[实用新型]基于通用型ARM架构的服务器平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及服务器实现技术领域，尤其涉及一种低功耗、高性能、支持热插拔的基于通用型ARM架构的服务器平台。

背景技术

产品变迁最大的推动力来源于用户需求，在服务器市场，用户对开放、标准化、低成本的需求让x86服务器迅速繁荣，让一度辉煌的大型主机和小型机黯然无光；而今，随着互联网应用日趋丰富成熟、云计算风生水起，并行化、轻量化的负载类型在快速增长，使得用户对服务器的需求再度发生了变化，同时“催熟”了服务器中的一个细分子类——低功耗服务器。在云计算的趋势下，低功耗、小体积的处理器平台会成为主流。目前英特尔一直积极地降低x86架构的芯片的能耗，而低耗能这正是ARM架构的优势，也是机会所在。

EnrgyCoreECX-1000是美国厂商Calxeda开发的业界第一款基于ARM架构、专门面向服务器应用的处理器；AMD也于2014年1月底推出代号为“西雅图”的OpteronA1100ARM处理器，不过至于基于OpteronA1100的服务器成品、OEM合作要到第四季度才会宣布。就目前市场来看，目前低功耗服务器还面临着生态系统并不完善、用户基础相对薄弱等不利因素，基于ARM内核的服务器芯片还刚刚面世，不利于低成本投入，对未来的市场推广，技术完善等存在诸多的不明因素。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种低功耗、高性能、支持热插拔的基于通用型ARM架构的服务器平台。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：提供一种基于通用型ARM架构的服务器平台，包括：冗余电源、主板、CPU节点、千兆以太网交换机、上位机管理服务器、硬盘模组，冗余电源将市电转换为标准的ATX电源或12V单电源，并通过电源路径选择单元择优供给主板，主板承载若干CPU节点，主板板载DC-DC电源模块将12V电压转换为5V电压，给每个CPU节点供电，并按照定时间隔依次对每个CPU节点上电，每个CPU节点均与硬盘模组连接，硬盘模组用于扩充系统存储容量，CPU节点采用千兆以太网交换机进行CPU节点间通信，并通过千兆以太网对各CPU节点进行操作，上位机管理服务器通过以太网交换机控制主板。

主板具有主控模块，且主控模块为意法半导体STM32单片机，通过单片机IO控制电源开关给每个CPU节点供电，按照200ms间隔依次上电，避免启动电流过大导致系统不稳定或电源进入保护状态。

主控模块通过SPI转以太网口与上位机管理服务器相连，所有模块通过以网络统一进行管理。

CPU节点带有热插拔识别信号，当CPU节点插入主板时，热插拔识别信号对主控模块产生中断信号，主控模块打开该CPU节点电源，并向CPU节点发送开机和复位信号，完成该CPU节点开机操作；当需要移除某个CPU节点，由上位机管理服务器向该CPU节点发送关机信号，CPU节点进入关机流程，主控模块侦测到该CPU节点关机后，关闭该CPU节点电源，并通知维护人员移除该CPU节点。主板具有PCI卡槽，CPU节点通过PCI金手指与主板相连，采用直立安装结构，CPU节点使用PCI规范中3.3V和5V供电管脚；CPU节点与主板通过自定义控制信号进行通讯，其中包括I2C总线、待机控制线、开关机控制线、热插拔中断、板卡片选信号、BOOT启动控制信号、HDMI端口、USBOTG信号线和串口信号。

主控模块通过I2C总线读取CPU节点序列号和MAC地址信息，每个CPU节点自带4KFRAM存储器，用于储存序列号、MAC地址和配置信息，重刷系统固件不会丢失；FRAM为统一地址，由CPU节点上电后，配合板卡片选信号，经由I2C总线分别上报给主控模块，让主控模块知晓每个PCI卡槽对应的CPU节点地址及CPU节点容量情况。

主控模块可根据负载情况动态调整各CPU节点的工作状态，当某个CPU节点处于空闲状态暂时不需要在线时，可让对应的CPU节点进入低功耗待机模式，单个CPU节点耗电量降低至0.15W，且支持快速唤醒操作；若需要对CPU节点容量进行更改，或进行故障排除需要删除某个CPU节点时，亦可通过开关机控制线完全关闭某个CPU节点。

每个CPU节点具备一路USBOTG接口，通过USBHUB和信号选择开关汇聚为一路USB输入端口，由主控模块控制每个CPU节点的BOOT模式位，并配合复位信号让某个CPU节点进入固件更新模式。

每个CPU节点可独立运行Linux或Android系统，并通过HDMI端口切换显示节点用户界面不会占用网络带宽。