多个所述处理卡(103)时，所述串口切换模块用于从多个所述处理卡(103)中确定待调试的处理卡(103)，并向所述待调试的处理卡(103)传输调试指令。

7.根据权利要求6所述的刀片式数据处理设备，其特征在于，所述处理卡(103)包括调试接口；

多个所述处理卡(103)的所述调试接口，分别与所述串口切换模块(106)连接。

8.根据权利要求1所述的刀片式数据处理设备，其特征在于，所述刀片式数据处理设备还包括：连接板；

所述连接板分别与，所述数据交换模块(101)和所述安装槽(102)连接。

9.根据权利要求1所述的刀片式数据处理设备，其特征在于，所述处理卡(103)具有对外接口。

10.根据权利要求1所述的刀片式数据处理设备，其特征在于，所述数据交换模块(101)集成有PCIE转换芯片和/或网络转换芯片。