專利名稱：可于熱交換總線上熱交換的處理器附插卡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種處理器附插卡，尤指一種可于熱交換總線上熱交換的處理器附插卡。
對于越來越依賴電腦設備的現(xiàn)今社會來說，電腦設備的故障是越來越不能被使用者所接受。尤其對于提供通訊功能或網(wǎng)絡服務的電腦設備而言，因其特殊運作需求，當其當機時，可能會對整個系統(tǒng)造成難以估計的損失。所以為使電腦設備所發(fā)生的錯誤以及當機時間能減到最小，電腦業(yè)者已經(jīng)采用某些設計來解決上述的問題。例如，目前有些主機板已經(jīng)采用被動式基板(passive backplane)的架構。被動式基板上幾乎沒有任何的電路，其上設有一處理器插槽用來安插一處理器附插卡，以及多個附插卡插槽用來安插其他電路板，而該處理器附插卡及安插于該多個附插卡插槽上的電路板通過被動式基板上的線路(trace)來通訊。因被動式基板上的電路結構非常簡單，其每兩次故障之間的平均時間(mean time between failures，MTBF)比一般主機板每兩次故障之間的平均時間還長，而其發(fā)生故障的機率比一般主機板發(fā)生故障的機率要來得小。
當安插于被動式基板的處理器附插卡或是其他附插卡故障時，使用者可以輕易地將之拔除，并插入一替代卡，整個過程十分簡單。在一般的主機板中，若是主機板本身有損壞，則其上的附插卡需逐一被拔除，再重新插入新的主機板，然而這樣的情況在使用被動式基板時不易發(fā)生，因為被動式基板不像一般主機板上有許多的主動電路，因此被動式基板不會如同主機板一樣會因其上的電子元件發(fā)生故障而須置換。因此，當使用者更新或維護電腦設備時，可因電腦設備采用被動式基板的架構設計，而獲得不少的好處及便利。
盡管上述的被動式基板于更換安插于其上的附插卡的速度是如此快速，但是當它須更換附插卡時，仍須先將電腦設備關機。所以盡管電腦設備只是更換一張功能不多的附插卡，電腦設備仍須先關機并暫時停止相關的功能。另外，因為電腦設備的關機程序往往都須歷時一段相當長的時間，對于須即時使用到電腦設備功能的使用者而言，確實會造成相當程度的不便。為此，目前業(yè)界已采用了一種熱交換(hot swapping)的技術來解決。當電腦設備采用此一熱交換技術后，若使用者須更換附插卡，可將之直接從附插卡插槽上拔除，而不須先將電腦設備關機。雖然當附插卡拔除時，電腦設備無法提供該附插卡的相關功能，但是電腦設備的其他裝置仍然可以正常運作。使用者只須以另一正常的附插卡來交換原本故障的附插卡，就可以使電腦設備提供該附插卡故障前的所有功能。
前面所述的PCI總線(peripheral communications interface bus)的熱交換技術的標準已經(jīng)定義在精簡型PCI總線熱交換規(guī)格(CompactPCI Hot SwapSpecification)之中，此一規(guī)格由國際PCI工業(yè)電腦協(xié)會(PCI IndustrialComputers Manufacturing，PICMG)所制訂。截至目前，精簡型PCI總線熱交換規(guī)格所公開發(fā)表的版本為PICMG 2.1 R1.0。
請參考

圖1。圖1為公知技術PCI(peripheral communications interface)熱交換總線(hot swap bus)10的功能方塊圖。熱交換總線10用來控制一伺服器的RAID(redundant array of independent disks，獨立磁盤冗位陣列)硬盤機陣列。熱交換總線10包括一處理器插槽(processor slot)11，用來安插一處理器附插卡(processor card)20，以及多個附插卡插槽12，用來安插各種附插卡。附插卡插槽12所安插的附插卡可以是一種輸出入卡14，用來與周邊裝置(如數(shù)據(jù)機)作通訊連接，或是一種網(wǎng)絡卡16，用來連接至一網(wǎng)絡，亦或是一種SCSI卡18，用來控制其他SCSI接口裝置。通過連接端13，熱交換總線10上可安插許多種類的裝置(如處理器附插卡20、輸出入卡14、網(wǎng)絡卡16、SCSI卡18)于相對應的插槽11、12上。除了處理器附插卡20之外，每一種安插于熱交換總線10上的附插卡(如輸出入卡14、網(wǎng)絡卡16、SCSI卡18)都包括一電源切換電路15、一訊號切換電路17以及一PCI電路19，以使該附插卡能以可熱交換(hot swappable)的方式安插于熱交換總線10的附插卡插槽12上。每一電源切換電路15用來控制其附插卡的電源。電源切換電路15可以是由手動控制，或是由熱交換總線10上的其他裝置(如處理器附插卡20)控制。訊號切換電路17用來切換附插卡的訊號線與熱交換總線10的訊號線之間的電連接狀態(tài)。當一附插卡從附插卡插槽12上拔除時，訊號切換電路17可以防止熱交換總線10產(chǎn)生瞬間電流脈沖，以保護其他附插卡上的電路元件。當一附插卡以熱交換的方式插入或拔出附插卡插槽12時，訊號切換電路17可以提供相關的硬件接口功能，以使該附插卡的功能可以被使用或移除。
處理器附插卡20包括一處理器25以及一PCI電路27。處理器附插卡20與其他附插卡(如輸出入卡14、網(wǎng)絡卡16、SCSI卡18)不同的是，處理器附插卡20并無電源切換電路以及訊號切換電路。PCI電路27用來提供處理器25與熱交換總線10之間的硬件接口。如圖1所示，處理器附插卡20用來控制一RAID控制電路40的操作，RAID控制電路40用來控制硬盤機42的讀取以及寫入的動作。
熱交換總線10包括一電源控制電路30，用來提供電源給熱交換總線10。因此，輸出入卡14、網(wǎng)絡卡16、SCSI卡18以及處理器附插卡20可分別經(jīng)由電源控制電路30來獲得其所需的電源。
綜合以上所述，盡管使用者可以以熱交換的方式插入或拔出輸出入卡14、網(wǎng)絡卡16以及SCSI卡18，但是還是無法以熱交換的方式來插入或拔出處理器附插卡20。因為處理器附插卡20缺少了PCI熱交換規(guī)格中所必需的電源切換電路以及訊號切換電路。另外，因為處理器附插卡20會控制熱交換總線10的訊號線的傳遞操作，以使各種附插卡能正常運作，所以一般認為要以熱交換的方式插入或拔出處理器附插卡20是一件不太可能的事。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可于熱交換總線上熱交換的處理器附插卡，讓使用者可以以熱交換的方式從熱交換總線的處理器插槽上插入或拔出處理器附插卡。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種處理器附插卡，其以可熱交換的方式安插于一熱交換總線的處理器插槽上，該處理器附插卡包括一連接端，設于該處理器附插卡的一側，用來使該處理器附插卡可以以熱交換的方式插入或拔出該熱交換總線的處理器插槽；一訊號切換電路，用來連接該處理器附插卡的訊號線及該熱交換總線的訊號線，該訊號切換電路電連接于該連接端而使該處理器附插卡得以被熱交換；一處理器，電連接于該訊號切換電路；一電源切換電路，用來控制該處理器附插卡的電源供應。
圖示的簡單說明圖1為公知技術PCI熱交換總線的功能方塊圖。
圖2為本發(fā)明PCI熱交換總線的功能方塊圖。
請參考圖2。圖2為本發(fā)明PCI熱交換總線100的功能方塊圖。PCI熱交換總線100依據(jù)PICMG 2.1 R1.0的規(guī)格設計，而PICMG 2.1 R1.0的相關文件資料可從一般的PCI組織(如國際PCI工業(yè)電腦協(xié)會，PICMG)獲得。PCI熱交換總線100建置于一基板102之上?；?02包括多個附插卡插槽104以及二處理器插槽105。所有的附插卡插槽104以及處理器插槽105經(jīng)由PCI熱交換總線100而彼此電連接在一起。附插卡插槽104可用來安插多種可熱交換的附插卡，例如，可安插一輸出入卡106，用來與周邊裝置(如數(shù)據(jù)機)作通訊連接，或是安插一SCSI卡108，用來控制其他SCSI接口裝置(如硬盤機)，亦或是安插一網(wǎng)絡卡110，用來連接至一網(wǎng)絡。另外，二處理器插槽105可用來安插二處理器附插卡120。每一個附插卡106、108、110以及處理器附插卡120分別透過其各自的一連接端130來安插于附插卡插槽104以及處理器插槽105，并使各自的訊號線與PCI熱交換總線100的訊號線相連接。
每一安插于附插卡插槽104的附插卡都包括一電源切換電路112，一訊號切換電路114以及一PCI電路116，以使每一附插卡都能執(zhí)行其相關的功能。訊號切換電路114電連接于連接端130。每一處理器附插卡120包括一處理器118，一電源切換電路122，一訊號切換電路128以及一PCI電路126。訊號切換電路128電連接于連接端130。PCI電路126用來當作處理器附插卡120與其他附插卡106、108、110之間的硬件接口，以使處理器附插卡120提供相關的功能于其他附插卡106、108、110。另外，每一PCI電路126也可用來當作處理器118以及PCI熱交換總線100之間的傳遞接口。
基板102包括一電源控制電路150，用來提供電源給附插卡插槽104以及處理器插槽105，并進而供應電源給處理器附插卡120及其他附插卡106、108、110。處理器附插卡120以及其他附插卡106、108、110的電源切換電路122、112用來控制處理器附插卡120以及其他附插卡106、108、110的電源供應。電源切換電路112、122可以是由手動控制，或是由PCI熱交換總線100上的其他裝置控制。本實施例中，處理器附插卡120可以控制其他附插卡106、108、110以及其他處理器附插卡120的電源開啟或關閉狀態(tài)。電源切換電路122、112分別透過各自的連接端130從PCI熱交換總線100處獲得電源，并將電源傳送到處理器附插卡120以及其他附插卡106、108、110中的其他元件(如訊號切換電路128、114，PCI電路126、116以及處理器118)。
訊號切換電路128、114其硬件架構皆符合PCI總線熱交換規(guī)格，分別用來切換處理器附插卡120以及其他附插卡106、108、110的訊號線與PCI熱交換總線100的訊號線之間的電連接狀態(tài)。訊號切換電路128、114可以確保處理器附插卡120以及其他附插卡106、108、110在插入或拔出處理器插槽105、附插卡插槽104時，不會中斷PCI熱交換總線100上的其他裝置的操作。當處理器附插卡120以及其他附插卡106、108、110插入或拔出處理器插槽105、附插卡插槽104時，訊號切換電路128、114會通知PCI熱交換總線100上的其他裝置，通知它們處理器附插卡120或其他附插卡106、108、110已經(jīng)從處理器插槽105或附插卡插槽104插入或拔出。
每一處理器附插卡120通過一通訊線路140與其他處理器附插卡120連接并互相傳送訊號。通訊線路140與PCI熱交換總線100分別獨立，互不影響。所以，每一處理器附插卡120不須通過PCI熱交換總線100即可與其他的處理器附插卡120互相傳送訊號。通訊線路140可為一局域網(wǎng)絡(Local AreaNetwork，LAN)纜線、一串聯(lián)纜線(如RS-232)、一通用串列總線(UniversalSerial Bus，USB)纜線或一光纖纜線(fiber channel cable)。每一處理器118會持續(xù)地通過通訊線路140與其他的處理器118互相傳送訊號。另外通訊線路140與處理器附插卡120之間的連接方式，除了可透過一纜線140直接連接兩處理器附插卡120外，也可以以連接兩處理器插槽105的方式實現(xiàn)。
當電源控制電路150傳送電源至處理器附插卡120與其他附插卡106、108、110時，只有一處理器附插卡120會真正地通過訊號切換電路128電連接于PCI熱交換總線100。此一處理器附插卡120定義為第一處理器附插卡，而另一處理器附插卡120定義為第二處理器附插卡。第二處理器附插卡120會通過訊號切換電路128切斷其與PCI熱交換總線100之間的電連接。所以第一處理器附插卡120的處理器118會成為主要的處理器，用來控制該伺服器的一RAID控制電路200的操作。同時間內(nèi)，第二處理器附插卡120則是處于待命狀態(tài)。另外，第一處理器附插卡120會持續(xù)通過通訊線路140與第二處理器附插卡120互相傳送訊號，并周期性地通知第二處理器附插卡120其運作狀況。除此之外，第二處理器附插卡120也可以主動監(jiān)控第一處理器附插卡120的運作狀況。
當?shù)谝惶幚砥鞲讲蹇?20偵測其本身運作狀況發(fā)生不正常情形時，第一處理器附插卡120會立刻通知第二處理器附插卡120。然后，第二處理器附插卡120會使其訊號切換電路128電連接于PCI熱交換總線100，而同時第一處理器附插卡120會指示其訊號切換電路128切斷其與PCI熱交換總線100之間的電連接。所以，第二處理器附插卡120會接管第一處理器附插卡120的操作。原本由第一處理器附插卡120所執(zhí)行的工作會轉移至第二處理器附插卡120。因此當?shù)谝惶幚砥鞲讲蹇?20運作發(fā)生不正常情形時，RAID控制電路200會繼續(xù)由第二處理器附插卡120控制，因此其運作并不會因此而中斷或因而造成資料上的錯誤。RAID控制電路200控制硬盤機202的讀取及寫入操作。
當?shù)谝惶幚砥鞲讲蹇?20運作發(fā)生不正常情形時，除了可以以上述的方法來防止其所可能造成的影響之外，其運作方式還可以如下所述。第二處理器附插卡120會監(jiān)控第一處理器附插卡120的運作狀況。當?shù)谝惶幚砥鞲讲蹇?20運作發(fā)生不正常情形時，第二處理器附插卡120會控制第一處理器附插卡120的訊號切換電路128切斷第一處理器附插卡120與PCI熱交換總線100之間的電連接。同時，第二處理器附插卡120會指示其訊號切換電路128電連接于PCI熱交換總線100，而讓第二處理器附插卡120接管第一處理器附插卡120的操作。此外，第二處理器附插卡120還會指示第一處理器附插卡120的電源切換電路122關閉第一處理器附插卡120的電源。此外，當?shù)诙幚砥鞲讲蹇?20經(jīng)過一特定時間還無法偵測到第一處理器附插卡120時，會視為第一處理器附插卡120已經(jīng)故障，并接管其相關的運作。同樣的，第一處理器附插卡120也會以同樣的方法來監(jiān)控第二處理器附插卡120。
相較于公知處理器附插卡，本發(fā)明的目的在于利用至少兩個各自包括一訊號切換電路128及一電源切換電路122的處理器附插卡120，以及一通訊線路140，讓使用者可以以熱交換的方式更換該處理器插卡120。當處理器附插卡120其中有一故障時，其相關操作可由其他處理器附插卡120接管，使整個系統(tǒng)可以繼續(xù)正常運作。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種處理器附插卡，其以可熱交換的方式安插于一熱交換總線的處理器插槽上，該處理器附插卡包括一連接端，設于該處理器附插卡的一側，用來使該處理器附插卡可以以熱交換的方式插入或拔出該熱交換總線的處理器插槽；一訊號切換電路，用來連接該處理器附插卡的訊號線及該熱交換總線的訊號線，該訊號切換電路電連接于該連接端而使該處理器附插卡得以被熱交換；一處理器，電連接于該訊號切換電路；以及一電源切換電路，用來控制該處理器附插卡的電源供應。
2.如權利要求1的處理器附插卡，其特征在于，該處理器附插卡的構造與一PCI總線相容。
3.如權利要求2的處理器附插卡，其特征在于，該處理器附插卡還包括一PCI電路，用來使該處理器附插卡與該PCI總線相配合。
4.如權利要求1的處理器附插卡，其特征在于，該處理器附插卡安插于一電子裝置的基板上。
5.如權利要求1的處理器附插卡，其特征在于，該處理器附插卡為一第一處理器附插卡，而該第一處理器附插卡通過一通訊線路與一第二處理器附插卡互相傳送訊號。
6.如權利要求5的處理器附插卡，其特征在于，該通訊線路為一局域網(wǎng)絡纜線、一串聯(lián)纜線、一通用串列總線纜線或一光纖纜線。
7.如權利要求5的處理器附插卡，其特征在于，該第二處理器附插卡安插于該熱交換總線之上。
8.如權利要求7的處理器附插卡，其特征在于，該第二處理器附插卡可控制該第一處理器附插卡的訊號切換電路來切斷該第一處理器附插卡與該熱交換總線之間的電連接。
9.如權利要求8的處理器附插卡，其特征在于，當該第一處理器附插卡的訊號切換電路切斷該第一處理器附插卡與該熱交換總線之間的電連接后，該第一處理器附插卡可由該熱交換總線上拔除。
10.如權利要求7的處理器附插卡，其特征在于，該第二處理器附插卡可控制該第一處理器附插卡的電源切換線路，使其開啟或關閉該第一處理器附插卡的電源供應。
11.一種熱交換總線，其包括一第一處理器附插卡與第二處理器附插卡，該第一處理器附插卡安插在該熱交換總線上的一第一處理器插槽上，該第二處理器附插卡安插在該熱交換總線上的一第二處理器插槽上，而每一處理器附插卡包括一連接端，設于該處理器附插卡的一側，用來使該處理器附插卡可以以熱交換的方式插入或拔出該熱交換總線的第一或第二處理器插槽；一訊號切換電路，用來連接該處理器附插卡的訊號線及該熱交換總線的訊號線，該訊號切換電路電連接于該連接端而使該處理器附插卡得以被熱交換；一處理器，電連接于該訊號切換電路；以及一電源切換電路，用來控制該處理器附插卡的電源供應；以及一通訊線路，電連接于該第一及第二處理器附插卡之間以使該二處理器附插卡得以互相傳遞訊號。
12.如權利要求11的熱交換總線，其特征在于，其為一PCI總線。
13.如權利要求12的熱交換總線，其特征在于，每一處理器附插卡還包括一PCI電路，用來使該處理器附插卡與該PCI總線相配合。
14.如權利要求11的熱交換總線，其特征在于，該二處理器附插卡安插于一電子裝置的基板上。
15.如權利要求11的熱交換總線，其特征在于，該通訊線路為一局域網(wǎng)絡纜線、一串聯(lián)纜線、一通用串列總線纜線或一光纖纜線。
16.如權利要求11的熱交換總線，其特征在于，該第二處理器附插卡可控制該第一處理器附插卡的訊號切換電路來切斷該第一處理器附插卡與該熱交換總線之間的電連接。
17.如權利要求11的熱交換總線，其特征在于，當該第一處理器附插卡的訊號切換電路切斷該第一處理器附插卡與該熱交換總線之間的電連接后，該第一處理器附插卡可由該熱交換總線上拔除。
18.如權利要求11的熱交換總線，其特征在于，該第二處理器附插卡可控制該第一處理器附插卡的電源切換線路，使其開啟或關閉該第一處理器附插卡的電源供應。
全文摘要
一處理器附插卡,其以可熱交換方式安插于一熱交換總線的處理器插槽上。該處理器附插卡包括:一連接端,使該處理器附插卡以可熱交換的方式插入或拔出該熱交換總線的處理器插槽;一訊號切換電路,連接該處理器附插卡的訊號線及該熱交換總線的訊號線,而該訊號切換電路電連接于該連接端而使該處理器附插卡得以被熱交換;一處理器,電連接于該訊號切換電路;一電源切換電路,控制該處理器附插卡的電源供應。
文檔編號G06F13/40GK1333506SQ00135358
公開日2002年1月30日 申請日期2000年12月14日 優(yōu)先權日2000年7月12日
發(fā)明者陳祥展, 童惠國 申請人:新漢電腦股份有限公司