TWI551983B - 多中央處理單元系統之偵錯切換方法 - Google Patents

Description

多中央處理單元系統之偵錯切換方法

本發明係關於一資訊處理平台，尤其關於一種多中央處理單元偵錯切換之方法。

隨著資訊科技的進步，開發出了多中央處理單元之運算平台，以應付日趨複雜的資料運算及處理需求。相較於一般單中央處理單元之運算平台，多中央處理單元之運算平台不僅較為穩定，整體運算處理能力亦提升許多。因此，不論是企業之伺服器或者家庭之個人電腦，皆適合使用多中央處理單元。

然而，在多中央處理單元系統中，不免遭遇其中一中央處理單元故障之情形。以目前技術水平而言，多中央處理單元系統可分為主從式架構及對等式架構。在對等式架構中，作業系統可以在任何一個中央處理單元上執行，每一個中央處理單元亦可自行進行排程，因此，若其中一中央處理單元故障，此運算平台仍可以其他中央處理單元繼續執行程序。然而，此種架構將使作業系統的安排更複雜，且在設計系統時，必須確定此多中央處理單元不會執行相同的程序。

另一方面，相較於對等式架構，主從式架構之設計較簡單，成本亦較低廉。只是在主從式架構中，作業系統及主要核心功能皆在一主 要之中央處理器上執行，此中央處理器必須負責工作的排程。因此，若主要之中央處理器故障，其他中央處理器並無法單獨運作，因而造成系統當機，甚至無法開機。例如INTEL Romeley/Grantley等系列的雙中央處理器系統，在中央處理器與PCH(Platform Controller Hub)晶片組之間係利用DMI(Direct Media Interface)介面溝通，倘若連接DMI之中央處理器故障，即使另一中央處理器也無法單獨運作。如此，不僅無法發揮雙中央處理單元平台之優點，亦可能對企業或個人帶來極大的損失。

本發明之一範疇在於提供一種多中央處理單元偵錯切換之方法。

根據本發明之一具體實施例，一種多中央處理單元偵錯切換之方法包含下列步驟。首先，利用一微控制器模組，偵測第一處理器是否故障，包含無法偵測到或無法正常開機。接著，當偵測到第一處理器故障時，微控制器模組發出一故障訊號，並將此故障訊號傳輸至一切換器模組，以將預設處理器由第一處理器切換至第二處理器。最後，微控制器模組偵測第二處理器是否故障，若第二處理器故障，則微控制器模組再次將第一處理器設定為預設處理器，並重新開機。

在本發明之一具體實施例中，微控制器模組係透過一通用型輸入輸出模組而判斷第一或第二處理器是否能夠正常開機。通用型輸入輸出模組與一PCH(Platform Controller Hub)晶片組電性連接，當開機成功時將發出一開機成功訊號。

在本發明之另一具體實施例中，微控制器模組係透過一計時 器而判斷第一或第二處理器是否能夠正常開機。第一或第二處理器以一預定時間間隔重置計時器，當計時器倒數至零時，則判斷第一或第二處理器故障。

本發明之功效在於：針對主從式架構多中央處理單元之資訊處理平台，藉由獨立或內含微控制器的晶片模組，自動偵測第一中央處理器是否故障，若是，則切換至第二中央處理器，並以第二中央處理器繼續程序執行，以期將損失降到最低。另外可以注意的是，此種多中央處理單元之資訊處理平台可包含兩個以上之中央處理器，因此，藉由獨立或內含微控制器的晶片模組，自動偵測第一中央處理器是否故障，若是，則切換至第二中央處理器，若偵測到第二中央處理器故障，則切換至第三中央處理器，依此類推，直至偵測到有未故障之處理器，則以該處理器繼續執行程序。

100‧‧‧步驟：開機

105‧‧‧步驟：偵測第一處理器是否連接至電源

110‧‧‧步驟：微控制器模組透過一輸入輸出模組，或一計時器，確認第一處理器是否開機成功

115‧‧‧步驟：正常開機

120‧‧‧步驟：重新開機

125‧‧‧步驟：偵測第二處理器是否連接至電源

130‧‧‧步驟：微控制器模組透過一切換器模組，切換至第二處理器執行開機

135‧‧‧步驟：微控制器模組透過一輸入輸出模組，或一計時器，確認第二處理器是否開機成功

140‧‧‧步驟：正常開機

145‧‧‧步驟：關機

200‧‧‧步驟：重新開機

205‧‧‧步驟：偵測第三處理器是否連接至電源

210‧‧‧步驟：微控制器模組透過一切換器模組，切換至第三處理器執行開機

215‧‧‧步驟：微控制器模組透過一輸入輸出模組，或一計時器，確認第三處理器是否開機成功

220‧‧‧步驟：正常開機

225‧‧‧步驟：重新開機

230‧‧‧步驟：偵測第四處理器是否連接至電源

235‧‧‧步驟：微控制器模組透過一切換器模組，切換至第四處理器執行開機

240‧‧‧步驟：微控制器模組透過一輸入輸出模組，或一計時器，確認第四處理器是否開機成功

245‧‧‧步驟：正常開機

250‧‧‧步驟：關機

300‧‧‧步驟：重新開機次數是否達一預定次數

305‧‧‧步驟：關機

310‧‧‧步驟：重新開機

400‧‧‧步驟：開機

405‧‧‧步驟：偵測第一處理器是否連接至電源

410‧‧‧步驟：微控制器模組透過一輸入輸出模組，或一計時器，確認第一處理器是否開機成功

415‧‧‧步驟：正常開機

420‧‧‧步驟：由微控制器模組發出一訊號，令切換器模組將第二處理器改為預設處理器

425‧‧‧步驟：重新開機

430‧‧‧步驟：偵測第二處理器是否連接至電源

435‧‧‧步驟：微控制器模組透過一輸入輸出模組，或一計時器，確認第二處理器是否開機成功

440‧‧‧步驟：正常開機

圖1係根據本發明第一實施例之多中央處理單元偵錯切換之方法流程圖。

圖2係根據本發明第二實施例之多中央處理單元偵錯切換之方法流程圖。

圖3係根據本發明第三實施例之多中央處理單元偵錯切換之方法流程圖。

圖4係根據本發明第四實施例之多中央處理單元偵錯切換之方法流程圖。

圖1係繪示根據本發明一具體實施例之多中央處理單元偵錯切換之方法流程圖。此實施例係以兩個中央處理單元為說明。

如圖1所示，首先執行步驟100之開機程序，於此實施例中，開機程序泛指一般開機程序，例如包括但不限於冷啟動(cold boot)及熱啟動(warm boot)。

接著，利用微控制器模組，偵測第一處理器是否連接至電源(步驟105)，其中微控制器模組係與第一及第二處理器相連接。在此步驟中，微控制器模組由第一處理器讀取是否能成功連接至電源之訊號。假設此訊號之預設值為高準位，若可成功連接至電源，則此訊號會被更改成低準位，因此，若微控制器模組接收到之訊號為低準位，表示第一處理器可成功連接至電源，且由第一處理器執行開機程序；反之，若訊息為高準位，則表示第一處理器並未成功連接至電源。

接著，在步驟110中，微控制器模組藉由一通用型輸入輸出模組，以判斷第一處理器是否開機成功。通用型輸入輸出模組與微控制器模組及一PCH(Platform Controller Hub)晶片組相連接，此PCH晶片組可於開機成功時發出一開機成功訊號。假設此訊號之預設值為高準位，若開機成功，則此訊號會被更改成低準位，因此若微控制器模組接收到低準位之訊號，表示開機成功；反之，若微控制器模組接收到高準位之訊號，則表示開機失敗，此時確認第一處理器故障。

或者，在步驟110中，微控制器模組亦可藉由一計時器，以確認第一處理器是否開機成功。此計時器可例如設置於微控制器模組內，且分別連接至第一處理器及第二處理器。在此狀況下，第一處理器以一預 定時間間隔重置計時器，當計時器倒數至零時，則表示第一處理器開機失敗，可確認第一處理器故障。若否，則表示第一處理器開機成功。

於步驟110中，若偵測到第一處理器並未故障，則由第一處理器完成開機程序(步驟115)；若偵測到第一處理器故障，並且等待一預定時間，令主機板充分放電之後，重新開機(步驟120)。

在偵測到第一處理器並未連接至電源(步驟105)或第一處理器故障且執行重新開機(步驟110及120)之情況下，接著，微控制器模組偵測第二處理器是否連接至電源(步驟125)。此時，微控制器模組由第二處理器讀取是否成功連接至電源之訊號，假設此訊號之預設值為高準位，若成功連接至電源，則此訊號會被更改成低準位。因此，若微控制器模組接收到之訊號為低準位，表示第二處理器可成功連接至電源；反之，若訊息為高準位，則表示第二處理器並未成功連接至電源。

於步驟125中，若偵測到第二處理器已成功連接至電源，則微控制器模組透過一切換器模組，將電路切換至第二處理器並執行開機(步驟130)。切換器模組連接至第一及第二處理器，亦透過通用型輸入輸出模組連接至微控制器模組。因此，當微控制器模組偵測到第二處理器已成功連接至電源時，將發出一訊號，此訊號透過通用型之輸入輸出模組而傳輸至切換器模組，切換器模組在接收訊號後，便將電路切換至第二處理器，由第二處理器執行開機。

接著，在步驟135中，微控制器模組藉由一通用型輸入輸出模組，以判斷第二處理器是否開機成功。通用型輸入輸出模組與微控制器模組及一PCH(Platform Controller Hub)晶片組相連接，此PCH晶片組用以於 開機成功時發出一開機成功訊號。假設此訊號預設值為高準位，若開機成功，則此訊號會被更改成低準位，因此若微控制器模組接收到低準位之訊號，表示開機成功；反之若接收到高準位之訊號，則表示開機失敗，此時確認第二處理器故障。

或者，同步驟135，微控制器模組可藉由一計時器，以確認第二處理器是否開機成功。此計時器係位於微控制器模組之內，且分別連接至第一處理器及第二處理器，第二處理器以一預定時間間隔重置計時器，當計時器倒數至零時，則表示第二處理器開機失敗，可確認第二處理器故障。若否，則表示第二處理器開機成功。

於步驟135中，若偵測到第二處理器並未故障，則接著由第二處理器完成開機程序(步驟140)；若偵測到第二處理器故障，則啟動關機(步驟145)。

圖2係根據本發明第二具體實施例之多中央處理單元偵錯切換之方法流程圖。

如圖2所示，第二實施例係以四個中央處理單元為實施例，可視為圖1之第一實施例之延伸，因此大致上與第一實施例相同，差別在於當第二處理器未能正常開機時(步驟135)，並且等待一預定時間，令主機板充分放電之後，重新開機(步驟200)。

接著，微控制器模組偵測第三處理器是否連接至電源(步驟205)。此時，微控制器模組由第三處理器讀取是否成功連接至電源之訊號，假設此訊號之預設值為高準位，若成功連接至電源，則此訊號會被更改成低準位。因此，若微控制器模組接收到之訊號為低準位，表示第三處理器 可成功連接至電源；反之，若訊息為高準位，則表示第三處理器並未成功連接至電源。

於步驟205中，若偵測到第三處理器已成功連接至電源，則微控制器模組透過一切換器模組，將電路切換至第三處理器並執行開機(步驟210)。切換器模組連接至第一、第二、第三及第四處理器，亦透過通用型輸入輸出模組連接至微控制器模組。因此，當微控制器模組偵測到第三處理器已成功連接至電源時，將發出一訊號，此訊號透過通用型之輸入輸出模組而傳輸至切換器模組，切換器模組在接收訊號後，便將電路切換至第三處理器，由第三處理器執行開機。

接著，在步驟215中，微控制器模組藉由一通用型輸入輸出模組，以判斷第三處理器是否開機成功。通用型輸入輸出模組與微控制器模組及一PCH(Platform Controller Hub)晶片組相連接，此PCH晶片組用以於開機成功時發出一開機成功訊號。假設此訊號預設值為高準位，若開機成功，則此訊號會被更改成低準位，因此若微控制器模組接收到低準位之訊號，表示開機成功；反之若接收到高準位之訊號，則表示開機失敗，此時確認第三處理器故障。

或者，同步驟215，微控制器模組可藉由一計時器，以確認第三處理器是否開機成功。此計時器係位於微控制器模組之內，且分別連接至第一、第二、第三及第四處理器，第三處理器以一預定時間間隔重置計時器，當計時器倒數至零時，則表示第三處理器開機失敗，可確認第三處理器故障。若否，則表示第三處理器開機成功。

於步驟215中，若偵測到第三處理器並未故障，則接著由第 三處理器完成開機程序(步驟220)；若偵測到第三處理器故障，並且等待一預定時間，令主機板充分放電之後，重新開機(步驟225)。

接著，微控制器模組偵測第四處理器是否連接至電源(步驟230)。此時，微控制器模組由第四處理器讀取是否成功連接至電源之訊號，假設此訊號之預設值為高準位，若成功連接至電源，則此訊號會被更改成低準位。因此，若微控制器模組接收到之訊號為低準位，表示第四處理器可成功連接至電源；反之，若訊息為高準位，則表示第四處理器並未成功連接至電源。

於步驟230中，若偵測到第四處理器已成功連接至電源，則微控制器模組透過一切換器模組，將電路切換至第四處理器並執行開機(步驟235)。切換器模組連接至第一、第二、第三及第四處理器，亦透過通用型輸入輸出模組連接至微控制器模組。因此，當微控制器模組偵測到第四處理器已成功連接至電源時，將發出一訊號，此訊號透過通用型之輸入輸出模組而傳輸至切換器模組，切換器模組在接收訊號後，便將電路切換至第四處理器，由第四處理器執行開機。

接著，在步驟240中，微控制器模組藉由一通用型輸入輸出模組，以判斷第四處理器是否開機成功。通用型輸入輸出模組與微控制器模組及一PCH(Platform Controller Hub)晶片組相連接，此PCH晶片組用以於開機成功時發出一開機成功訊號。假設此訊號預設值為高準位，若開機成功，則此訊號會被更改成低準位，因此若微控制器模組接收到低準位之訊號，表示開機成功；反之若接收到高準位之訊號，則表示開機失敗，此時確認第四處理器故障。

或者，同步驟240，微控制器模組可藉由一計時器，以確認第四處理器是否開機成功。此計時器係位於微控制器模組之內，且分別連接至第一、第二、第三及第四處理器，第四處理器以一預定時間間隔重置計時器，當計時器倒數至零時，則表示第四處理器開機失敗，可確認第四處理器故障。若否，則表示第四處理器開機成功。

於步驟240中，若偵測到第四處理器並未故障，則接著由第四處理器完成開機程序(步驟245)；若偵測到第四處理器故障，則啟動關機(步驟250)。

圖3係根據本發明第三具體實施例之多中央處理單元偵錯切換之方法流程圖。

如圖3所示，第三實施例之方法大致上與第一實施例相同，差別僅在於當第二處理器未能正常開機時(步驟135)，再次重新開機，並增加判斷重新開機之次數是否已達一預定次數之步驟(步驟300)。倘若已達一預定次數，則進行關機(步驟305)；倘若未達預定次數，並且等待一預定時間，令主機板充分放電之後，再重新開機(步驟310)。

由於資訊處理平台未能開機成功的原因眾多，除了中央處理器故障，還包括電源供應之電壓不穩等問題。因此，吾人設定一重新開機之預定次數，以嘗試排除此類因電源供應電壓不穩而導致未能開機成功之情況。

於第二實施例中，係以如下方式計算重新開機之次數。若判斷第一及第二處理器皆為故障，則將此時所執行之重新開機計數為一次(當執行至步驟310時，計數一次)，以此類推。然而，應瞭解的是，計算重新 開機次數及判斷重新開機是否已達一預定次數，可由程式自動或以手動方式完成，惟本發明不應以此為限。此外，吾人可視實際狀況而定義重新開機次數，例如，偵測到第一處理器故障之後的重新開機，即計數為一次(當執行至步驟120時，即計數一次)，且偵測到第二處理器故障之後的重新開機，亦計數為一次(當執行至步驟310時，亦計數一次)。或者，對於偵測到第一處理器及第二處理器皆故障之後的重新開機，方才計數為一次(當執行至步驟310時，總共計數一次)。

圖4係根據本發明之第四具體實施例之多中央處理單元偵錯切換之方法之步驟流程圖。

如圖4所示，首先執行步驟400之開機程序，於此實施例中，開機程序泛指一般開機程序，例如包括但不限於冷啟動(cold boot)及熱啟動(warm boot)。

接著，利用微控制器模組，偵測第一處理器是否連接至電源(步驟405)，其中微控制器模組係與第一及第二處理器相連接。在此步驟中，微控制器模組由第一處理器讀取是否能成功連接至電源之訊號。假設此訊號之預設值為高準位，若可成功連接至電源，則此訊號會被更改成低準位，因此，若微控制器模組接收到之訊號為低準位，表示第一處理器可成功連接至電源，且由第一處理器執行開機程序；反之，若訊息為高準位，則表示第一處理器並未成功連接至電源。

接著，在步驟410中，微控制器模組藉由一通用型輸入輸出模組，以判斷第一處理器是否開機成功。通用型輸入輸出模組與微控制器模組及一PCH(Platform Controller Hub)晶片組相連接，此PCH晶片組可於開 機成功時發出一開機成功訊號。假設此訊號之預設值為高準位，若開機成功，則此訊號會被更改成低準位，因此若微控制器模組接收到低準位之訊號，表示開機成功；反之，若微控制器模組接收到高準位之訊號，則表示開機失敗，此時確認第一處理器故障。

或者，在步驟410中，微控制器模組亦可藉由一計時器，以確認第一處理器是否開機成功。此計時器可例如設置於微控制器模組內，且分別連接至第一處理器及第二處理器。在此狀況下，第一處理器以一預定時間間隔重置計時器，當計時器倒數至零時，則表示第一處理器開機失敗，可確認第一處理器故障。若否，則表示第一處理器開機成功。

於步驟410中，若偵測到第一處理器並未故障，則由第一處理器完成開機程序(步驟415)；若偵測到第一處理器並未連接到電源或故障，則微控制器模組透過一切換器模組，將預設處理器切換為第二處理器(步驟420)。切換器模組連接至第一及第二處理器，亦透過通用型輸入輸出模組連接至微控制器模組。因此，當微控制器偵測到第一處理器並未連接至電源或故障，即發出一訊號，此訊號透過通用型之輸入輸出模組，而傳輸至切換器模組，切換器模組在接收訊號後，便將預設處理器由第一處理器切換至第二處理器。

在步驟425中，並且等待一預定時間，令主機板充分放電之後，重新開機。

接著，微控制器模組偵測第二處理器是否連接至電源(步驟430)。此時，微控制器模組由第二處理器讀取是否成功連接至電源之訊號，假設此訊號之預設值為高準位，若成功連接至電源，則此訊號會被更改成 低準位。因此，若微控制器模組接收到之訊號為低準位，表示第二處理器可成功連接至電源；反之，若訊息為高準位，則表示第二處理器並未成功連接至電源。

於步驟430中，若偵測到第二處理器已成功連接至電源，則微控制器模組藉由一通用型輸入輸出模組，以判斷第二處理器是否開機成功(在步驟435)。通用型輸入輸出模組與微控制器模組及一PCH(Platform Controller Hub)晶片組相連接，此PCH晶片組用以於開機成功時發出一開機成功訊號。假設此訊號預設值為高準位，若開機成功，則此訊號會被更改成低準位，因此若微控制器模組接收到低準位之訊號，表示開機成功；反之若接收到高準位之訊號，則表示開機失敗，此時確認第二處理器故障。

或者，同步驟435，微控制器模組可藉由一計時器，以確認第二處理器是否開機成功。此計時器係位於微控制器模組之內，且分別連接至第一處理器及第二處理器，第二處理器以一預定時間間隔重置計時器，當計時器倒數至零時，則表示第二處理器開機失敗，可確認第二處理器故障。若否，則表示第二處理器開機成功。

於步驟435中，若偵測到第二處理器並未故障，則接著由第二處理器完成開機程序(步驟440)。若偵測到第二處理器故障，則接著判斷重新開機之次數是否已達一預定次數之步驟(圖3步驟300)。倘若已達一預定次數，則進行關機(圖3步驟305)；倘若未達預定次數，並且等待一預定時間，令主機板充分放電之後，再重新開機(圖3步驟310)。

在上述具體實施例中，主要藉由微控制器模組以及切換器模組，再搭配其他的必要組件，使得兩中央處理器皆可作為預設處理器，執 行開機及其他運算。因此，在多中央處理器之資訊處理系統中，可利用此方法以偵測預設處理器是否故障。若是，則切換到其他處理器並執行開機及其他運算，如此便可維持此資訊處理系統之功能。

由於電腦的運算日趨複雜，商用之資訊處理系統大多使用數目為兩個以上的中央處理器，例如4,6，或8個。儘管本發明係以2及4個CPU之系統為例說明如上，然應注意者，本發明並不限制於此。換言之，本發明之方法可使用於多個中央處理器之資訊處理系統，而在不同的中央處理器之間進行切換。如此一來，即使其中一中央處理器故障，系統仍能正常運作，如此可將損失降至最低。

100‧‧‧步驟：開機

105‧‧‧步驟：偵測第一處理器是否連接至電源

110‧‧‧步驟：微控制器模組透過一輸入輸出模組，或一計時器，確認第一處理器是否開機成功

115‧‧‧步驟：正常開機

120‧‧‧步驟：重新開機

125‧‧‧步驟：偵測第二處理器是否連接至電源

130‧‧‧步驟：微控制器模組透過一切換器模組，切換至第二處理器執行開機

135‧‧‧步驟：微控制器模組透過一輸入輸出模組，或一計時器，確認第二處理器是否開機成功

140‧‧‧步驟：正常開機

300‧‧‧步驟：重新開機次數是否達一預定次數

305‧‧‧步驟：關機

310‧‧‧步驟；重新開機

Claims (5)

1. 一種多中央處理單元偵錯切換之方法，該多中央處理單元至少包含一第一及一第二處理器，而以該第一處理器為預設處理器，該方法包含：(a)利用一微控制器模組，偵測該第一及第二處理器是否連接至電源；(b)若該第一處理器有連接至電源時，偵測該第一處理器是否能夠正常開機，若否，則表示該第一處理器故障；(c)當偵測到該第一處理器未連接至電源或故障，且該第二處理器有連接至電源時，該微控制器模組發出一訊號，並將該訊號傳輸至一切換器模組，以令該切換器模組將該預設處理器由該第一處理器切換至該第二處理器；及(d)利用一微控制器模組，偵測該第二處理器是否能夠正常開機，若否，則表示該第二處理器故障，當該第二處理器故障時，則執行重新開機程序，重新偵測該第一處理器是否連接至電源；其中，在步驟(b)及(d)中，該微控制器模組係透過一通用型輸入輸出模組而判斷該第一或第二處理器是否能夠正常開機，該通用型輸入輸出模組與一PCH(Platform Controller Hub)晶片組連結並透過該PCH晶片組發出一開機成功與否之訊號至該微控制器模組，當該微控制器模組從該PCH晶片組接收到一低準位訊號時，將判斷出該第一處理器或該第二處理器已開機成功，當該微控制器模組從該PCH晶片組接收到一高準位訊號時，將判斷出該第一處理器或該第二處理器開機失敗。
2. 如請求項1之多中央處理單元偵錯切換之方法，其中，在步驟(c)中，該微控制器模組透過該通用型輸入輸出模組，進而連接至一切換器模組，令該切換器模組將該預設處理器切換至該第二處理器。
3. 如請求項1之多中央處理單元偵錯切換之方法，其中，在該步驟(d)中之重新開機包含使主機板充分放電。
4. 如請求項1之多中央處理單元偵錯切換之方法，更包含重複步驟(a)~(d)一預定次數。
5. 如請求項2之多中央處理單元偵錯切換之方法，更包含當該第一處理器故障時，由該微控制器模組發出一訊號，透過該通用型之輸入輸出模組，傳輸至該切換器模組，令其將該預設處理器由該第一處理器改為該第二處理器。