[发明专利]一种基于SoCFPGA的BMC系统底层接口的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及服务器技术领域，尤其涉及一种基于SoC FPGA的BMC系统底层接口的实现方法。

背景技术

在目前服务器领域内，BMC管理系统成为服务器监控和管理中不可缺少的重要组成部分，其完全符合IPMI协议，为管理软件和硬件平台之间提供了丰富的管理接口，能够实时监控服务器的运行状态，发现和记录运行故障，并提供远程登录和维护的手段，同时也为服务器的运行提供了安全管理、电源管理和资产管理等功能，保证了服务器的正常运行。

Altera公司的Cyclone V SE系列芯片，是Altera 公司提供的具有低成本、低功耗的SoCFPGA系列芯片，具有双核ARM处理器，提供了灵活的FPGA逻辑编程，并且提供丰富的协议接口IP和集成开发环境，提供丰富的设计案例，极大节省开发时间和开发成本。

目前服务器行业中有关BMC产品大部分都存在于国外服务器厂商，以及台湾的ASPEED公司，我国国内华为公司已经开发出BMC管理芯片。BMC管理芯片从开发到应用的周期较长，而且投入较大，在目前迅速发展的服务器行业需要提早布局。

由于服务器关系到国家安全战略，而且目前大陆和台湾的局势问题，导致服务器管理系统迫切需要自己公司能够自主研发，从而摆脱受制于人的局面，并且可以在BMC管理系统中加入本公司的特色功能，在与对手竞争中取得领先。

发明内容

为了解决服务器中BMC管理系统底层接口的实现，达到BMC管理系统底层接口国产化的目的。本发明提出了一种基于SoC FPGA的BMC管理系统底层接口的实现方法，利用SoC FPGA的灵活性和高度集成的特点，在SoC FPGA中实现BMC管理功能中需要的底层接口功能，快速实现产品化，并且节省大量人力和开发时间。

能够做到快速产品化，在服务器竞争中抢占到先机。

本发明的技术方案是：

一种基于SoC FPGA的BMC系统底层接口的实现方法，利用Altera Cyclone V芯片高集成度的特点，使用该芯片中本身具有的接口功能，配合自主研发的接口 IP 模块，快速实现底层接口的集成；

主要包括：在HPS侧实现和FPGAFPGA侧实现。

其中，

在HPS侧实现，叙述各个接口的实现

1）千兆以太网接口实现

在Altera的集成开发坏境Qsys中对以太网口进行配置，HPS侧引出以太网口的RGMII接口，该接口与外部的以太网PHY芯片连接，实现千兆以太网的接口功能，从而实现BMC管理系统中网络通信、远程维护、KVM功能；

2）SPI接口的实现

在Altera的集成开发坏境Qsys中对SPI接口进行配置，该接口与外部的BIOS芯片进行连接，从而实现在线更新BIOS的功能；

3）QSPI接口的实现

在Altera的集成开发坏境Qsys中对QSPI接口进行配置，该接口可与外部的Flash 芯片连接，该Flash中可存储启动代码，从而实现SoC FPGA从Flash启动的功能；

4）SD卡接口的实现

在Altera的集成开发坏境Qsys中对SDMMC接口进行配置，该接口外部接SD卡槽，可插入存储启动代码的SD卡，从而实现SoC FPGA从SD卡启动的功能；

5）UART接口功能

在Altera的集成开发坏境Qsys中对UART接口进行配置，该UART接口打印ARM系统信息，从而供debug使用；

6）USB接口功能

在Altera的集成开发坏境Qsys中对USB接口进行配置，外部与USB PHY芯片连接，从而实现BMC管理系统中KVM、虚拟媒体挂载功能；

7）DDR3接口实现

HPS侧具有DDR3接口功能，在HPS侧内部具有SDRAM controller和DDR PHY，实现与外部的SDRAM直接通信的功能；

8）AXI bridge

在HPS侧和FPGA逻辑侧，存在F2H axi bridge和H2F axi bridge，使得两侧进行数据通信，保证两侧的协同工作。

在FPGA侧实现：叙述各个接口的实现

1）AXI接口

从HPS过来的H2Faxi bridge在FPGA侧首先通过axi_to_apb 模块转换成APB总线，从而通过APB总线对FPGA侧的各个模块进行操作。该总线也实现了HPS侧的ARM对FPGA侧接口模块的控制。

2）I2C接口的实现