[实用新型]一种服务器关键单端信号控制系统

说明书

本实用新型提供了一种服务器关键单端信号控制系统，本实用新型通过增加GPIO信号正确性校验和间接控制的技术手段，将CPLD与受控单元之间的单端控制信号使用锁存器进行隔离，且由BMC控制锁存器的锁定使能引脚和锁定引脚，在CPLD和BMC之间使用PWM信号通信，使得CPLD与BMC协同控制锁存器，并通过锁存器间接控制受控单元，实现当CPLD出现引脚电平非稳态时，不会影响到后级的受控电路，稳定可靠的解决了CPLD上电期间引脚电平非稳态导致误操作受控单元的问题。

技术领域

本实用新型涉及服务器信号控制技术领域，特别是一种服务器关键单端信号控制系统。

背景技术

伴随云计算应用的发展，信息化逐渐覆盖到社会的各个领域，人们的日常工作生活越来越多的通过网络来进行交流。因此，云计算时代对服务器的性能要求更高、运行更加稳定可靠，且支持超长时间不间断运行。在不影响服务器正常运行前提下，实现在线升级和重新加载控制器件的程序。如果服务器工作异常，会造成的数据损失，以及数万台乃至数十万台服务器人为进行重新开机操作的巨大工作量。

通常，在服务器中，CPLD使用待机电源供电，是首先上电工作之一，也是工作时间最长的器件之一，只要服务器外接AC电源，CPLD芯片就一直工作。CPLD控制着整机的关键信号，如电源组IC的使能信号、功能单元的复位信号和其它状态信号。因此CPLD不能有丝毫可靠性问题和稳定性问题，否者将会导致系统不开机、功能模块异常复位等极其严重的问题。

通常情况下,导致CPLD输出电平状态不可控的情景有两种：

1、在CPLD芯片上电启动和程序重启的瞬间，引脚电平非稳态。此时CPLD还未开始工作，由于芯片工艺或者设计的缺陷，在这个短暂的时间段里，引脚上表现出的电平状态是不可控的：有时候是高电平，有时候是低电平或高阻态。如果此时后级电路正在工作，CPLD引脚错误状态有可能导致后级受控模块运行错误。

2、在CPLD芯片加载程序期间，引脚电平状态不可控制。如CPLD上电重启、在线升级后重启，此时CPLD还没有完成加载程序，不能运行和配置各引脚状态。如果此刻的引脚默认电平与程序运行完成后设置的引脚电平状态不同，那么在程序加载期间，后级电路接收到的是错误的控制信号。

现有技术在服务器主板设计中，通常CPLD控制单端信号，有两种方法：方法一是CPLD的输出引脚直连到受控单元的输入引脚，如图1中受控模块1方式。方法二是控制单元通过电平转换电路后连接到受控单元，如MOS管、三极管及电平转换芯片等，如图1中受控模块2方式。这两种方法下，CPLD的引脚电平可以直接驱动后级的受控电路，期间没有经过任何的电平正确定验证操作。

方法一常用且简单，不再赘述。方法二以N沟道MOSFET管举例，如图1所示，控制单元CPLD的GPIO引脚连接到mos的栅极，mos管的源极连接到被控制IO，漏极连接到数据地。当CPLD输出高电平时，受控单元输入低电平，反之输出高电平。为了避免CPLD引脚不可控状态误触发后级电路，通常在引脚输出端增加能量吸收电路。如并联强上拉电阻或并联强下拉电阻，如图1中的R1和R2电阻，一般阻值选择1000欧姆，部分特殊应用会选用510欧姆。正常工作时，这些电阻也在持续的消耗电能。

通过上述能量吸收的方法只能减小电平状态的幅值使其低于后级电路的触发电平，而且不能完全消除掉该异常幅值，存在设计风险。特殊情况下如果GPIO瞬间驱动电流增大，还是有触发后级受控电路的风险。另外使用强拉电阻导致GPIO驱动电流增大，即使CPLD处于正常工作状态时，IO的驱动电流也会比较大。导致功耗和发热量增大，还会降低元器件的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种服务器关键单端信号控制系统，旨在解决现有技术中CPLD在上电和启动过程中由于GPIO引脚非稳态和不可控导致的后级受控设备被误触发的问题，实现过滤CPLD非稳态期间信号，提高设备可靠性。