一种基于多核网络处理器的高可扩展性ATCA板制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于多核网络处理器的高可扩展性ATCA板，其特征在于，双CPU模块，通过SPI?4.2总线接口串联组成；存储模块，由非易失性存储器和动态存储器组成；PCI-X到PCI-E桥接扩展模块包含两个PCI-X到PCI-E桥芯片、两个PCI-E交换机和电子开关；AMC模块支持一条PCI-E接口和4条千兆以太网接口；多MAC模块通过2条XAUI接口或2个1Gbps?SerDes接口由一个电子开关选通到ZONE区Fabric通道上；海量本地存储模块，采用子卡形式；所述IPMI模块，用于对整个ATCA板的硬件管理，对所述的PCI-E总线扩展能力、AMC模块扩展能力、多MAC模块扩展能力提供完善的管理支持；本实用新型专利技术遵循ATCA的开放性、模块化、标准化的理念，提高ATCA业务板及RTM板的扩展能力，降低了ATCA平台的生产和维护成本。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于计算机、网络通信领域，具体涉及一种基于多核网络处理器的高 可扩展ATCA板。
技术介绍
先进电信计算架构(Advanced Telecommunications Computing Architecture, 简称 ATCA)为 PCI Industrial Computers Manufacturing Group (PICMG)制定的新标准。 ATCA是一项业界倡导的标准，旨在为运营商级电信解决方案创建一种优化的新型板卡和机 箱外形规格。ATCA旨在通过为多种标准交换架构提供支持，满足下一代通信应用的要求，并 为制造商提供满足苛刻用户要求的诸多功能。ATCA作为一个硬件平台标准，主要包括机框 及其管理控制器、平台散热系统、交换板卡、业务板卡。其中业务板负责平台的业务实现，按主处理器类型可分为X86 (如至强处理器)和 多核网络处理器(如Cavium Octeon CN58XX系列处理器)。目前，基于多核网络处理器的 ATCA业务板解决方案中，Cavium Octeon CN58XX处理器占有重要的市场份额。这些板卡有 待完善的方面如下(1)背板交换支持单一方式——万兆以太网交换；(2)面向单一的数据层面处理，未提供海量的数据存储扩展能力；C3)AMC模块仅能连接到某一颗处理器上，扩展能力单一，灵活性较差；(4)双CPU独立使用各自非易失性存储器；(5) IPMI对扩展能力的支持能力不强。本技术旨在解决上述有待完善的方面，具体参见
技术实现思路
和具体实施方 式的论述。
技术实现思路
本技术的目的在于，为克服目前的ATCA业务板存在的诸如背板交换支持单 一方式——万兆以太网交换；面向单一的数据层面处理，未提供海量的数据存储扩展能力； AMC模块仅能连接到某一颗处理器上，扩展能力单一，灵活性较差；双CPU独立使用各自非 易失性存储器；PMI对扩展能力的支持能力不强等问题，从而提供一种基于多核网络处理 器的高可扩展ATCA板。本技术提供的一种基于多核网络处理器的高可扩展性ATCA板，该板包含业 务板和RTM板，所述的业务板包括双CPU模块、存储模块、PCI-X到PCI-E桥接扩展模块、AMC 模块、多MAC模块，IPMI模块、电源模块和时钟模块；所述的RTM板包含海量本地存储模块， 其特征在于，所述的双CPU模块，由两颗0CTE0N CN58XX或两颗0CTE0N CN38XX系列处理器通 过SPI 4. 2总线接口串联组成；所述的存储模块，由非易失性存储器和动态存储器组成，该非易失性存储器又包含启动存储器和CF存储卡；所述PCI-X到PCI-E桥接扩展模块，该扩展模块包含两个PCI-X到PCI-E桥芯片、 两个PCI-E交换机和电子开关，用于实现网络接口到AMC模块的PCI-E接口、网络接口到海 量本地存储模块的PCI-E接口的扩展；所述AMC模块，该模块支持一条PCI-E接口和4条千兆以太网接口，其中所述的 PCI-E接口能连接到任意的一颗CPU模块；所述多MAC模块，该模块通过2条XAUI接口或2个Kibps krDes接口由一个电 子开关选通到ZONE区Fabric通道上，实现万兆或千兆的背板交换；所述海量本地存储模块，采用子卡形式，该子卡包括控制器、电源模块、预留接口 和预留空间；该子卡对外的接口包含PCI-E接口、GPIO接口、电源接口和krDes接口 ；其中 子卡的krDes接口连接到扩展SFP接口上，PCI-E接口和SFP总线接口提供了对海量本地 存储扩展的支持；所述IPMI模块，用于对整个ATCA板的硬件管理，对所述的PCI-E总线扩展能力、 AMC模块扩展能力、多MAC模块扩展能力提供完善的管理支持；其中，所述的业务板上的PCI-E交换机扩展的一条PCI-E通过ZONE 3区连接到 RTM板；所述的非易失性存储器，通过FPGA逻辑使双CPU公用启动存储器和CF卡两部分 用于提供代码和数据的存储；所述的AMC模块的PCI-E总线通过一个电子开关配置连接到 任意的一颗CPU处理器上；所述的CN58XX通过VSC 7344芯片扩展出2条XAUI接口和16 个IGbps SerDes接口，其中2条XAUI接口和2个SGMII接口通过电子开关选通到ZONE区 Fabric通道上，能实现万兆或千兆的背板交换，另外10个Kibps SerDes扩展到RTM板实现 10千兆网口 ；剩余的4个mbpderDes扩展到AMC的4条千兆以太网接口实现4千兆以太 网通道的数据交换。上述技术方案，所述的电源模块将输入的-48V转换为7路以上正电压；所述的两 个PCI-E交换机分别扩展出3条PCI-E总线，其中一个PCI-E交换机扩展的两条PCI-E总 线连接两颗千兆网络控制器，从RTM引出；剩余的一条PCI-E总线和另外一个PCI-E交换机 扩展出来的一条PCI-E通过电子开关连接到AMC模块的连接器上；另外一个PCI-E交换机 扩展出来的剩余两条PCI-E总线，其中一条通过ZONE 3区连接到RTM上，另一条PCI-E总 线连接两颗千兆网络控制器，连接ZONE 2的Base通道上。一种基于多核网络处理器的高可扩展性ATCA业务板及RTM板，包括双CPU模块、 存储模块、PCI-X到PCI-E桥接扩展模块、AMC模块、多MAC模块、海量本地存储及RTM板、 IPMI模块、电源模块。双CPU模块由两颗0CTE0N CN58XX或CN38XX系列处理器通过SPI 4. 2总线接口 串联组成，通过安装不同性能的处理器实现处理能力的扩展。为两颗CPU芯片提供了告诉 的信令和数据的高速交互通道。在每个方向上，最高支持高达12. SGbps的数据率。所述存储模块由非易失性存储器和动态存储器组成，通过FPGA逻辑使双CPU公用 启动存储器和CF卡两部分非易失性存储器，提供代码和数据的存储。每颗CN58XX支持独 立的DDR2内存条和RLDRAM。所述PCI-X到PCI-E桥接扩展模块提供PCI-E设备的扩展能力，通过两个PCI-X 到PCI-E桥芯片、PCI-E交换芯片及PCI-E复用器实现了网络接口、到AMC模块的PCI-E接4口、海量本地存储模块的PCI-E接口的扩展。PCI-X到PCI-E桥芯片将主芯片的PCI-X主 接口(Host接口)转成PCI-E主接口(Host接口)，便于主芯片扩展PCI-E设备；PCI-X到 PCI-E桥芯片和PCI-E交换芯片扩展了主芯片的PCI-E通道数目，主芯片可同时使用多个 PCI-E设备，如千兆网卡、到AMC模块的PCI-E接口和海量本地存储模块。所述AMC模块提供了灵活的I/O扩展功能，AMC模块支持PCI-E和4条千兆以太 网接口，借助PCI-E复用器可把AMC模块的PCI-E总线配置连接到任意的一颗处理器上。所述多MAC模块提供了灵活的背板交换扩展能力，在ATCA系统管理板的管理控制 下，背板交换可自动适配成双千兆或万兆的交换能力。同时提供多条千兆的网络通道。所述海量本地存储及RTM板主要提供了对海量本地存储扩展的支持，其中海量本 地存储模块采用子卡形式实现，具有PCI-E接口和SFP总线接口。通过该子卡可扩展出光 纤存储通道，或者扩展出本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于多核网络处理器的高可扩展性ＡＴＣＡ板，该板包含业务板和ＲＴＭ板，所述的业务板包括双ＣＰＵ模块、存储模块、ＰＣＩ－Ｘ到ＰＣＩ－Ｅ桥接扩展模块、ＡＭＣ模块、多ＭＡＣ模块，ＩＰＭＩ模块、电源模块和时钟模块；所述的ＲＴＭ板包含海量本地存储模块，其特征在于，所述的双ＣＰＵ模块，由两颗ＯＣＴＥＯＮ　ＣＮ５８ＸＸ或两颗ＯＣＴＥＯＮ　ＣＮ３８ＸＸ系列处理器通过ＳＰＩ　４．２总线接口串联组成；所述的存储模块，由非易失性存储器和动态存储器组成，该非易失性存储器又包含启动存储器和ＣＦ存储卡；所述ＰＣＩ－Ｘ到ＰＣＩ－Ｅ桥接扩展模块，该扩展模块包含两个ＰＣＩ－Ｘ到ＰＣＩ－Ｅ桥芯片、两个ＰＣＩ－Ｅ交换机和电子开关，用于实现网络接口到ＡＭＣ模块的ＰＣＩ－Ｅ接口、网络接口到海量本地存储模块的ＰＣＩ－Ｅ接口的扩展；所述ＡＭＣ模块，该模块支持一条ＰＣＩ－Ｅ接口和４条千兆以太网接口，其中所述的ＰＣＩ－Ｅ接口能连接到任意的一颗ＣＰＵ模块；所述多ＭＡＣ模块，该模块通过２条ＸＡＵＩ接口或２个１Ｇｂｐｓ　ＳｅｒＤｅｓ接口由一个电子开关选通到ＺＯＮＥ区Ｆａｂｒｉｃ通道上，实现万兆或千兆的背板交换；所述海量本地存储模块，采用子卡形式，该子卡包括控制器、电源模块、预留接口和预留空间；该子卡对外的接口包含ＰＣＩ－Ｅ接口、ＧＰＩＯ接口、电源接口和ＳｅｒＤｅｓ接口；其中子卡的ＳｅｒＤｅｓ接口连接到扩展ＳＦＰ接口上，ＰＣＩ－Ｅ接口和ＳＦＰ总线接口提供了对海量本地存储扩展的支持；所述ＩＰＭＩ模块，用于对整个ＡＴＣＡ板的硬件管理，对所述的ＰＣＩ－Ｅ总线扩展能力、ＡＭＣ模块扩展能力、多ＭＡＣ模块扩展能力提供完善的管理支持；其中，所述的业务板上的ＰＣＩ－Ｅ交换机扩展的一条ＰＣＩ－Ｅ通过ＺＯＮＥ　３区连接到ＲＴＭ板；所述的非易失性存储器，通过ＦＰＧＡ逻辑使双ＣＰＵ公用启动存储器和ＣＦ卡两部分用于提供代码和数据的存储；所述的ＡＭＣ模块的ＰＣＩ－Ｅ总线通过一个电子开关配置连接到任意的一颗ＣＰＵ处理器上；所述的ＣＮ５８ＸＸ通过ＶＳＣ　７３４４芯片扩展出２条ＸＡＵＩ接口和１６个１Ｇｂｐｓ　ＳｅｒＤｅｓ接口，其中２条ＸＡＵＩ接口和２个ＳＧＭＩＩ接口通过电子开关选通到ＺＯＮＥ区Ｆａｂｒｉｃ通道上，能实现万兆或千兆的背板交换，另外１０个１Ｇｂｐｓ　ＳｅｒＤｅｓ扩展到ＲＴＭ板实现１０千兆网口；剩余的４个１ＧｂｐｓＳｅｒＤｅｓ扩展到ＡＭＣ的４条千兆以太网接口实现４千兆以太网通道的数据交换。...

【技术特征摘要】
2009.12.18 CN 200920272068.X1.一种基于多核网络处理器的高可扩展性ATCA板，该板包含业务板和RTM板，所述的 业务板包括双CPU模块、存储模块、PCI-X到PCI-E桥接扩展模块、AMC模块、多MAC模块， IPMI模块、电源模块和时钟模块；所述的RTM板包含海量本地存储模块，其特征在于，所述的双CPU模块，由两颗OCTEON CN58XX或两颗OCTEON CN38XX系列处理器通过SPI 4. 2总线接口串联组成；所述的存储模块，由非易失性存储器和动态存储器组成，该非易失性存储器又包含启 动存储器和CF存储卡；所述PCI-X到PCI-E桥接扩展模块，该扩展模块包含两个PCI-X到PCI-E桥芯片、两个 PCI-E交换机和电子开关，用于实现网络接口到AMC模块的PCI-E接口、网络接口到海量本 地存储模块的PCI-E接口的扩展；所述AMC模块，该模块支持一条PCI-E接口和4条千兆以太网接口，其中所述的PCI-E 接口能连接到任意的一颗CPU模块；所述多MAC模块，该模块通过2条XAUI接口或2个Kibps SerDes接口由一个电子开 关选通到ZONE区Fabric通道上，实现万兆或千兆的背板交换；所述海量本地存储模块，采用子卡形式，该子卡包括控制器、电源模块、预留接口和预 留空间；该子卡对外的接口包含PCI-E接口、GPIO接口、电源接口和krDes接口 ；其中子卡 的krDes接口连接到扩展SFP接口上，PCI-E接口和SFP总线接口提供了对海量本地存储 扩展的支持；所述IPMI模块，用于对整个ATCA板的硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：王劲林，张武，孙鹏，倪宏，谢铁兵，邓浩江，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：实用新型
国别省市：11