一种基于VPX架构的双控主从切换实现方法技术

本发明专利技术公开了一种基于VPX架构的双控主从切换方法，包括如下步骤：步骤一，系统上电，FPGA启动完成，FPGA判定双主控的主从关系，初步建立主从关系；步骤二，启动BMC，BMC启动完成后，通过BMC之间的心跳同步和单板状态，再次判定双主控的主从关系，完成双主控的主从关系再次确认；步骤三，CPU启动完成后，引导进入操作系统，通过双控之间的CPU交互状态同步，确认双控的主从关系。采用本发明专利技术的双控主从切换方案，当任何一块主控卡出现故障的时候，所有的业务系统可以无缝切换到另外一块主控卡，大大提高系统的可靠性。提高系统的可靠性。提高系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于VPX架构的双控主从切换实现方法


[0001]本专利技术涉及计算机领域，具体是一种基于VPX架构的双控主从切换方法。

技术介绍

[0002]当前VPX架构计算机多用于高温、高湿、振动等环境适应性要求高的场合，当前的VPX架构计算机主要包括电源板卡、主控卡、业务板卡，所有的业务板卡均是接入主控卡来完成特定业务的，当主控卡发生故障的时候，就会导致所有的业务板卡均无法正常运行。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于VPX架构的双控主从切换方法，包括如下步骤：步骤一，系统上电，FPGA启动完成，FPGA判定双主控的主从关系，初步建立主从关系；步骤二，启动BMC，BMC启动完成后，通过BMC之间的心跳同步和单板状态，再次判定双主控的主从关系，完成双主控的主从关系再次确认；步骤三，CPU启动完成后，引导进入操作系统，通过双控之间的CPU交互状态同步，确认双控的主从关系。
[0004]进一步的，所述的双主控包括对控和本控；所述的本控为从双主控长中任选一个控制器，另一个控制器为对控。
[0005]进一步的，所述的FPGA启动完成，FPGA判定双主控的主从关系，建立初步主从关系，包括如下过程：FPGA为单板执行单元，FPGA启动完成之后，若对控不在位，则当前系统为单控制器系统，则本控直接为主控制器；若对控在位，则获取本控的ID，若本控ID为0，则判定本控为主控；若本控ID为1，则判定本控为从控，初步建立主从关系；初步建立主从关系后，双控与FPGA进行通信，若判定主控状态异常，则从控变为主控，主控变为从控，同时系统告警；若判定从控状态异常，则主从关系不变，系统告警。
[0006]进一步的，所述的通过BMC之间的心跳同步和单板状态，再次判定双主控的主从关系，完成双主控的主从关系再次确认，包括如下过程:BMC启动完成后，从FPGA获取主从状态，然后与对控BMC进行通信；若从控BMC获取到对控状态异常，则BMC通知FPGA，将本控切换为主控，对控自动变为从控，系统告警；若主控BMC获取到对控状态异常，则主从关系不变，系统直接告警。
[0007]进一步的，所述的CPU启动完成后，引导进入操作系统，通过双控之间的CPU交互状态同步，确认双控的主从关系，包括如下步骤：CPU启动完成后，首先从FPGA获取主从状态，然后与对控CPU进行通信，进行状态同
步；若从控CPU获取到对控状态异常，则CPU通知FPGA，将本控强制切换为主控，对控自动变为从控，系统告警；若主控CPU获取到对控状态异常，则主从关系不变，系统直接告警。
[0008]本专利技术的有益效果是：采用本专利技术的双控主从切换方案，当任何一块主控卡出现故障的时候，所有的业务系统可以无缝切换到另外一块主控卡，大大提高系统的可靠性。
附图说明
[0009]图1为一种基于VPX架构的双控主从切换方法的原理示意图 ；图2为系统启动主板上各模块的上电流程图；图3为FPGA判定主从流程图；图4为通过BMC判定主从关系原理图；图5为CPU确认双控的主从关系原理图。
具体实施方式
[0010]下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。
[0011]如图1所示，一种基于VPX架构的双控主从切换方法，包括如下步骤：步骤一，系统上电，FPGA启动完成，FPGA判定双主控的主从关系，初步建立主从关系；步骤二，启动BMC，BMC启动完成后，通过BMC之间的心跳同步和单板状态，再次判定双主控的主从关系，完成双主控的主从关系再次确认；步骤三，CPU启动完成后，引导进入操作系统，通过双控之间的CPU交互状态同步，确认双控的主从关系。
[0012]双主控包括对控和本控；所述的本控为从双主控长中任选一个控制器，另一个控制器为对控。
[0013]FPGA启动完成，FPGA判定双主控的主从关系，建立初步主从关系，包括如下过程：FPGA为单板执行单元，FPGA启动完成之后，若对控不在位，则当前系统为单控制器系统，则本控直接为主控制器；若对控在位，则获取本控的ID，若本控ID为0，则判定本控为主控；若本控ID为1，则判定本控为从控，初步建立主从关系；初步建立主从关系后，双控与FPGA进行通信，若判定主控状态异常，则从控变为主控，主控变为从控，同时系统告警；若判定从控状态异常，则主从关系不变，系统告警。
[0014]通过BMC之间的心跳同步和单板状态，再次判定双主控的主从关系，完成双主控的主从关系再次确认，包括如下过程:BMC启动完成后，从FPGA获取主从状态，然后与对控BMC进行通信；若从控BMC获取到对控状态异常，则BMC通知FPGA，将本控切换为主控，对控自动变为从控，系统告警；若主控BMC获取到对控状态异常，则主从关系不变，系统直接告警。
[0015]CPU启动完成后，引导进入操作系统，通过双控之间的CPU交互状态同步，确认双控
的主从关系，包括如下步骤：CPU启动完成后，首先从FPGA获取主从状态，然后与对控CPU进行通信，进行状态同步；若从控CPU获取到对控状态异常，则CPU通知FPGA，将本控强制切换为主控，对控自动变为从控，系统告警；若主控CPU获取到对控状态异常，则主从关系不变，系统直接告警。
[0016]具体的，本专利技术公开了一种基于VPX架构的国产双控主从切换的实现方法， 整机系统包括2块主控卡、背板和电源模块，整机设计采用全国产化方案实现，包括电源IC、CPU、内存颗粒、FPGA、时钟IC、连接器等。背板为整个系统的核心，2张主控卡和电源模块均通过连接器固定到背板上，2张主控卡的数据交互通过背板进行互联实现。
[0017]主控卡上包括有CPU模块、内存模块、PCIE交换模块、BMC模块、FPGA模块等，参与整机主从切换的模块主要是FPGA模块、BMC模块和CPU模块。
[0018]整机采用双控冗余设计，双控之间的业务交换采用4条10G
‑
KR实现，双控的主从切换采用三层策略模式，FPGA为底层，BMC为中间层，FPGA为底层。
[0019]整机包含2个控制器，以下主从切换任选一个控制器为本控制器（简称本控），另外一个控制器为对端控制器（简称对控），从本控的角度出发，阐述双控主从切换的策略。
[0020]根据整机的工作特性，主板上各模块的上电流程图如图2所示：系统上电主要分为以下几步：系统上电，主控卡FPGA启动；BMC启动，并且完成单板自检、系统自检；自检成功，则给CPU上电，开始引导操作系统启动；自检失败，则CPU不上电，并且对外告警；主从切换策略系统主从切换主要分为两个层级，FPGA具有加载速度快，IO速率高的优势，为系统主从切换的执行层；BMC是整机的机箱和单板管理模块，CPU是整机的业务功能模块，为系统主从切换的策略层。
[0021]系统上电后，FPGA首先启动完成，由FPGA先去判定主从关系，FPGA判定主从流程如图3所示： FPGA为单板执行单元，FPGA首先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于VPX架构的双控主从切换方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，系统上电，FPGA启动完成，FPGA判定双主控的主从关系，初步建立主从关系；步骤二，启动BMC，BMC启动完成后，通过BMC之间的心跳同步和单板状态，再次判定双主控的主从关系，完成双主控的主从关系再次确认；步骤三，CPU启动完成后，引导进入操作系统，通过双控之间的CPU交互状态同步，确认双控的主从关系。2.根据权利要求1所述的一种基于VPX架构的双控主从切换方法，其特征在于，所述的双主控包括对控和本控；所述的本控为从双主控长中任选一个控制器，另一个控制器为对控。3.根据权利要求1所述的一种基于VPX架构的双控主从切换方法，其特征在于，所述的FPGA启动完成，FPGA判定双主控的主从关系，建立初步主从关系，包括如下过程：FPGA为单板执行单元，FPGA启动完成之后，若对控不在位，则当前系统为单控制器系统，则本控直接为主控制器；若对控在位，则获取本控的ID，若本控ID为0，则判定本控为主控；若本控ID为1，则判定本控为从控，初步建立主从关系；初步建立主从关系后，双控与FPGA进行通信，若...

【专利技术属性】
技术研发人员：安鹏，
申请(专利权)人：四川华鲲振宇智能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：