TW201729097A

TW201729097A - 機櫃裝置

Info

Publication number: TW201729097A
Application number: TW105104010A
Authority: TW
Inventors: 王博瑋
Original assignee: 神雲科技股份有限公司
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2017-08-16
Also published as: TWI561979B

Abstract

一種機櫃裝置，包含一包括多個匯流排、多個基板管理控制器、及一控制單元的監控系統。該等基板管理控制器在開機啟動之後，各自產生一心跳信號，並各自將一運作資料儲存至該控制單元，且各自根據一個對應的判定信號，決定操作在一個主控模式及一個從屬模式之間。該控制單元根據該等心跳信號，產生多個對應的判定信號，以控制該等基板管理控制器之其中最先正常運作者操作在該主控模式，並控制其餘者操作在該從屬模式。操作在該主控模式的該基板管理控制器經由該對應的匯流排讀取該控制單元所儲存的該等運作資料，以監控一個受監控單元。

Description

機櫃裝置

本發明是有關於一種機櫃裝置，特別是指一種具有監控系統的機櫃裝置。

習知的機櫃裝置(Rack)包含一個機櫃管理控制器(Rack/Chassis Management Controller；RMC/CMC)、至少一個機櫃背板(Rack Back Plane；RBP)、至少一個托盤背板(Tray Back Plane；TBP)、至少一個節點(Node)、一個風扇背板(Fan Board；FB)、一個電源分配板(Power Distribution Board；PDB)。每一個機櫃背板電連接至少一個托盤背板，每一個托盤背板電連接至少一個節點，每一個節點就是一個伺服器節點且包括一個機板管理控制器(Baseboard Management Controller；BMC)，該風扇背板包括至少一個風扇，該電源分配板包括至少一個電源模組(Power Supply Unit；PSU)。

參閱圖1，舉例說明該機櫃包含一個機櫃管理控制器9、一個機櫃背板91、一個電源分配板92、三個電源模組921、922、923、二個托盤背板93、94、一個風扇背板95、五個節點931、932、941、942、943、五個機板管理控制器933、934、944、945、946、三個風扇951、952、953。該等基板管理控制器933、934、944、945、946分別經由該等托盤背板93、94及該風扇背板95電連接該等風扇951、952、953，以各自偵測該對應的風扇951、952、953的運作狀況，例如每一個風扇的溫度、轉速等等。該機櫃管理控制器9經由該機櫃背板91及該等托盤背板93、94電連接該等基板管理控制器933、934、944、945、946以獲得並監看該等風扇951、952、953的運作狀況。該機櫃管理控制器9還經由該機櫃背板91及該風扇背板95電連接該等風扇951、952、953，且根據該等風扇951、952、953的運作狀況，控制該等風扇951、952、953的轉速，以決定該等風扇951、952、953的散熱能力進而調整該機櫃內的溫度。然而，在這種習知的機櫃設計中，要以一個晶片實現該機櫃管理控制器9時，因為該機櫃管理控制器9需要具有足夠的溝通介面及感測介面，且還須具備足夠的計算能力，例如採用智慧平台管理介面(Intelligent Platform Management Interface；IPMI)的IPMB(Intelligent Platform Management Bus)等等的協定需執行複雜的交握(handshake)機制，導致該機櫃管理控制器9的晶片的複雜度的等級往往相當於該等基板管理控制器933、934、944、945、946的該等控制晶片。

因此，本發明之目的，即在提供一種低複雜度及低成本的機櫃裝置。

於是，本發明機櫃裝置包含一個受監控單元及一個監控系統。該監控系統包括多個匯流排、多個基板管理控制器、及一個控制單元。

該等基板管理控制器分別電連接該等匯流排及該受監控單元，並在開機啟動之後，各自產生一個運作資料，且將該等運作資料分別經由該等匯流排傳送，並還各自產生一個心跳信號，且各自根據一個對應的判定信號，各自決定操作在一個主控模式及一個從屬模式之間。

該控制單元電連接該等匯流排，以接收並儲存分別來自該等基板管理控制器的該等運作資料，並還電連接該等基板管理控制器，以接收來自該等基板管理控制器的該等心跳信號，並至少根據該等心跳信號，產生該等對應的判定信號，以控制該等基板管理控制器之其中最先正常運作者操作在該主控模式，並控制該等基板管理控制器之其中其餘者操作在該從屬模式。

其中，操作在該主控模式的該基板管理控制器經由該對應的匯流排讀取該控制單元所儲存的該等運作資料，以監控該受監控單元。

在一些實施態樣中，其中，該監控系統的該控制單元還包括一個記憶體，該記憶體包含多個記憶區塊。該監控系統的每一個基板管理控制器還接收一個對應的識別信號，並根據該對應的識別信號，將所產生的該運作資料經由該對應的匯流排儲存至該控制單元的該記憶體的該等記憶區塊之其中一個對應者。

在一些實施態樣中，該機櫃裝置還包含多個機板、及多個分別設置在該等機板上的識別接腳。該等識別接腳決定該等識別信號的邏輯值。其中，該監控系統的該等基板管理控制器分別設置在該等機板上，且每一個基板管理控制器根據設置在相同機板上對應的該識別接腳的該識別信號的邏輯值，將所產生的該運作資料經由該對應的匯流排儲存至該控制單元的該記憶體的該等記憶區塊之其中該對應者。

在一些實施態樣中，其中，該監控系統的每一個基板管理控制器還產生一個存在信號，並在開機啟動且正常運作時，產生在一個第一邏輯值及一個第二邏輯值之間跳動的該心跳信號。該監控系統的該控制單元還根據來自該等基板管理控制器之其中任一者的該存在信號，決定是否根據該者的該心跳信號，產生該對應的判定信號。

當該者的該存在信號的邏輯值為一個第三邏輯值，且該者是該等基板管理控制器之其中第一個的該心跳信號在該第一邏輯值及該第二邏輯值之間跳動時，該對應的判定信號的邏輯值由一個第四邏輯值改變為一個第五邏輯值。當該者的該存在信號的邏輯值為一個第六邏輯值時，該對應的判定信號的邏輯值為該第四邏輯值。

在一些實施態樣中，其中，操作在該主控模式的該基板管理控制器是運作為一個機櫃管理控制器(Rack/Chassis Management Controller；RMC/ CMC)，以監看該受監控單元。

在一些實施態樣中，其中，該受監控單元包含多個風扇單元。該監控系統的每一個基板管理控制器電連接該等風扇單元之其中一個對應者。每一個基板管理控制器在正常運作時，偵測所電連接的該風扇單元以獲得相關於該對應的風扇單元的該運作資料。操作在該主控模式的該基板管理控制器經由該對應的匯流排，讀取儲存在該控制單元的該記憶體中，操作在該從屬模式的該等基板管理控制器所偵測的該等運作資料，以監看並控制該等風扇單元。

在一些實施態樣中，其中，該監控系統的該控制單元還分別根據該等運作資料，產生多個資料旗標，並還將該等資料旗標儲存於該記憶體，該等資料旗標分別指示該等運作資料是否定期更新。

在一些實施態樣中，其中，該監控系統的該等匯流排支援一種內部整合電路(Inter-Integrated Circuit；I2C)的協定。

在一些實施態樣中，其中，該第一邏輯值及該第二邏輯值之其中一者及另一者分別是邏輯1及邏輯0，該第四邏輯值及該第五邏輯值之其中一者及另一者分別是邏輯1及邏輯0，該第三邏輯值及該第六邏輯值之其中一者及另一者分別是邏輯1及邏輯0。

本發明之功效是藉由該控制單元儲存該等基板管理控制器所偵測的該等運作資料，也就是該控制單元被視為一個記憶體(如EEPROM)，使得該等基板管理控制器及該控制單元之間的溝通只需要作簡單的資料存取，而不需要如先前技術執行IPMI或IPMB等協定的複雜交握(handshake)機制。此外，各個基板管理控制器分別將該等運作資料上傳至該控制單元，使得作為機櫃管理控制器的基板管理控制器能隨時地獲得其他基板管理控制器所偵測的該等運作資料，而讓整體設計的複雜度相較於先前技術能大幅地降低。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發明機櫃裝置(Rack)之實施例例如是一個伺服器機櫃(Server Rack)，並包含一個機櫃殼體7、設置在該機櫃殼體7內的多個風扇單元51~54、多個機板41~44、多個識別接腳61~64、及一個監控系統1。該監控系統包括多個匯流排31~34、多個基板管理控制器(Baseboard Management Controller；BMC)21~24、及一個控制單元11。每一機板41~44被視為一個節點(Node)，每一個風扇單元51~54包括多個風扇。該等識別接腳61~64及該等基板管理控制器21~24分別一對一地設置在該等機板41~44上，且分別電連接該等風扇單元51~54。該等基板管理控制器21~24電連接該控制單元1，以分別將多個存在信號及多個心跳信號傳送至該控制單元1，並分別接收來自該控制單元1的多個判定信號。該等基板管理控制器21~24還分別經由該等匯流排31~34電連接該控制單元1，以分別將多個運作資料儲存至該控制單元1。

在本實施例中，為方便說明起見，圖2以四個基板管理控制器21~24、四個匯流排31~34、四個風扇單元51~54、及四個機板41~44為例作說明。該等匯流排31~34支援一種內部整合電路(Inter-Integrated Circuit；I2C)的協定。而在其他實施例中，該風扇單元51~54及該風扇的數量也可以為單數或其他複數，且該風扇單元51~54可以分別設置在該等機板41~44上，或該等機板41~44之外，皆不在此限。

該控制單元11包括一個記憶體110，該記憶體110包含多個記憶區塊，以接收並儲存分別來自該等基板管理控制器21~24的該等運作資料。該控制單元11分別根據該等存在信號及該等心跳信號，產生該等對應的判定信號，以控制該等基板管理控制器21~24之其中最先正常運作者操作在一個主控模式，例如是21，並控制該等基板管理控制器21~24之其中其餘者操作在一個從屬模式，例如是22~24。在本實施例中，該控制單元11是一個包括記憶體110的微控制器(Micro Control Unit)。

更具體地說，該控制單元11根據來自該等基板管理控制器21~24之其中任一者的該存在信號，決定是否根據該者的該心跳信號，產生該對應的判定信號。例如根據該基板管理控制器21的該存在信號決定是否根據該基板管理控制器21的該心跳信號，產生輸出至該基板管理控制器21的該判定信號。當該者的該存在信號的邏輯值為一個第三邏輯值，且該者是該等基板管理控制器21~24之其中第一個的該心跳信號在一個第一邏輯值及一個第二邏輯值之間跳動時，該對應的判定信號的邏輯值由一個第四邏輯值改變為一個第五邏輯值。當該者的該存在信號的邏輯值為一個第六邏輯值時，該對應的判定信號的邏輯值保持在該第四邏輯值。換句話說，當該對應的存在信號的邏輯值為該第六邏輯值時，該控制單元11可以不需要監看該對應的心跳信號的變化，而能降低該控制單元11的負載。在本實施例中，該第三邏輯值及該第五邏輯值是邏輯1，該第四邏輯值及該第六邏輯值是邏輯0。而在其他實施例中，該第四邏輯值及該第五邏輯值也可以其中一者及另一者分別是邏輯1及邏輯0，該第三邏輯值及該第六邏輯值也可以其中一者及另一者分別是邏輯1及邏輯0。

每一個基板管理控制器21~24在開機啟動後且正常運作時，產生在該第一邏輯值與該第二邏輯值之間跳動的一個心跳信號(Heartbeat)，並偵測所電連接的該風扇單元51~54以獲得相關於該對應的風扇單元51~54的一個運作資料。該第一邏輯值及該第二邏輯值之其中一者及另一者分別是邏輯1及邏輯0，該心跳信號的頻率例如是0.5或1赫茲，但不在此限。反之，當每一個基板管理控制器21~24在開機啟動前，或是在開機啟動後但沒有正常運作時，該基板管理控制器21~24所產生的該心跳信號的邏輯值會保持在該第一邏輯值或該第二邏輯值，如在邏輯0。每一個風扇單元51~54的該運作資料例如是該風扇單元51~54的該等風扇的轉速、溫度等等資訊。

每一個基板管理控制器21~24還接收一個對應的識別信號，並根據該對應的識別信號，將所產生的該運作資料經由該對應的匯流排31~34儲存至該控制單元11的該記憶體110的該等個記憶區塊之其中一個對應者。再參閱圖3，在本實施例中，該控制單元11的該記憶體110包含五個記憶區塊111~115，該四個基板管理控制器21~24分別設置在該電腦系統的該四個機板41~44時，該四個基板管理控制器21~24分別根據四組識別接腳(ID Pin)61~64，以分別決定對應的該四個識別信號的邏輯值，即每一個基板管理控制器21~24根據設置在相同機板41~44上的該對應的識別接腳61~64的該識別信號的邏輯值，進而使得該四個基板管理控制器21~24分別據以將該等運作資料儲存至該控制單元11的對應的該四個記憶區塊112~115的位址。

在本實施例中，當該等基板管理控制器21~24之其中任一者所接收的該判定信號的邏輯值為該第五邏輯值，即邏輯1時，該基板管理控制器21操作在該主控模式。反之，當該等基板管理控制器21~24之其中任一者所接收的該判定信號的邏輯值為該第六邏輯值，即邏輯0時，該等基板管理控制器22~24操作在該從屬模式。操作在該主控模式的該基板管理控制器21運作為一個機櫃管理控制器(Rack/Chassis Management Controller；RMC/CMC)，並經由該對應的匯流排31，讀取儲存在該控制單元11的該記憶體110中，操作在該從屬模式的該等基板管理控制器22~24所偵測的該等運作資料，以監看並控制該等風扇單元51~54。換句話說，操作在該主控模式的該基板管理控制器21能夠監看全部的該等風扇單元51~54的運作狀況，並還根據該等運作資料，控制該等風扇單元51~54的該等風扇，例如轉速，以決定該等風扇單元51~54的散熱能力進而調整該機櫃殼體7內的溫度。

該控制單元11還分別根據該等運作資料，產生多個資料旗標，並還將該等資料旗標儲存於該記憶體110，該等資料旗標分別指示該等運作資料是否定期更新。更具體的說，為避免某一基板管理控制器(BMC)或機櫃管理控制器(CMC)在離線或失去功能後，其所寫入的該運作資料仍然被視為有效資料，因而在寫入的每一運作資料的前端加入對應的資料旗標，以供判斷該運作資料是否有效。舉例來說，該控制單元11在每隔一個預定時間之內，判斷每一個基板管理控制器21~24是否有將對應的該運作資料儲存至該記憶體110的對應的該記憶區塊112~115中，以決定對應的該資料旗標的邏輯值，例如也可以採用數值累加或隨機改變的方式來設計，進而指示對應的該運作資料是否定期更新。

要特別補充說明的是：在本實施例中，該機櫃裝置的監控系統是用於監看並控制該等風扇單元51~54，相似地，在其他實施例中，該機櫃裝置的監控系統也可以是用於監看並控制該機櫃裝置的多個受監控單元。該等受監控單元可以分別是該伺服器機櫃的多個節點、電源單元(如多個電源供應器)、或其他電腦硬體元件等。舉例來說，當該受監控單元是節點時，運作為機櫃管理控制器的機板管理控制器會監控該節點的溫度、功耗、SN資訊、ID、上電狀態、開機狀態、硬體設備的健康狀態、配置資訊(如CPU、記憶體、硬碟、BIOS/BMC版本)、及開關機控制等。當該受監控單元是電源單元時，運作為機櫃管理控制器的機板管理控制器會監控該電源單元的輸入功耗、輸出功耗、輸入電壓、輸出電壓、輸入電流、輸出電流、開關控制、狀態、及工作溫度等。

此外，在本實施例中，該記憶體110的該五個記憶區塊111~115之其中四個記憶區塊112~115用於儲存該等運作資料，而剩餘的另一個記憶區塊111用於儲存作為該機櫃管理控制器的該基板管理控制器21所產生的相關資訊，如機櫃殼體7內的環境溫度、該等電源供應器的瓦特數與溫度等等，以提供其他該等基板管理控制器22~24讀取。

綜上所述，藉由該控制單元儲存該等基板管理控制器所偵測的該等運作資料，也就是該控制單元被視為一個記憶體(如EEPROM)，使得該等基板管理控制器及該控制單元之間的溝通只需要作簡單的資料存取，而不需要如先前技術執行IPMI或IPMB等協定的複雜交握(handshake)機制。此外，各個基板管理控制器分別將該等運作資料上傳至該控制單元，使得作為機櫃管理控制器的基板管理控制器能隨時地獲得其他基板管理控制器所偵測的該等運作資料。再者，作為機櫃管理控制器的基板管理控制器將所偵測的資料寫入該控制單元，使得各個基板管理控制器之間不需要互相傳遞資料，只需從該控制單元讀取資料就能取得整個機櫃裝置的完整狀態。故，不但能讓整體設計的複雜度相較於先前技術能大幅地降低，也讓韌體開發相對簡單而簡化開發成本及設計成本，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧監控系統
11‧‧‧控制單元
110‧‧‧記憶體
111~115‧‧‧記憶區塊
21~24‧‧‧基板管理控制器
31~34‧‧‧匯流排
41~44‧‧‧機板
51~54‧‧‧風扇單元
61~64‧‧‧識別接腳
7‧‧‧機櫃殼體
9‧‧‧機櫃管理控制器
91‧‧‧機櫃背板
92‧‧‧電源分配板
921~923‧‧‧電源模組
93、94‧‧‧托盤背板
931~932‧‧‧節點
933~934‧‧‧基板管理控制器
941~943‧‧‧節點
944~946‧‧‧基板管理控制器
95‧‧‧風扇背板
951~953‧‧‧風扇

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明習知的一個機櫃裝置；圖2是一方塊圖，說明本發明機櫃裝置的一個實施例；及圖3是一示意圖，說明該實施例的一個記憶體。

1‧‧‧監控系統

11‧‧‧控制單元

110‧‧‧記憶體

21~24‧‧‧基板管理控制器

31~34‧‧‧匯流排

41~44‧‧‧機板

51~54‧‧‧風扇單元

61~64‧‧‧識別接腳

7‧‧‧機櫃殼體

Claims

一種機櫃裝置，包含：一個受監控單元；及一個監控系統，包括多個匯流排，多個基板管理控制器，分別電連接該等匯流排及該受監控單元，並在開機啟動之後，各自產生一個運作資料，且將該等運作資料分別經由該等匯流排傳送，並還各自產生一個心跳信號，且各自根據一個對應的判定信號，各自決定操作在一個主控模式及一個從屬模式之間，及一個控制單元，電連接該等匯流排，以接收並儲存分別來自該等基板管理控制器的該等運作資料，並還電連接該等基板管理控制器，以接收來自該等基板管理控制器的該等心跳信號，並至少根據該等心跳信號，產生該等對應的判定信號，以控制該等基板管理控制器之其中最先正常運作者操作在該主控模式，並控制該等基板管理控制器之其中其餘者操作在該從屬模式，其中，操作在該主控模式的該基板管理控制器經由該對應的匯流排讀取該控制單元所儲存的該等運作資料，以監控該受監控單元。
如請求項1所述的機櫃裝置，其中：該監控系統的該控制單元還包括一個記憶體，該記憶體包含多個記憶區塊；及該監控系統的每一個基板管理控制器還接收一個對應的識別信號，並根據該對應的識別信號，將所產生的該運作資料經由該對應的匯流排儲存至該控制單元的該記憶體的該等記憶區塊之其中一個對應者。
如請求項2所述的機櫃裝置，還包含多個機板、及多個分別設置在該等機板上的識別接腳，該等識別接腳決定該等識別信號的邏輯值，其中，該監控系統的該等基板管理控制器分別設置在該等機板上，且每一個基板管理控制器根據設置在相同機板上對應的該識別接腳的該識別信號的邏輯值，將所產生的該運作資料經由該對應的匯流排儲存至該控制單元的該記憶體的該等記憶區塊之其中該對應者。
如請求項3所述的機櫃裝置，其中：該監控系統的每一個基板管理控制器還產生一個存在信號，並在開機啟動且正常運作時，產生在一個第一邏輯值及一個第二邏輯值之間跳動的該心跳信號；及該監控系統的該控制單元還根據來自該等基板管理控制器之其中任一者的該存在信號，決定是否根據該者的該心跳信號，產生該對應的判定信號，當該者的該存在信號的邏輯值為一個第三邏輯值，且該者是該等基板管理控制器之其中第一個的該心跳信號在該第一邏輯值及該第二邏輯值之間跳動時，該對應的判定信號的邏輯值由一個第四邏輯值改變為一個第五邏輯值，當該者的該存在信號的邏輯值為一個第六邏輯值時，該對應的判定信號的邏輯值為該第四邏輯值。
如請求項4所述的機櫃裝置，其中，操作在該主控模式的該基板管理控制器是運作為一個機櫃管理控制器(Rack/Chassis Management Controller；RMC/ CMC)，以監看該受監控單元。
如請求項5所述的機櫃裝置，其中，該受監控單元包含多個風扇單元，該監控系統的每一個基板管理控制器電連接該等風扇單元之其中一個對應者，每一個基板管理控制器在正常運作時，偵測所電連接的該風扇單元以獲得相關於該對應的風扇單元的該運作資料，操作在該主控模式的該基板管理控制器經由該對應的匯流排，讀取儲存在該控制單元的該記憶體中，操作在該從屬模式的該等基板管理控制器所偵測的該等運作資料，以監看並控制該等風扇單元。
如請求項6所述的機櫃裝置，其中，該監控系統的該控制單元還分別根據該等運作資料，產生多個資料旗標，並還將該等資料旗標儲存於該記憶體，該等資料旗標分別指示該等運作資料是否定期更新。
如請求項7所述的機櫃裝置，其中，該監控系統的該等匯流排支援一種內部整合電路(Inter-Integrated Circuit；I2C)的協定。
如請求項8所述的機櫃裝置，其中，該第一邏輯值及該第二邏輯值之其中一者及另一者分別是邏輯1及邏輯0，該第四邏輯值及該第五邏輯值之其中一者及另一者分別是邏輯1及邏輯0，該第三邏輯值及該第六邏輯值之其中一者及另一者分別是邏輯1及邏輯0。