一種兼容不同gpu的管理系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種兼容不同GPU的管理系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)包括CPU芯片、南橋芯片、BMC芯片、PCIE插槽、排針、錯(cuò)誤指示燈和手持終端；CPU芯片通過(guò)南橋芯片和BMC芯片連接，所述BMC芯片通過(guò)以太網(wǎng)或串口與手持終端連接，PCIE插槽通過(guò)SMB總線與BMC芯片連接，BMC芯片同時(shí)與排針連接；錯(cuò)誤指示燈通過(guò)錯(cuò)誤指示信號(hào)線連接BMC芯片。本發(fā)明提供的管理系統(tǒng)中BMC芯片能夠智能地識(shí)別PCIE插槽上所插入的GPU板卡類型，并自動(dòng)地調(diào)用相關(guān)的程序建立起與此GPU相適配的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)BMC芯片對(duì)GPU板卡有效的管理。BMC芯片利用LPC總線能夠?qū)崿F(xiàn)從BIOS中讀取GPU板卡信息；BMC芯片也能通過(guò)SMB總線讀取GPU板卡的信息；通過(guò)對(duì)比兩方面得到的信息，實(shí)現(xiàn)GPU板卡的監(jiān)控管理、故障報(bào)警等功能。
【專利說(shuō)明】一種兼容不同GPU的管理系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種兼容不同GPU的管理系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] NVIDIA公司在1999年發(fā)布GeForce256圖形處理芯片時(shí)首先提出GPU的概念。GPU 能夠從硬件上支持T&L(TransformandLighting，多邊形轉(zhuǎn)換與光源處理）的顯示芯片，因 為T&L是3D渲染中的一個(gè)重要部分，其作用是計(jì)算多邊形的3D位置和處理動(dòng)態(tài)光線效果， 也可以稱為"幾何處理"。一個(gè)好的T&L單元，可以提供細(xì)致的3D物體和高級(jí)的光線特效； 只不過(guò)大多數(shù)PC中，T&L的大部分運(yùn)算是交由CPU處理的（這就也就是所謂的軟件T&L)， 由于CPU的任務(wù)繁多，除了 T&L之外，還要做內(nèi)存管理、輸入響應(yīng)等非3D圖形處理工作，因 此在實(shí)際運(yùn)算的時(shí)候性能會(huì)大打折扣，常常出現(xiàn)顯卡等待CPU數(shù)據(jù)的情況，其運(yùn)算速度遠(yuǎn) 跟不上今天復(fù)雜三維游戲的要求。即使CPU的工作頻率超過(guò)3GHz或更高，對(duì)它的幫助也不 大，由于這是PC本身設(shè)計(jì)造成的問(wèn)題，與CPU的速度無(wú)太大關(guān)系。
[0003] GPU (Graphic Processing Unit,圖形處理器），在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中應(yīng)用得越來(lái)越廣， 一是應(yīng)用在圖形處理領(lǐng)域，二是應(yīng)用在HPC (High Performance Computing)領(lǐng)域。目前主 要有兩大產(chǎn)品系列Intel GPU和NVIDIA GPU。這兩種廠商的GPU帶外管理功能都可以采 用PCIE(PCI Express Bus)規(guī)范中定義的可選的SMBus總線作為帶外管理信號(hào)，但采用的 管理協(xié)議不同。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種兼容不同GPU的管理系統(tǒng)及其設(shè) 計(jì)方法，其中的BMC芯片能夠智能地識(shí)別PCIE插槽上所插入的GPU板卡類型，并自動(dòng)地調(diào) 用相關(guān)的程序建立起與此GPU相適配的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)BMC芯片對(duì)GPU板卡有效的管理。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明提供一種兼容不同GPU的管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括CPU芯片、南橋芯片、BMC 芯片、PCIE插槽、排針、錯(cuò)誤指示燈和手持終端；所述CPU芯片通過(guò)南橋芯片和BMC芯片連 接，所述BMC芯片通過(guò)以太網(wǎng)或串口與手持終端連接，所述PCIE插槽通過(guò)SMB總線與BMC 芯片連接，所述BMC芯片同時(shí)與排針連接；所述錯(cuò)誤指示燈通過(guò)錯(cuò)誤指示信號(hào)線連接BMC芯 片。
[0007] 所述CPU芯片與南橋芯片之間通過(guò)DMI2總線連接，所述南橋芯片與BMC之間通過(guò) LPC總線連接。
[0008] 所述BMC芯片通過(guò)南橋芯片讀取BIOS中所檢測(cè)到的GPU板卡信息。
[0009] 所述BMC芯片采用SMB總線連接PCIE插槽的SMB總線針腳，對(duì)PCIE插槽上所插 入的GPU板卡進(jìn)行管理。
[0010] 所述SMB總線包括SMB時(shí)鐘信號(hào)線BMC_SMB_CLK和SMB數(shù)據(jù)信號(hào)線BMC_SMB_SDA。
[0011] 所述排針用于標(biāo)識(shí)GPU板卡類型，排針通過(guò)GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID連 接BMC芯片的GPI0針腳。
[0012] 通過(guò)排針把GPU板卡身份信號(hào)GPU_TYPE_ID拉為高電平，表明PCIE插槽所插入板 卡為Intel GPU板卡；把GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID拉為低電平，表明是NVIDIA GPU 板卡；所述BMC芯片則根據(jù)檢測(cè)GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID的高低電平來(lái)判斷PCIE 插槽所插入的GPU板卡類型。
[0013] 所述排針的ΡΙΝΙ通過(guò)阻值為4. 7K歐姆的上拉電阻連接到3. 3V輔助電源；PIN2通 過(guò)GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID連接到BMC芯片的GPI0針腳；ΡΙΝ3接地。
[0014] 本發(fā)明還提供一種兼容不同GPU的管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，所述方法包括以下步 驟：
[0015] 步驟1 :在BMC芯片的程序數(shù)據(jù)庫(kù)中編寫適配于Intel和NVIDIA兩種GPU板卡的 監(jiān)控程序；
[0016] 步驟2 :把編寫好的監(jiān)控程序通過(guò)編譯工具生成二進(jìn)制燒錄文件，燒錄進(jìn)BMC芯片 的Firmware芯片；
[0017] 步驟3 :根據(jù)PCIE插槽插入GPU板卡的類型設(shè)置標(biāo)識(shí)GPU板卡排針的電平；
[0018] 步驟4 :插入主板電源線纜，即主板存在輔助電源但未開機(jī)時(shí)，BMC芯片正常工作；
[0019] 步驟5 :BMC芯片通過(guò)GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID檢測(cè)標(biāo)識(shí)GPU板卡的排針 的電平；GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID為高電平時(shí)調(diào)用Intel GPU板卡的監(jiān)控子程序， 為低電平時(shí)調(diào)用NVIDIA GPU板卡的監(jiān)控子程序；
[0020] 步驟6 :主板開機(jī)上電，使主板正常工作；
[0021] 步驟7 :主板開機(jī)完成后，BMC芯片與GPU板卡正常通訊，取得GPU板卡相關(guān)信息， BMC芯片通過(guò)LPC總線讀取主板BIOS和0S信息，從中得到GPU板卡的相關(guān)信息；
[0022] 步驟8 :BMC芯片對(duì)比分析來(lái)自兩方面的信息；若信息一致，BMC芯片持續(xù)監(jiān)控GPU 板卡；若信息不一致，BMC芯片通過(guò)錯(cuò)誤指示信號(hào)線ERR_C0NTR0L控制錯(cuò)誤指示燈亮紅燈告 警，并通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)或串口與手持終端通訊，以友好直觀的界面向用戶報(bào)警或者顯示監(jiān)控 信息。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0024] 1) BMC芯片能夠智能地識(shí)別PCIE插槽上所插入的GPU板卡類型，并自動(dòng)地調(diào)用相 關(guān)的程序建立起與此GPU相適配的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)BMC芯片對(duì)GPU板卡有效的管理。
[0025] 2) BMC芯片利用LPC總線能夠?qū)崿F(xiàn)從BIOS中讀取GPU板卡信息；
[0026] 3) BMC芯片也能通過(guò)SMB (System Management Bus)總線讀取GPU板卡的信息；通 過(guò)對(duì)比兩方面得到的信息，可以實(shí)現(xiàn)GPU板卡的監(jiān)控管理、故障報(bào)警等功能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例中兼容不同GPU的管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中兼容不同GPU的管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0030] 如圖1，本發(fā)明提供一種兼容不同GPU的管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括CPU芯片、南橋芯 片、BMC芯片、PCIE插槽、排針、錯(cuò)誤指示燈和手持終端；所述CPU芯片通過(guò)南橋芯片和BMC 芯片連接，所述BMC芯片通過(guò)以太網(wǎng)或串口與手持終端連接，所述PCIE插槽通過(guò)SMB總線 與BMC芯片連接，所述BMC芯片同時(shí)與排針連接；所述錯(cuò)誤指示燈通過(guò)錯(cuò)誤指示信號(hào)線連接 BMC芯片。
[0031] CPU芯片采用Intel公司的Haswell-EP CPU ;南橋芯片采用Intel公司的 Wellsburg C610 ;BMC 芯片采用 ASPEED 公司的 AST2400。
[0032] 所述CPU芯片與南橋芯片之間通過(guò)DMI2總線連接，所述南橋芯片與BMC之間通過(guò) LPC總線連接。
[0033] 所述BMC芯片通過(guò)南橋芯片讀取BIOS (Basic Input Output System)中所檢測(cè)到 的GPU板卡信息。
[0034] 所述BMC芯片采用SMB總線連接PCIE插槽的SMB總線針腳，對(duì)PCIE插槽上所插 入的GPU板卡進(jìn)行管理。
[0035] 所述SMB總線包括SMB時(shí)鐘信號(hào)線BMC_SMB_CLK和SMB數(shù)據(jù)信號(hào)線BMC_SMB_SDA。
[0036] 所述排針用于標(biāo)識(shí)GPU板卡類型，排針通過(guò)GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID連 接 BMC 芯片的 GPIO (General Purpose Input Output,通用輸入 / 輸出）針腳。
[0037] 通過(guò)排針把GPU板卡身份信號(hào)GPU_TYPE_ID拉為高電平，表明PCIE插槽所插入板 卡為Intel GPU板卡；把GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID拉為低電平，表明是NVIDIA GPU 板卡；所述BMC芯片則根據(jù)檢測(cè)GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID的高低電平來(lái)判斷PCIE 插槽所插入的GPU板卡類型。
[0038] 所述排針的ΡΙΝΙ通過(guò)阻值為4. 7K歐姆的上拉電阻連接到3. 3V輔助電源；PIN2通 過(guò)GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID連接到BMC芯片的GPI0針腳；ΡΙΝ3接地。
[0039] 如圖2,本發(fā)明還提供一種兼容不同GPU的管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，所述方法包括以 下步驟：
[0040] 步驟1 :在BMC芯片的程序數(shù)據(jù)庫(kù)中編寫適配于Intel和NVIDIA兩種GPU板卡的 監(jiān)控程序；
[0041] 步驟2 :把編寫好的監(jiān)控程序通過(guò)編譯工具生成二進(jìn)制燒錄文件，燒錄進(jìn)BMC芯片 的Firmware芯片；
[0042] 步驟3 :根據(jù)PCIE插槽插入GPU板卡的類型設(shè)置標(biāo)識(shí)GPU板卡排針的電平；
[0043] 步驟4 :插入主板電源線纜，即主板存在輔助電源但未開機(jī)時(shí)，BMC芯片正常工作；
[0044] 步驟5 :BMC芯片通過(guò)GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID檢測(cè)標(biāo)識(shí)GPU板卡的排針 的電平；GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID為高電平時(shí)調(diào)用Intel GPU板卡的監(jiān)控子程序， 為低電平時(shí)調(diào)用NVIDIA GPU板卡的監(jiān)控子程序；
[0045] 步驟6 :主板開機(jī)上電，使主板正常工作；
[0046] 步驟7 :主板開機(jī)完成后，BMC芯片與GPU板卡正常通訊，取得GPU板卡相關(guān)信息， BMC芯片通過(guò)LPC總線讀取主板BIOS和0S信息，從中得到GPU板卡的相關(guān)信息；
[0047] 步驟8 :BMC芯片對(duì)比分析來(lái)自兩方面的信息；若信息一致，BMC芯片持續(xù)監(jiān)控GPU 板卡；若信息不一致，BMC芯片通過(guò)錯(cuò)誤指示信號(hào)線ERR_C0NTR0L控制錯(cuò)誤指示燈亮紅燈告 警，并通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)或串口與手持終端通訊，以友好直觀的界面向用戶報(bào)警或者顯示監(jiān)控 信息。
[0048] 最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，所 屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參照上述實(shí)施例依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者 等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā) 明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種兼容不同GPU的管理系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括CPU芯片、南橋芯片、BMC 芯片、PCIE插槽、排針、錯(cuò)誤指示燈和手持終端；所述CPU芯片通過(guò)南橋芯片和BMC芯片連 接，所述BMC芯片通過(guò)以太網(wǎng)或串口與手持終端連接，所述PCIE插槽通過(guò)SMB總線與BMC 芯片連接，所述BMC芯片同時(shí)與排針連接；所述錯(cuò)誤指示燈通過(guò)錯(cuò)誤指示信號(hào)線連接BMC芯 片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容不同GPU的管理系統(tǒng)，其特征在于：所述CPU芯片與南 橋芯片之間通過(guò)DMI2總線連接，所述南橋芯片與BMC之間通過(guò)LPC總線連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的兼容不同GPU的管理系統(tǒng)，其特征在于：所述BMC芯片通過(guò) 南橋芯片讀取BIOS中所檢測(cè)到的GPU板卡信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容不同GPU的管理系統(tǒng)，其特征在于：所述BMC芯片采用 SMB總線連接PCIE插槽的SMB總線針腳，對(duì)PCIE插槽上所插入的GPU板卡進(jìn)行管理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的兼容不同GPU的管理系統(tǒng)，其特征在于：所述SMB總線 包括SMB時(shí)鐘信號(hào)線BMC_SMB_CLK和SMB數(shù)據(jù)信號(hào)線BMC_SMB_SDA。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兼容不同GPU的管理系統(tǒng)，其特征在于：所述排針用于標(biāo)識(shí) 板卡類型，排針通過(guò)GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID連接BMC芯片的GPI0針腳。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的兼容不同GPU的管理系統(tǒng)，其特征在于：通過(guò)排針把GPU板 卡身份信號(hào)GPU_TYPE_ID拉為高電平，表明PCIE插槽所插入板卡為Intel GPU板卡；把GPU 板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID拉為低電平，表明是NVIDIA GPU板卡；所述BMC芯片則根據(jù) 檢測(cè)GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID的高低電平來(lái)判斷PCIE插槽所插入的GPU板卡類 型。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的兼容不同GPU的管理系統(tǒng)，其特征在于：所述排針的ΡΙΝΙ 通過(guò)阻值為4. 7Κ?dú)W姆的上拉電阻連接到3. 3V輔助電源；ΡΙΝ2通過(guò)GPU板卡身份信號(hào)線 GPU_TYPE_ID連接到BMC芯片的GPI0針腳；PIN3接地。
9. 一種兼容不同GPU的管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟： 步驟1 :在BMC芯片的程序數(shù)據(jù)庫(kù)中編寫適配于Intel和NVIDIA兩種GPU板卡的監(jiān)控 程序； 步驟2 :把編寫好的監(jiān)控程序通過(guò)編譯工具生成二進(jìn)制燒錄文件，燒錄進(jìn)BMC芯片的 Firmware 芯片； 步驟3 :根據(jù)PCIE插槽插入GPU板卡的類型設(shè)置標(biāo)識(shí)GPU板卡排針的電平； 步驟4 :插入主板電源線纜，即主板存在輔助電源但未開機(jī)時(shí)，BMC芯片正常工作； 步驟5 :BMC芯片通過(guò)GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID檢測(cè)標(biāo)識(shí)GPU板卡的排針的電 平；GPU板卡身份信號(hào)線GPU_TYPE_ID為高電平時(shí)調(diào)用Intel GPU板卡的監(jiān)控子程序，為低 電平時(shí)調(diào)用NVIDIA GPU板卡的監(jiān)控子程序； 步驟6 :主板開機(jī)上電，使主板正常工作； 步驟7 :主板開機(jī)完成后，BMC芯片與GPU板卡正常通訊，取得GPU板卡相關(guān)信息，BMC 芯片通過(guò)LPC總線讀取主板BIOS和OS信息，從中得到GPU板卡的相關(guān)信息； 步驟8 :BMC芯片對(duì)比分析來(lái)自兩方面的信息；若信息一致，BMC芯片持續(xù)監(jiān)控GPU板 卡；若信息不一致，BMC芯片通過(guò)錯(cuò)誤指示信號(hào)線ERR_C0NTR0L控制錯(cuò)誤指示燈亮紅燈告 警，并通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)或串口與手持終端通訊，以友好直觀的界面向用戶報(bào)警或者顯示監(jiān)控
【文檔編號(hào)】G06F11/32GK104111886SQ201410290190
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】鄭臣明, 劉文君, 柳勝杰 申請(qǐng)人:曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司