【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于计算机与服务器系统，特别是涉及面向计算机、服务器与pcie设备资源之间按需组合的一种柔性接入式的可组合计算处理方法及系统。
技术介绍
1、随着信息化与人工智能技术的不断发展，计算机与服务器的专用pcie协处理设备越来越多比如gpu、npu等。然而，具体行业应用中的计算机主机受到安装空间、功耗、散热、规范标准等诸多因素的约束，计算机与服务器机箱内部的安装空间、散热能力有限，存在内部扩展槽位有限、扩展空间有限、升级重构有限、设备分散布放受限的问题，影响了计算机硬件pcie设备的灵活扩展、组合、重构能力。因此，设计一种通过线缆连接多个机箱的方式，实现柔性接入式的可组合计算处理系统是一种有效解决上述问题的有限途径，但目前还没有较为高效、通用的柔性接入式的可组合计算处理系统解决办法。由此可见，应对专用pcie协处理设备越来越多的扩展挑战，通过连接多个独立机箱的方式，在不改变现有主机、设备模块形态的前提下实现按需增加、减少、重组主机拥有的设备资源，提升计算机硬件pcie设备的灵活扩展、组合、重构能力，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种柔性接入式的可组合计算处理方法及系统，旨在用于解决现有的计算机主机机箱内部扩展槽位有限、扩展空间有限、升级重构有限、设备分散布放受限的难题，在不改变现有主机、设备模块形态的前提下实现按需增加、减少、重组主机拥有的设备资源，提升计算机硬件pcie设备的灵活扩展、组合、重构能力。
2、为了实现本
3、进一步地，所述io扩展模块集成有io交换功能模块、io交换配置模块、io交换接口模块；所述io交换功能模块用于主机单元与设备之间的pcie数据跨端口高速转发；所述io交换配置模块用于配置io交换功能模块的工作模式和配置io交换接口模块的接口组合模式；io交换接口模块用于通过连接线缆为设备扩展单元提供接入接口。
4、进一步地，所述io扩展模块中，io交换功能模块核心硬件为pcie交换芯片；io交换接口模块核心硬件为pcie信号连接器，是io交换功能模块对外提供pcie差分、时钟、复位等信号连接接口的外围电路；io交换配置模块核心硬件为eeprom或mcu，是保存、维护io交换功能模块、io交换接口模块寄存器配置数据的外围电路；主机单元机箱内部还设置有连接i/o设备的根复合体rc(root complex)。
5、进一步地，所述slot扩展模块集成有信号retimer模块、slot交换功能模块、slot交换配置模块、slot交换接口模块、pcie插槽；所述信号retimer模块用于中继pcie信号；所述slot交换功能模块用于主机单元与扩展设备扩展单元内设备之间的pcie数据跨端口高速转发；所述slot交换配置模块用于配置slot交换功能模块的工作模式和配置slot交换接口模块的接口属性；所述slot交换接口模块用于通过连接线缆为设备扩展单元提供接入主机单元接口；所述pcie插槽用于安装pcie设备。
6、进一步地，所述slot扩展模块中，slot交换功能模块核心硬件为pcie交换芯片；slot交换接口模块核心硬件为pcie信号连接器，是slot交换功能模块对外提供pcie差分、时钟、复位等信号连接接口的外围电路；slot交换配置模块核心硬件为eeprom或mcu，是保存、维护slot交换功能模块、slot交换接口模块寄存器配置数据的外围电路；信号retimer模块核心硬件是高速信号retimer芯片，是还原、中继、放大pcie信号的的外围电路。
7、为了实现本专利技术的目的，本专利技术还公开了一种柔性接入式的可组合计算处理方法，包括以下步骤：
8、s1、通过io交换配置模块上的拨码开关或配置接口，将主机单元机箱中安装的io扩展模块配置为host模式(对外接口为下行端口)，并配置io交换接口模块的接口分组数和通道数；通过slot交换配置模块上的拨码开关或配置接口，将设备扩展单元机箱中安装的slot扩展模块的配置为target模式，并配置slot交换接口模块接口的通道数；
9、s2、如果io扩展模块为可插拔的独立模块或slot扩展模块的部分功能模块为可插拔的独立模块，继续s3，否则转至s4；
10、s3、主机单元机箱中插上io扩展模块，或设备扩展单元机箱中插上slot扩展模块；
11、s4、设备扩展单元中pcie插槽插上标准pcie设备资源，如gpu、npu、网卡等；
12、s5、通过io扩展模块接口、slot扩展模块接口和配套线缆连接主机单元机箱与设备扩展单元机箱，或通过独立pcie交换设备分别连接主机单元与设备扩展单元的扩展卡接口；
13、s6、按照设备扩展单元、独立pcie交换设备(如选配)、主机单元的顺序依次上电；
14、s7、通过主机单元的io扩展模块与设备扩展单元的slot扩展模块之间跨机箱连接通道，主机单元识别设备扩展单元中的标准pcie设备资源；
15、s8、通过主机单元的io扩展模块与设备扩展单元的slot扩展模块之间跨机箱连接通道，主机单元加载设备扩展单元中的标准pcie设备资源的驱动；
16、s9、通过主机单元的io扩展模块与设备扩展单元的slot扩展模块之间跨机箱连接通道，不同机箱中的主机单元与设备扩展单元逻辑被视为一台计算机，设备扩展单元中的标准pcie设备被视为主机单元本地的设备；利用io扩展模块中io交换功能模块的封装、转发、解析功能，通过io交换接口模块实现主机单元对外pcie差分信号传输发送与接收；利用slot扩展模块中slot交换功能模块的封装、转发、解析功能，通过slot交换接口模块实现设备扩展单元对外pcie差分信号传输发送与接收。
17、进一步地，主机单元为普通计算机或服务器，将io扩展模块集成在主板上，或通过扩展接口安装独立的io扩展模块；设备扩展单元为计算机或服务器的外扩设备机柜，将slot扩展模块的所有功能模块一体化集成，或部分功能模块(信号retimer模块和slot交换接口模块)为可插拔的独立模块，通过扩展接口独立安装。
18、进一步地，io扩展模块接口和slot扩展模块接口为pcie电信号接口或pcie光信号接口，io扩展模块接口与slot扩展模块接口形式保持一致；配套线缆为与io扩展模块与slot扩展模块接口形式对应的铜缆或光缆。
1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种柔性接入式的可组合计算处理系统，其特征在于，包括主机单元、数个设备扩展单元，主机单元与设备扩展单元均拥有各种的独立机箱和供电；主机单元机箱内部设置有CPU、IO扩展模块，所述IO扩展模块用于对接主机单元的PCIe的总线，配置拓展PCIe设备接口，为设备扩展单元提供接入接口；设备扩展单元机箱内部设置有SLOT扩展模块，所述SLOT扩展模块用于对接主机单元的IO扩展模块，配置设备扩展单元内PCIe设备插槽，为拓展设备扩展单元内PCIe设备提供供电和接口。
2.根据权利要求1所述的一种柔性接入式的可组合计算处理系统，其特征在于，所述IO扩展模块集成有IO交换功能模块、IO交换配置模块、IO交换接口模块；所述IO交换功能模块用于主机单元与设备之间的PCIe数据跨端口高速转发；所述IO交换配置模块用于配置IO交换功能模块的工作模式和配置IO交换接口模块的接口组合模式；所述的IO交换接口模块用于通过连接线缆为设备扩展单元提供接入接口。
3.根据权利要求2所述一种柔性接入式的可组合计算处理系统，其特征在于，所述IO扩展模块中，IO交换功能模块核心硬件为PCIe交
4.根据权利要求1或2所述一种柔性接入式的可组合计算处理系统，其特征在于，所述SLOT扩展模块集成有信号Retimer模块、SLOT交换功能模块、SLOT交换配置模块、SLOT交换接口模块、PCIe插槽；所述信号Retimer模块用于中继PCIe信号；所述SLOT交换功能模块用于主机单元与扩展设备扩展单元内设备之间的PCIe数据跨端口高速转发；所述SLOT交换配置模块用于配置SLOT交换功能模块的工作模式和配置SLOT交换接口模块的接口属性；所述SLOT交换接口模块用于通过连接线缆为设备扩展单元提供接入主机单元接口；所述PCIe插槽用于安装PCIe设备。
5.根据权利要求4所述一种柔性接入式的可组合计算处理系统，其特征在于，所述SLOT扩展模块中，SLOT交换功能模块核心硬件为PCIe交换芯片；SLOT交换接口模块核心硬件为PCIe信号连接器，是SLOT交换功能模块对外提供PCIe差分、时钟、复位等信号连接接口的外围电路；SLOT交换配置模块核心硬件为EEPROM或MCU，是保存、维护SLOT交换功能模块、SLOT交换接口模块寄存器配置数据的外围电路；信号Retimer模块核心硬件是高速信号Retimer芯片，是还原、中继、放大PCIe信号的的外围电路。
6.一种柔性接入式的可组合计算处理方法，所述方法应用于权利要求1-5中任一项所述的一种柔性接入式的可组合计算处理系统，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6中所述的一种柔性接入式的可组合计算处理方法，其特征在于，主机单元为普通计算机或服务器，将IO扩展模块集成在主板上，或通过扩展接口安装独立的IO扩展模块；设备扩展单元为计算机或服务器的外扩设备机柜，将SLOT扩展模块的所有功能模块一体化集成，或部分功能模块为可插拔的独立模块，通过扩展接口独立安装。
8.根据权利要求6中所述的一种柔性接入式的可组合计算处理方法，其特征在于，IO扩展模块接口和SLOT扩展模块接口为PCIe电信号接口或PCIe光信号接口，IO扩展模块接口与SLOT扩展模块接口形式保持一致；配套线缆为与IO扩展模块与SLOT扩展模块接口形式对应的铜缆或光缆。
9.根据权利要求6中所述的一种柔性接入式的可组合计算处理方法，其特征在于，IO交换配置模块为IO交换功能模块和IO交换接口模块提供配置接口，具备设定IO交换功能模块端口模式和设定IO交换接口模块的接口组数和通道数的功能；SLOT交换配置模块为SLOT交换功能模块和SLOT交换接口模块提供配置接口，具备设定SLOT交换功能模块端口模式和设定SLOT交换接口模块的接口通道数的功能；IO交换功能模块为集成PCIe交换芯片的桥接模块；SLOT交换功能模块为集成PCIe交换芯片的桥接模块。
10.根据权利要求6中所述的一种柔性接入式的可组合计算处理方法，其特征在于，步骤S5中，独立PCIe交换设备为为集成PCIe交换芯片的多端口独立设备，选用该独立PCIe交换设备时，通过上行端口连接主机单元，通过下行端口连接设备扩展单元，实现通过主机单元的一组接口连接多个设备扩展单元的独立设备。
...【技术特征摘要】
1.一种柔性接入式的可组合计算处理系统，其特征在于，包括主机单元、数个设备扩展单元，主机单元与设备扩展单元均拥有各种的独立机箱和供电；主机单元机箱内部设置有cpu、io扩展模块，所述io扩展模块用于对接主机单元的pcie的总线，配置拓展pcie设备接口，为设备扩展单元提供接入接口；设备扩展单元机箱内部设置有slot扩展模块，所述slot扩展模块用于对接主机单元的io扩展模块，配置设备扩展单元内pcie设备插槽，为拓展设备扩展单元内pcie设备提供供电和接口。
2.根据权利要求1所述的一种柔性接入式的可组合计算处理系统，其特征在于，所述io扩展模块集成有io交换功能模块、io交换配置模块、io交换接口模块；所述io交换功能模块用于主机单元与设备之间的pcie数据跨端口高速转发；所述io交换配置模块用于配置io交换功能模块的工作模式和配置io交换接口模块的接口组合模式；所述的io交换接口模块用于通过连接线缆为设备扩展单元提供接入接口。
3.根据权利要求2所述一种柔性接入式的可组合计算处理系统，其特征在于，所述io扩展模块中，io交换功能模块核心硬件为pcie交换芯片；io交换接口模块核心硬件为pcie信号连接器，是io交换功能模块对外提供pcie差分、时钟、复位等信号连接接口的外围电路；io交换配置模块核心硬件为eeprom或mcu，是保存、维护io交换功能模块、io交换接口模块寄存器配置数据的外围电路；所述主机单元机箱内部还设置有连接i/o设备的根复合体rc。
4.根据权利要求1或2所述一种柔性接入式的可组合计算处理系统，其特征在于，所述slot扩展模块集成有信号retimer模块、slot交换功能模块、slot交换配置模块、slot交换接口模块、pcie插槽；所述信号retimer模块用于中继pcie信号；所述slot交换功能模块用于主机单元与扩展设备扩展单元内设备之间的pcie数据跨端口高速转发；所述slot交换配置模块用于配置slot交换功能模块的工作模式和配置slot交换接口模块的接口属性；所述slot交换接口模块用于通过连接线缆为设备扩展单元提供接入主机单元接口；所述pcie插槽用于安装pcie设备。
5.根据权利要求4所述一种柔性接入式的可组合计算处理系统，其特征在于，所述slot扩展模块中，slo...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐振朋，徐国强，鲜于运香，王延鹏，马文豪，尹加豹，路朗，王永超，邓超，赵德伟，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一六研究所，
类型：发明
国别省市：
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