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CN110569173B - 一种基于龙芯ip核的服务器健康管理芯片及实现方法 - Google Patents

一种基于龙芯ip核的服务器健康管理芯片及实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片及实现方法,属于芯片设计领域,本发明要解决的技术问题为如何实现芯片全模块的自主可控,采用的技术方案为:该芯片包括龙芯主处理器、龙芯协处理器、内部总线互联模块、高速接口模块、低速接口模块和视频压缩引擎模块,龙芯主处理器和龙芯协处理器均采用龙芯IP核作为芯片的主处理单元;龙芯主处理器和龙芯协处理器分别连接内部总线互联模块,内部总线互联模块分别连接高速接口模块、低速接口模块和视频压缩引擎模块。本发明还公开了一种基于龙芯IP核的服务器健康管理实现方法。

Description

一种基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片及实现方法
技术领域
本发明涉及芯片设计领域,具体地说是一种基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片及实现方法。
背景技术
服务器作为新一代信息化产业的关键装备,近年来有了长足的发展。其核心芯片主要包括三部分,分别是CPU芯片、交换芯片以及健康管理芯片,而健康管理芯片作为服务器的管控芯片,是服务器的窗口,对服务器的安全、高效使用起着至关重要的作用。目前这三大芯片,CPU与交换芯片均已实现国产化替代,而健康管理芯片迟迟没有实现国产化。故如何实现芯片全模块的自主可控是目前现有技术中存在的技术问题。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片及实现方法,来解决如何实现芯片全模块的自主可控的问题。
本发明的技术任务是按以下方式实现的,一种基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片,该芯片包括龙芯主处理器、龙芯协处理器、内部总线互联模块、高速接口模块、低速接口模块和视频压缩引擎模块,龙芯主处理器和龙芯协处理器均采用龙芯IP核作为芯片的主处理单元;龙芯主处理器和龙芯协处理器分别连接内部总线互联模块,内部总线互联模块分别连接高速接口模块、低速接口模块和视频压缩引擎模块。
作为优选,所述龙芯主处理器用于运行操作系统、各种应用层软件及控制指令;龙芯协处理器用于完成低速任务,辅助龙芯主处理器。
更优地,所述内部总线互联模块包括AXI转APB互联单元、AXI互联单元和AHB互联单元;
AXI转APB互联单元上引出APB总线,APB总线用于访问低速接口模块;
AXI互联单元上引出AXI-4总线,AXI-4总线用于访问外部存储器,完成对内存的操作;
AHB互联单元上引出AHB总线,AHB总线用于访问高速接口模块。
更优地,所述高速接口模块支持千兆以太网、USB接口、DVI视频接口以及 DDR3接口;龙芯主处理器和龙芯协处理器通过AXI-4总线访问DDR3接口控制器IP,完成对内存的操作;龙芯主处理器和龙芯协处理器通过AHB总线访问千兆以太网和USB接口。
更优地,所述低速接口模块支持LPC接口、UART接口、IIC接口、SPI接口和GPIO接口;龙芯主处理器和龙芯协处理器通过内部总线互联模块将AXI 接口转成APB接口,访问LPC接口、UART接口、IIC接口和SPI接口。
作为优选,所述视频压缩引擎模块采用H.264标准压缩算法,支持1080P 清晰度压缩,并基于此压缩技术,实现KVM over IP功能。
一种基于龙芯IP核的服务器健康管理实现方法,该方法步骤如下:
S1、外部的视频输入信号,经过DVI视频接口输入至龙芯主处理器和龙芯协处理器,经过DVI视频接口IP,转换成RGB信号,并缓存至视频信号流Buffer;
S2、视频压缩IP在视频流缓存到设定帧数量下,将RGB信号读取,完成硬件JPEG压缩并缓存至压缩Buffer;
S3、当压缩Buffer缓存到设定帧数量,通过DMA调用DDR3接口控制器IP,写入到相应的内存地址中去,完成视频压缩的暂存;
S4、当完成设定帧的视频压缩后,龙芯主处理器和龙芯协处理器调用DDR3 接口控制器IP将DDR3接口中的视频通过千兆以太网发送至远程计算机,并在本地的健康管理信息经外部的采集芯片收集完毕后,通过低速接口模块读取至芯片内部,经APB接口和内部总线互联模块,送至龙芯主处理器和龙芯协处理器;
S5、由龙芯主处理器和龙芯协处理器通过以太网发送至远程计算机,并在 Web界面上显示,从而完成对相关健康信息的监控。
作为优选,所述步骤S4和步骤S5中远程计算机的鼠标键盘信息通过千兆以太网经AHB总线和内部总线互联模块送至龙芯主处理器和龙芯协处理器,龙芯主处理器和龙芯协处理器做出判断后,直接将鼠标键盘信息的信号从AHB总线送出至相应的USB口
作为优选,所述步骤S4中的健康管理信息包括服务器的电压信号和电流信号。
作为优选,所述步骤S4中低速接口模块采用IIC接口。
本发明的基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片及实现方法具有以下优点:
(一)、本发明采用龙芯IP核做为处理器单元,实现芯片全模块的自主可控;
(二)、本发明的龙芯主处理器和龙芯协处理器由主从架构组成,龙芯主处理器负责运行操作系统以及各种应用层软件;协处理单元龙芯主处理器负责处理一些低速任务,辅助龙芯主处理器;
(三)、本发明的龙芯主处理器和龙芯协处理器做为CPU单元,实现了CPU 单元的自主可控;支持三种内部总线,分别为AXI-4总线,AHB总线和APB总线,其中AXI-4总线用于访问外部存储器,AHB总线用于访问高速接口,APB 总线用于访问低速接口;同时支持丰富的外围接口,如千兆以太网、USB接口、 DVI接口和IIC接口,支持KVM over IP功能,可实现远程可视化监控主板信息,设计精巧,技术先进,使用方便简单,具有广阔的应用前景。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片的结构框图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片及实现方法作以下详细地说明。
实施例1:
如附图1所示,本发明的基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片,该芯片包括龙芯主处理器、龙芯协处理器、内部总线互联模块、高速接口模块、低速接口模块和视频压缩引擎模块,龙芯主处理器和龙芯协处理器均采用龙芯IP核作为芯片的主处理单元;龙芯主处理器和龙芯协处理器分别连接内部总线互联模块,内部总线互联模块分别连接高速接口模块、低速接口模块和视频压缩引擎模块。
其中,龙芯主处理器用于运行操作系统、各种应用层软件及控制指令;龙芯协处理器用于完成低速任务,辅助龙芯主处理器。
内部总线互联模块包括AXI转APB互联单元、AXI互联单元和AHB互联单元;AXI转APB互联单元上引出APB总线,APB总线用于访问低速接口模块;AXI 互联单元上引出AXI-4总线,AXI-4总线用于访问外部存储器,完成对内存的操作;AHB互联单元上引出AHB总线,AHB总线用于访问高速接口模块。
高速接口模块支持千兆以太网、USB接口、DVI视频接口以及DDR3接口;龙芯主处理器和龙芯协处理器通过AXI-4总线访问DDR3接口控制器IP,完成对内存的操作;龙芯主处理器和龙芯协处理器通过AHB总线访问千兆以太网和 USB接口。
更优地,所述低速接口模块支持LPC接口、UART接口、IIC接口、SPI接口和GPIO接口;龙芯主处理器和龙芯协处理器通过内部总线互联模块将AXI 接口转成APB接口,访问LPC接口、UART接口、IIC接口和SPI接口。
视频压缩引擎模块采用H.264标准压缩算法,支持1080P清晰度压缩,并基于此压缩技术,实现KVM over IP功能。
实施例2:
本发明的基于龙芯IP核的服务器健康管理实现方法,该方法步骤如下:
S1、外部的视频输入信号,经过DVI视频接口输入至龙芯主处理器和龙芯协处理器,经过DVI视频接口IP,转换成RGB信号,并缓存至视频信号流Buffer;
S2、视频压缩IP在视频流缓存到设定帧数量下,将RGB信号读取,完成硬件JPEG压缩并缓存至压缩Buffer;
S3、当压缩Buffer缓存到设定帧数量,通过DMA调用DDR3接口控制器IP,写入到相应的内存地址中去,完成视频压缩的暂存;
S4、当完成设定帧的视频压缩后,龙芯主处理器和龙芯协处理器调用DDR3 接口控制器IP将DDR3接口中的视频通过千兆以太网发送至远程计算机,并在本地的健康管理信息经外部的采集芯片收集完毕后,通过低速接口模块读取至芯片内部,经APB接口和内部总线互联模块,送至龙芯主处理器和龙芯协处理器;
S5、由龙芯主处理器和龙芯协处理器通过以太网发送至远程计算机,并在 Web界面上显示,从而完成对相关健康信息的监控。
步骤S4和步骤S5中远程计算机的鼠标键盘信息通过千兆以太网经AHB总线和内部总线互联模块送至龙芯主处理器和龙芯协处理器,龙芯主处理器和龙芯协处理器做出判断后,直接将鼠标键盘信息的信号从AHB总线送出至相应的 USB口
步骤S4中的健康管理信息包括服务器的电压信号和电流信号。
步骤S4中低速接口模块采用IIC接口。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片,其特征在于,该芯片包括龙芯主处理器、龙芯协处理器、内部总线互联模块、高速接口模块、低速接口模块和视频压缩引擎模块,龙芯主处理器和龙芯协处理器均采用龙芯IP核作为芯片的主处理单元;龙芯主处理器和龙芯协处理器分别连接内部总线互联模块,内部总线互联模块分别连接高速接口模块、低速接口模块和视频压缩引擎模块;
该芯片的工作过程具体如下:
S1、外部的视频输入信号,经过DVI视频接口输入至龙芯主处理器和龙芯协处理器,经过DVI视频接口IP,转换成RGB信号,并缓存至视频信号流Buffer;
S2、视频压缩IP在视频流缓存到设定帧数量下,将RGB信号读取,完成硬件JPEG压缩并缓存至压缩Buffer;
S3、当压缩Buffer缓存到设定帧数量,通过DMA调用DDR3接口控制器IP,写入到相应的内存地址中去,完成视频压缩的暂存;
S4、当完成设定帧的视频压缩后,龙芯主处理器和龙芯协处理器调用DDR3接口控制器IP将DDR3接口中的视频通过千兆以太网发送至远程计算机,并在本地的健康管理信息经外部的采集芯片收集完毕后,通过低速接口模块读取至芯片内部,经APB接口和内部总线互联模块,送至龙芯主处理器和龙芯协处理器;
S5、由龙芯主处理器和龙芯协处理器通过以太网发送至远程计算机,并在Web界面上显示,从而完成对相关健康信息的监控。
2.根据权利要求1所述的基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片,其特征在于,所述龙芯主处理器用于运行操作系统、各种应用层软件及控制指令;龙芯协处理器用于完成低速任务,辅助龙芯主处理器。
3.根据权利要求1或2所述的基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片,其特征在于,所述内部总线互联模块包括AXI转APB互联单元、AXI互联单元和AHB互联单元;
AXI转APB互联单元上引出APB总线,APB总线用于访问低速接口模块;
AXI互联单元上引出AXI-4总线,AXI-4总线用于访问外部存储器,完成对内存的操作;
AHB互联单元上引出AHB总线,AHB总线用于访问高速接口模块。
4.根据权利要求3所述的基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片,其特征在于,所述高速接口模块支持千兆以太网、USB接口、DVI视频接口以及DDR3接口;龙芯主处理器和龙芯协处理器通过AXI-4总线访问DDR3接口控制器IP,完成对内存的操作;龙芯主处理器和龙芯协处理器通过AHB总线访问千兆以太网和USB接口。
5.根据权利要求3所述的基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片,其特征在于,所述低速接口模块支持LPC接口、UART接口、IIC接口、SPI接口和GPIO接口;龙芯主处理器和龙芯协处理器通过内部总线互联模块将AXI接口转成APB接口,访问LPC接口、UART接口、IIC接口和SPI接口。
6.根据权利要求1所述的基于龙芯IP核的服务器健康管理芯片,其特征在于,所述视频压缩引擎模块采用H.264标准压缩算法,支持1080P清晰度压缩。
7.一种基于龙芯IP核的服务器健康管理实现方法,其特征在于,该方法步骤如下:
S1、外部的视频输入信号,经过DVI视频接口输入至龙芯主处理器和龙芯协处理器,经过DVI视频接口IP,转换成RGB信号,并缓存至视频信号流Buffer;
S2、视频压缩IP在视频流缓存到设定帧数量下,将RGB信号读取,完成硬件JPEG压缩并缓存至压缩Buffer;
S3、当压缩Buffer缓存到设定帧数量,通过DMA调用DDR3接口控制器IP,写入到相应的内存地址中去,完成视频压缩的暂存;
S4、当完成设定帧的视频压缩后,龙芯主处理器和龙芯协处理器调用DDR3接口控制器IP将DDR3接口中的视频通过千兆以太网发送至远程计算机,并在本地的健康管理信息经外部的采集芯片收集完毕后,通过低速接口模块读取至芯片内部,经APB接口和内部总线互联模块,送至龙芯主处理器和龙芯协处理器;
S5、由龙芯主处理器和龙芯协处理器通过以太网发送至远程计算机,并在Web界面上显示,从而完成对相关健康信息的监控。
8.根据权利要求7所述的基于龙芯IP核的服务器健康管理实现方法,其特征在于,所述步骤S4和步骤S5中远程计算机的鼠标键盘信息通过千兆以太网经AHB总线和内部总线互联模块送至龙芯主处理器和龙芯协处理器,龙芯主处理器和龙芯协处理器做出判断后,直接将鼠标键盘信息的信号从AHB总线送出至相应的USB口。
9.根据权利要求7所述的基于龙芯IP核的服务器健康管理实现方法,其特征在于,所述步骤S4中的健康管理信息包括服务器的电压信号和电流信号。
10.根据权利要求7所述的基于龙芯IP核的服务器健康管理实现方法,其特征在于,所述步骤S4中低速接口模块采用IIC接口。
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