專利名稱：一種多bios映像并行初始化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高性能計算機領(lǐng)域，具體涉及一種多BIOS映像并行初始化計算機 系統(tǒng)的方法和基于這種方法實現(xiàn)的高性能計算機系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
高性能和容錯計算機技術(shù)，是基于滿足人們不斷追求計算機更高的計算性能和 穩(wěn)定性的需求而產(chǎn)生的。從計算機誕生之日起，人們就在持之以恒的追求著實現(xiàn) 更高計算能力，更穩(wěn)定運行的高性能計算機系統(tǒng)，伴隨著計算機科學(xué)技術(shù)的日新 月異發(fā)展及層出不窮的各類應(yīng)用需求，人們對高性能計算機提出了新的和更高的 需求。在高性能計算機科學(xué)技術(shù)發(fā)展的過程中，無數(shù)前人和智者貢獻了自己的真 知灼見以此來推動高性能的計算機技術(shù)的進步，尤其是最近幾年，各種優(yōu)化的計 算機體系結(jié)構(gòu)不斷的推陳出新，如MPP、 SMP、集群等，高性能計算技術(shù)獲得較大 發(fā)展。
目前高性能計算機技術(shù)的實現(xiàn)，涉及到計算機體系結(jié)構(gòu)中，軟硬結(jié)合多個功能 模塊的協(xié)調(diào)配合及優(yōu)化，如處理器模塊，橋控制器模塊，存儲模塊，芯片組模塊 及BIOS模塊等，之前在高性能計算機模塊中，因為只有一個BIOS映像負責(zé)啟動 系統(tǒng)和初始化管理所有的處理器，所以導(dǎo)致系統(tǒng)啟動階段，系統(tǒng)的整體效率降低， 雖然市面上已有雙BIOS映像的設(shè)計，但是這種設(shè)計只是側(cè)重于BIOS映像的保護， 并不能提升系統(tǒng)的性能和效率，還是只有其中之一的BIOS映像負責(zé)系統(tǒng)的初始化 和管理，另外一個BIOS映像只是對正常工作BIOS的數(shù)據(jù)備份，因此迫切的需要 -種可以改變這種影響計算機系統(tǒng)性能瓶頸的解決方案，本發(fā)明正是針對此而發(fā) 明設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多BIOS映像并行初始化的方法。 本發(fā)明的目的是按以下方式實現(xiàn)的，本發(fā)明的方法不同于傳統(tǒng)的系統(tǒng)單BIOS 串行初始化方法，本發(fā)明的方法是在創(chuàng)新的改變傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將 傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)通過掛載在多級橋控制器下的單個BIOS來串行初始化系統(tǒng)的方法 設(shè)計為多個BIOS直連在處理器上來并行的初始化計算機系統(tǒng)。
本發(fā)明的方法是通過多個BIOS映像并行初始化系統(tǒng)，實現(xiàn)多個BIOS直連處 理器，達到加快系統(tǒng)初始化的速度，提升系統(tǒng)運行的效率和系統(tǒng)的高可用性，包 括如下內(nèi)容、架構(gòu)及步驟其中內(nèi)容有1) 計算機系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置多個BIOS映像共同'工作；
2) 多個BIOS并行初始化計算；
3) 多個BIOS直與處理器連接；
系統(tǒng)配置有
7) BI0S模塊；
8) 處理器模塊；
9) 內(nèi)存模塊；
10) 橋控制器或轉(zhuǎn)接器模塊；
11) 外圍設(shè)備1/0模塊;
12) 存儲模塊； 步驟
D. 系統(tǒng)啟動初期，多個BIOS并行工作，保證每個處理器都在運行工作；
E. 系統(tǒng)初始化時，多個BIOS負責(zé)初始化各自對應(yīng)的處理器；
F. 系統(tǒng)初始化好后，多個BIOS映像匯總成一個計算機系統(tǒng)BIOS映像。
本發(fā)明的有益效果是基于多個BIOS并行的初始化系統(tǒng)，能夠解決傳統(tǒng)串行
方法所引起的因為同一時間段內(nèi)無法同時初始化多種同類或相關(guān)的系統(tǒng)資源而導(dǎo) 致的計算機系統(tǒng)資源必須等待而產(chǎn)生的浪費現(xiàn)象，因此本發(fā)明能夠加快計算機系
統(tǒng)的初始化的速度，提升計算機系統(tǒng)運行的效率，并且因為是多個BIOS映像在并 行的工作，排除了傳統(tǒng)系統(tǒng)因為單個BIOS映像的損壞，導(dǎo)致計算機系統(tǒng)整體的崩 潰的極端風(fēng)險，多個BIOS映像的共同并行工作，不會因為其中某一個或多個BIOS 映像的問題而影響系統(tǒng)的啟動及初始化，只要計算機系統(tǒng)至少還有一個BIOS映像 可用，就會滿足系統(tǒng)的啟動需求，并且其它出現(xiàn)問題的BIOS映像，可以在修復(fù)好 后重新初始化本地資源而后加入計算機整系統(tǒng)，極大地提升了計算機系統(tǒng)的高可 用性，使其適用于復(fù)雜的高性能計算應(yīng)用領(lǐng)域，因而具有非常廣闊的應(yīng)用前景。


附圖1為傳統(tǒng)的單BIOS映像串行初始化的計算機體系結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2為傳統(tǒng)的單BIOS映像串行初始化計算機系統(tǒng)方法的流程； 附圖2為基于多個BIOS映像并行初始化的計算機體系結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖4為基于多個BIOS映像并行初始化計算機系統(tǒng)方法的流程。
具體實施例方式
下面參照附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容以一個具體實例來描述實現(xiàn)這一方法的流程和 體系結(jié)構(gòu)的過程。
正如發(fā)明內(nèi)容中所描述的，本發(fā)明的方法主要包括多BI0S映像(1)，并行初始化系統(tǒng)(2),直連處理器(3)，因此以一個高性能計'算機的體系結(jié)構(gòu)來具體描述上 訴方法的實現(xiàn)，此高性能計算機主要包括BIOS模塊(A)，處理器模塊(B)， 內(nèi)存模塊(C)，橋控制器或轉(zhuǎn)接器模塊(D)，外圍設(shè)備(I/0)模塊(E)及存儲 模塊(F)。
因此，此系統(tǒng)的架構(gòu)是附圖3， BIOS映像通過SPI (或LPC)總線或者通過其 它通信協(xié)議，直連在處理器模塊上，也可以通過在處理器模塊和BIOS映像之間通 過轉(zhuǎn)接芯片連接，處理器模塊集成內(nèi)存控制器，處理器模塊通過點對點的通信協(xié) 議或者系統(tǒng)總線與橋控制器或轉(zhuǎn)接器相連，多級橋控制器或轉(zhuǎn)接器之間再通過系 統(tǒng)和局部總線進行相連，外圍1/0設(shè)備和存儲設(shè)備通過局部總線和橋控制器相連。
附圖4介紹系統(tǒng)初始化的流程方法設(shè)計，計算機系統(tǒng)在上電起動的時候，每個 處理器都會并行的啟動，進行各自的自檢，并對相連的BIOS映像進行尋址和定址 關(guān)聯(lián)，然后跳轉(zhuǎn)到BIOS映像中，執(zhí)行BIOS映像定義的初始化動作，多個BIOS映 像，分別進行各自的初始化流程，不分主次，互不干擾，依次進行初始化本地處 理器功能、資源和與處理器相連的內(nèi)存，初始化與處理器相連的橋控制器或轉(zhuǎn)接 器，或者多個BIOS進行合作分工，分別初始化同一個橋控制器或轉(zhuǎn)接器的各個功 能部分，然后初始化與橋控制器或轉(zhuǎn)接器相連的外圍設(shè)備，初始化本地的存儲設(shè) 備，當(dāng)每個BI0S映像分別初始化好本地資源后，多個BIOS映像分別訪問并標(biāo)志 系統(tǒng)內(nèi)存，最后在系統(tǒng)內(nèi)存中形成一份匯總的BIOS映像，并將此BIOS映像傳遞 給操作系統(tǒng)。
計算機系統(tǒng)中存在多個BIOS映像，并且每個BIOS映像直連在相對應(yīng)的處理 器上。在系統(tǒng)啟動之前，各個處理器已經(jīng)分別上電，并進行處理器內(nèi)部的芯片級 的初始化，并定址關(guān)聯(lián)到本處理器直連的相對應(yīng)的BIOS映像。多個BIOS初始化 各自處理器的時，不規(guī)定時序和主次之分，并行進行初始化動作。
每個BIOS映像負責(zé)初始化相應(yīng)處理器及橋控制器資源，包括處理器內(nèi)部寄存 器、內(nèi)存屬性范圍寄存器、本地內(nèi)存、本地高級編程中斷控制器、中斷向量表、 處理器間的連接通路與處理器相連的橋控制器或轉(zhuǎn)接其的內(nèi)部的寄存器組、I/O高 級編程中斷控制器等功能部件、初始化掛載在多級橋控制器或轉(zhuǎn)接器上的外圍設(shè) 備、初始化掛載在橋控制器或轉(zhuǎn)接器上的存儲設(shè)備。
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是由6部分軟硬模塊組成，依次為BI0S模塊，處理器模塊，內(nèi) 存模塊，橋控制器模塊，包括節(jié)點控制器，1/0集線器，北橋及南橋，外圍設(shè)備模 塊和存儲模塊。
需要注意的是，上訴流程和過程只是為了描述本發(fā)明的技術(shù)方案而選取的一個 實例，而本發(fā)明所介紹的技術(shù)方案也適用于采用其它流程進行初始化的高性能計 算機系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1、一種多BIOS映像并行初始化的方法，其特征在于，通過多個BIOS映像并行初始化系統(tǒng)，實現(xiàn)多個BIOS直連處理器，達到加快系統(tǒng)初始化的速度，提升系統(tǒng)運行的效率和系統(tǒng)的高可用性，包括如下內(nèi)容、架構(gòu)及步驟其中內(nèi)容有1)計算機系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置多個BIOS映像共同工作；2)多個BIOS并行初始化計算；3)多個BIOS直與處理器連接；系統(tǒng)配置有1)BIOS模塊；2)處理器模塊；3)內(nèi)存模塊；4)橋控制器或轉(zhuǎn)接器模塊；5)外圍設(shè)備I/O模塊；6)存儲模塊；步驟A.系統(tǒng)啟動初期，多個BIOS并行工作，保證每個處理器都在運行工作；B.系統(tǒng)初始化時，多個BIOS負責(zé)初始化各自對應(yīng)的處理器；C.系統(tǒng)初始化好后，多個BIOS映像匯總成一個計算機系統(tǒng)BIOS映像。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所訴的方法，其特征在于，計算機系統(tǒng)中存在多個BIOS 映像，并且每個B工OS映像直連在相對應(yīng)的處理器上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所訴的方法，其特征在于，在系統(tǒng)啟動之前，各個處理器 已經(jīng)分別上電，并進行處理器內(nèi)部的芯片級的初始化，并定址關(guān)聯(lián)到本處理器直 連的相對應(yīng)的BIOS映像。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所訴的方法，其特征在于，多個BIOS初始化各自處理器的 時，不規(guī)定時序和主次之分，并行進行初始化動作。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所訴的方法，其特征在于，每個BIOS映像負責(zé)初始化相 應(yīng)處理器及橋控制器資源，包括處理器內(nèi)部寄存器、內(nèi)存屬性范圍寄存器、本地 內(nèi)存、本地高級編程中斷控制器、中斷向量表、處理器間的連接通路與處理器相 連的橋控制器或轉(zhuǎn)接其的內(nèi)部的寄存器組、I/O高級編程中斷控制器等功能部件、 初始化掛載在多級橋控制器或轉(zhuǎn)接器上的外圍設(shè)備、初始化掛載在橋控制器或轉(zhuǎn) 接器上的存儲設(shè)備。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所訴的方法，其特征在于，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是由6部分軟硬模 塊組成，依次為BIOS模塊，處理器模塊，內(nèi)存模塊，橋控制器模塊，包括節(jié)點 控制器，1/0集線器，北橋及南橋，外圍設(shè)備模塊和存儲模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多BIOS映像并行初始化的方法，本發(fā)明的方法不同于傳統(tǒng)的系統(tǒng)單BIOS串行初始化方法，本發(fā)明的方法是在創(chuàng)新的改變傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)通過掛載在多級橋控制器下的單個BIOS來串行初始化系統(tǒng)的方法設(shè)計為多個BIOS直連在處理器上來并行的初始化計算機系統(tǒng)。通過多個BIOS映像并行初始化系統(tǒng)，實現(xiàn)多個BIOS直連處理器，達到加快系統(tǒng)初始化的速度，提升系統(tǒng)運行的效率和系統(tǒng)的高可用性。
文檔編號G06F9/445GK101609406SQ20091001723
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者喬英良, 鑫 王, 王英明, 班華堂, 胡雷鈞, 黃家明 申請人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司