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华东师范大学硕士论文基于口m i 的智能平台管理系统的实现 摘要 智能平台管理，就是系统能自动地实现对平台管理硬件和固件的监测和恢 复功能。i p m i 智能平台管理系统监测的硬件信息包括，c p u 运作、风扇转速、 系统温度及电压等。智能平台管理系统最主要的特点是，对平台的监测、记录 和恢复等功能的实现是独立于c p u 、b i o s 和操作系统的，即使系统处于下电 状态时，平台管理功能还是可用的。i p m i 标准提供了跨平台系统硬件管理功能， 使不同平台的集中管理成为可能。智能平台管理对于企业进行高效的系统管理 是很重要的，在系统管理软件和常规的管理机制失效时，智能平台管理系统仍 能获取平台的状态信息，并在需要时执行系统恢复操作。 对于系统管理人员来说，平台系统的有效管理一直是个管理上的难题，面 对为数众多、各式各样的平台系统，要如何判断哪些系统工作异常，在过去只 能到现场一台一台的检测；网络出现后，可通过远程管理界面来监测，但是却 没有一种有效的方式可以统一管理这些数量众多，甚至是跨平台的系统。在本 论文中实现了这样一个跨平台管理系统基于i p m i 的智能平台管理系统，为 系统管理人员对跨平台系统的管理带来了极大的方便。 与传统的平台管理系统相比，智能平台管理系统有其独特性和优越性，在 本文中，作者的主要工作是， l 、采用r e n e s a s 公司的h 8 s 2 1 6 6b m c 微处理器芯片，构建基于i p m i 的 智能平台管理系统，使系统的管理和监测功能的实现独立于处理器、b i o s 和操 作系统。通过b m c 与基板上各模块的通信，实现常用的平台管理功能。 2 、实现平台管理系统的事件处理流程，包括传感器初始化、事件消息产 生和记录、平台事件过滤、告警发送等。采用l m 7 5 温度传感器，实现对基板 温度的监测和控制功能。 3 、通过特有的l a n 上串行( s o l ) 特性，实现远程访问功能，使远程管 理系统的串口控制器通过基于p 网络的i p m i 会话重定向到本地，提供对 w i n d o w s 专用管理控制台，或l i n u x 串行控制台的远程访问，实现远程接管， 修改b i o s 设置。 4 、智能平台管理系统还支持跨平台系统的管理，提供了i p m b ( i n t e l l i g e n t p l a t f o r mm a n a g e m e n tb u s ) 接1 2 1 和i c m b ( i n t e l l i g e n tc h a s s i sm a n a g e m e n tb u s ) 接 口，分别用于实现机箱内不同刀片服务器之间，及不同机箱之间的统一管理。 关键词：智能平台管理系统、i p m i 、b m c 、s o l 、温度传感器、h 8 s 2 1 6 6 、 华东师范大学硕士论文基于i p m i 的智能平台管理系统的实现 a b s t r a c t t h et e r mi n t e l l i g e n tp l a t f o r mm a n a g e m e n tr e f e r st oa u t o n o m o u sm o n i t o r i n ga n d r e c o v e r yf e a t u r e si m p l e m e n t e dd i r e c t l yi np l a t f o r mm a n a g e m e n th a r d w a r ea n d 血l n w r r e t h i st y p i c a l l yi n c l u d e sm o n i t o r i n ge l e m e n t ss u c ha sc p u o p e r a t i o n , f a n s ， s y s t e mt e m p e r a t u r e ，v o l t a g e ，e t c t h ek e yc h a r a c t e r i s t i co fi n t e l l i g e n tp l a t f o r m m a n a g e m e n ti s t h a tt h ei n v e n t o r y , m o n i t o r i n g , l o g g i n g , a n dr e c o v e r yc o n t r o l f u n c t i o n st i t l ea v a i l a b l ei n d e p e n d e n to ft h em a i np r o c e s s o r , b i o s ，a n dt h eo p e r a t i n g s y s t e m p l a f o r mm a n a g e m e n tf u n c t i o nc a na l s ob em a d ea v a i l a b l ew h e nt h es y s t e m i si nap o w e r e dd o w ns t a t e i p m is p e c i f i c a t i o np d v i d e st h ef u n c t i o no fm a n a g i n gt h e c r o s s p l a t f o r ms y s t e mh a r d w a r e ，w h i c hm e a n st om a n a g ed i f f e r e n tk i n d so fs y s t e m s a n di ti sp o s s i b l et oi m p l e m e n tah i g h - a v a i l a b i l i t ys y s t e m i n t e l l i g e n tp l a t f o r m m a n a g e m e n ti sv e r yi m p o r t a n tt ot h ee n t e r p r i s e - c l a s sm a n a g e m e n t ，b e c a m ep l a t f o r m s t a t u si n f o r m a t i o nc a nb eo b t a i n e da n dr e c o v e r ya c t i o n si n i t i a t e du n d e rs i t u a t i o n s w h e r es y s t e mm a n a g e m e n ts o f t w a r ea n dn o r m a l i n b a n d m a n a g e m e n tm e c h a n i s m s a r eu n a v a i l a b l e t h ee f f i c i e n tm a n a g e m e n to ft h ep l a t f o r ms y s t e mi sad i f f i c u l tp r o b l e mt ot h e s y s t e mm a n a g e r i nt h ep a s t , t h eo n l yw a yt oc h e c kt h ew o r k i n gs t a t u so ft h e n u m e r o u sa n dd i f f e r e n ts y s t e m si st oc h e c kt h es y s t e m so n eb yo n eo nt h es p o t w h e nt h en e t w o r ki n v e n t e d ，i ti sp o s s i b l et os e p e r a t e l ym o n i t o rt h es y s t e m sb yt h e r e m o t em a n a g e m e n ti n t e r f a c e b u tt h e r ei sn oi n t e g r a t e dm a n a g e m e n tt ot h e s e n u m e r o u ss y s t e m s ac r o s s - p l a t e f o r mm a n a g e m e n ts y s t e m ，t h ei n t e l l i g e n tp l a t e f o r m m a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do ni p m i ，i sd e s i g n e di nt h i st h e s i s ，w h i c hb r i n g sg r e a t c o n v e n i e n tt ot h em a n a g e r s c o m p a r e dw i t ht h et r a d i t i o n a lp l a t f o r mm a n a g e m e n ts y s t e m ，w em a k es o m e i m p r o v e m e n t so nt h ei n t e l l i g e n tp l a t f o r mm a n a g e m e n ts y s t e m ，w h i c ha r et h em a i n c o n t r i b u t i o na n di n n o v a t i o n so ft h i st h e s i s f i r s t l y , w eu s ea ni n d e p e n d e n tc o n t r o l l e rc a l l e db m c ，w h i c hi so nt h es y s t e m b a s e b o a r do rt h eb l a d es e r v e r t h ei n d e p e n d e n tp l a t f o r mm a n a g e m e n ts y s t e m c o m p o s e do ft h eb m ca n dt h ei f m if i r m w a r em a k e st h em a n a g e m e n ta n dc o n t r o l f u n c t i o n sa v a i l a b l ei n d e p e n d e n to ft h em a i np r o c e s s o r s ，b i o s ，a n do p e r a t i n gs y s t e m p l a f o r mm a n a g e m e n tf u n c t i o nc a na l s ob em a d ea v a i l a b l ew h e nt h es y s t e mi si na p o w e r e dd o w ns t a t e s e c o n d l y , w ei m p l e m e n tt h ee v e n tp r o c e s s ，i n c l u d i n gt h es e n s o ri n i t i a l i z a t i o n ， h 华东师范大学硕士论文 基于口m i 的智能平台管理系统的实现 e v e n tm e s s a g eg e n e r a t i o na n dr e c o r d , p l a t f o r me v e n tf i l t e ra n da l t e r i n g w eu s et h e l m 7 5t e m p e r a t u r es e n s o rt om o n i t o ra n dc o n t r o lt h et e m p e r a t u r eo ft h eb a s e b o a r d t h i r d l y , w ei m p l e m e n tt h es o lf u n c t i o n 1 h et y p i c a lg o a lo ft h i sc a p a b i l i t yi s t or e d i r e c tt h et r a f f i ct o f r o mal o c a la s y n c h r o n o u ss e r i a lc o n t r o l l e ri n t e r f a c e t h i s e n a b l e sc o m m u n i c a t i o no v e rl a nw i t hl o c a ls 0 1 a r et h a to n l yu n d e r s t a n d sh o wt o c o m m u n i c a t et h r o u g hal o c a ls e r i a lc o n t r o l l e r t h i sc a nb eu s e df o ri m p l e m e n t i n ga v i r t u a lr e m o t es e r i a lt e r m i n a lf o re n a b l i n gt h eu s e ro rr e m o t es o r w a r ei n t e r a c t i o n w i t hs e r i a l - b a s e di n t e r f a c e sf o ro p e r a t i n gs y s t e m s ，m a n a g e m e n ts e r v i c e sa n db i o s l a s t l y , t h es y s t e mw ed e s i g n e ds u p p o r t sc r o s s - p l a t f o r ms y s t e mm a n a g e m e n t n ei p m bi n t e r f a c ea n di c m bi n t e r f a c ea r e p r o v i d e d t o i m p l e m e n t t h e c o m m u n i c a t i o nb e t w e e nt h eb l a d es e r v e r si nt h es a m ec h a s i sa n dt h ed i f f e r e n t c h a s i s e s k e yw o r d s ：i n t e l l i g e n t p l a t f o r m m a n a g e m e n ts y s t e m ，i p m i ，b m c ，s o l , t e m p e r a t u r es e n s o r , h 8 s 2 6 6 i i i 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及 取得的研究成果据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文 不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意 作者签名：盔夔 日 期：地2 ：5 ：生 学位论文授权使用声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索有权将学位论文的标题和摘要汇编出版保密的学位论文在 解密后适用本规定 作者签名：盔查 日 期： 兰! ! i ：i ：晕 导师签名： 日 趟 毗t 眵 o r i g i n a l i t yn o t i c e i np r e s e n t i n gt h i s t h e s i si np a r t i a lf u l f i m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o rt h e m a s t e r sd e g r e ea te a s tc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y ， 1w a r r a n tt h a tt h i st h e s i si s o r i g i n a la n da n y o ft h et e c h n i q u e sp r e s e n t e di nt h et h e s i sh a sb e e nf i g u r e do u t b y m e a n yo ft h er e f e r e n c et ot h ec o p y r i g h t , t r a d e m a r k , p a t e n t , s t a t u t o r yr i g h t ， o rp r o p r i e t yr i g h to fo t h e r sh a v eb e e ne x p l i c i t l ya c k n o w l e d g e da n di n c l u d e di n t h er e f e r e n c e ss e c t i o na tt h ee n do ft h i st h e s i s c o p y r i g h tn o t i c e ih e r e i na g r e et h a tt h el i b r a r yo fe c n us h am a k ei t sc o p i e sf r e e l ya v a i l a b l e f o ri n s p e c t i o n if u r t h e ra g r e et h a te x t e n s i v ec o p y i n go ft h et h e s i si sa o w a b l eo n l y f o rs c h o l a r l yp u r p o s e ，i np a r t i c u l a r ， s t o r i n gt h ec o n t e n to ft h i st h e s i si n t o r e l e v a n td a t a b a s e s ， a sw ea sc o m p i l i n ga n dp u b l i s h i n gt h er i f l ea n da b s t r a c to f t h i st h e s i s ，c o n s i s t e n tw i t h “f a i ru s e a sp r e s c r i b e di nt h ec o p y r i g h tl a wo ft h e p e o p l e sr e p u b l i co f c h i n a s i g n a t u r e ( a u t h o r ) ：s i g n a t u r e ( t u t o r ) ： d a t e ：缈毋乒 兰釜 恤 一 a 曙 础 k 孕 札 坞 阻 跚 d 华东师范大学硕士学位论文 1 1 引言 第一章绪论 第一章绪论 平台管理是指对平台硬件的监测和控制，通常用于监测系统硬件的健康状 况，能够记录用于监测和告警的非正常事件，以及故障硬件的详细信息。智能 平台管理是指，系统自动地实现对平台管理硬件和固件的监测和恢复，最主要 的特点是，对平台信息的监测、记录和恢复等功能的实现是独立于c p u 、b i o s 和操作系统的，即使在系统下电时，平台管理功能还是可用的。【i 】 i p m i ( i n t e l l i g e n tp l a t f o r mm a n a g e m e n ti n t e r f a c e ) 是智能平台管理接口标准， 该标准定义了系统管理人员如何实现对系统硬件和传感器等信息的监测，对系 统组件的控制，及对重要系统事件日志的检索，实现远程管理和恢复等功能。 2 i p m i 智能平台管理系统监测的硬件信息包括，c p u 运作、风扇转速、系统温 度及电压等。i p m i 还提供了告警和系统恢复等功能，在故障发生时发出告警， 并在必要时执行系统恢复操作。【3 】 传统的故障诊断是系统管理人员到故障现场根据经验诊断故障原因，而利 用i p m i 标准后，系统管理人员可以通过网络或串口访问远程服务器，通过获取 事件日志和传感器数据记录，分析并确认故障原因，并通过远程操作来实现系 统恢复。 i p m i 标准还提供了跨平台系统硬件管理功能，使不同平台的集中管理成为 可能，该标准是实现高可用性系统的一个关键性因素。智能平台管理对于企业 进行高效的系统管理是很重要的，在系统管理软件和常规的管理机制失效时， 智能平台管理系统仍能获取平台的状态信息，并在需要时执行系统恢复操作。 1 2 智能平台管理系统的研究现状和发展 为降低服务器管理系统的开发成本及管理成本，并解决不同的服务器与周 边设备因接口不同而无法通信的问题。在1 9 9 8 年i n t e l 、h p 、n e c 、d e l l 共同 领导并结合了多家服务器及芯片制造厂商，为新一代的服务器制定了一项重要 的通用规范智能平台管理接i 口( i p m i ) 。【4 】 在2 0 0 1 年i p m i 从1 0 版本改为1 5 版本，增加了l a n 、s e r i a l m o d e m 、 p c i m a n a g e m e n tb u s 等系统管理的通信接口，同时也提供了a l e r t i n g 功能。 2 0 0 4 年i n t e l 于i n t e l 开发者论坛( i d f ，i n t dd e v e l o p e rf o r u m ) 正式发表了 华东师范大学硕士学位论文第一章绪论 i p m i2 0 版本，为r r 使用者提供了更高安全性，远程控制台重定n ( c o n s o l e r e d i r e c t i o n ) ，支持模块化刀片型服务器( b l a d es e r v e r ) ，以及向下兼容1 0 及1 5 版本的p m i 规范。 i p m i 是监测电源、风扇、电压和温度等基本服务器部件的基于消息的硬件 管理规范，这项规范在芯片级上实现，并采用了基板管理控制器( b m c ) ，使 平台管理功能的实现独立于c p u ，b i o s 和操作系统。i p m i 不管服务器的状态 如何，都可以提供远程监测、管理和恢复功能，最适合与系统管理软件一起使 用，但在没有额外的管理软件时，也可以单独使用，这项技术有助于管理安装 在不同基板上来自不同厂商的服务器。通过i p m i 标准接口，系统管理人员可轻 易地从远程控制台获取系统健康状况，并可依此获得各项管理所需要的信息， 即使当操作系统失效时，i p m i 仍可独立运作，协助系统管理人员迅速了解硬件 失效的原因，并进一步诊断硬件问题，使系统在最短时间内重新恢复运作。【5 】 平台系统的有效管理向来是系统管理人员不可避免的一个难题。目前有两 种比较普遍的做法：一种是多个平台系统通过k v m ，即键盘、显示终端和鼠标， 分配器共享一套键盘、鼠标和显示终端系统，管理员可以通过切换k v m 分配 器来实现每个平台系统的单独管理。这种一对一的直接管理在平台系统数量比 较少的情况下还是适用的。另外一种管理方式是通过t e l n e t 等管理软件在一台 服务器上实现多个平台系统的集中管理，这种管理可以让管理服务器远离机房， 从而实现远程管理。然而，这种管理方式过分依赖管理软件和操作系统，在操 作系统内核崩溃或者平台系统关机等故障情况下，这种管理方式就会失效。而 且这种方式不能配置系统的b i o s ，许多系统启动问题无法解决。i p m i 的出现 给系统管理人员带来了曙光，极大的方便了系统管理人员对平台系统的有效管 理，i p m i 为系统管理人员提供了一套跨平台管理和监控平台系统状态的标准接 口。其目的是为了降低平台管理系统的开发成本及管理成本，解决不同的平台 系统与周边设备因接口不同而无法通信的问题。【6 】 智能平台管理接口( i p m i ) 规范协助业界发展出一套整合式的远端硬件管 理标准。i p m i 定义了一套通用的平台通信接口，协助提高主机板基板与机箱 之间、基板与平台管理软件之间、甚至是平台系统之间的通信。运用智能型硬 件元件，即使在系统关机或被锁定时，系统管理人员依然能监视与存取平台的 监控信息。 1 3 本课题意义 高性能、可靠的平台系统常常存在一个缺点：通常是利用具有很少或没有 互操作性的专有部件进行监控和管理。过去，平台系统管理依赖于专有工具， 2 华东师范大学硕士学位论文 第一章绪论 而专有工具管理多厂商平台系统非常困难。人们需要一项标准将不同的系统整 合在一起，这项标准就是智能平台管理接n ( i p m i ) 标准。 与传统的平台管理系统相比，本文研究的智能平台管理系统有其独特性和 优越性，这也是本文的创新所在。 首先，与一般的平台管理系统不同，本文研究的智能平台管理系统有独立 的控制器b m c ( b a s e b o a r dm a n a g e m e n tc o n t r o l l e r ) ，相当于计算机的c p u ， 这个控制器一般安装在系统主板或刀片上。i p m i 固件与b m c 一起构成了独立 平台管理子系统，这个子系统工作时不管处理器、b i o s 或操作系统的类型或状 态如何，都能提供可管理性和监测功能，甚至在系统其余部分不能使用时仍能 执行恢复操作。所有的i p m i 功能都是向b m c 发送命令来完成的，命令使用i p m i 规范中规定的指令，b m c 接收并在系统事件日志中记录事件消息，维护描述系 统中传感器情况的传感器数据记录。 其次，在需要远程访问时，本文研究的智能平台管理系统的l a n 上串行 ( s o l ) 特性很有用，可以使远程管理系统的串口控制器通过基于i p 网络的 i p m i 会话重定向到本地，从而提供对w i n d o w s 专用管理控制台，或l i n u x 串行 控制台的远程访问，实现远程接管，修改b i o s 设置。系统管理人员在远程控制 台通过l a n 连接远端服务器，即可在控制台通过安装的软件监控远端服务器， 并可以实现远程接管，进入并修改b i o s 设置。远端系统主板上必须有b m c 芯 片，b m c 芯片和网卡芯片间有s m b u s 连接，控制台通过网络连接，从b m c 获取服务器信息。 最后，本文研究的智能平台管理系统还支持跨平台系统的管理，提供了 i p m b ( i n t e l l i g e n tp l a t f o r mm a n a g e m e n tb u s ) 接口和i c m b ( i n t e l l i g e n tc h a s s i s m a n a g e m e n tb u s ) 接口，分别用于实现机箱内不同刀片服务器之间，及不同机箱 之间的统一管理。i p m b 是基于1 2 c 标准的总线接口，该接口用于实现大型服务 器机箱内不同的基板之间的通信。i c m b 接口用于实现不同机箱之间平台管理 信息和控制的通信。 1 4 本文的工作和文章组织 对于系统管理人员来说，平台系统的有效管理一直是个管理上的难题，面 对为数众多、各式各样的平台系统，要如何判断哪些系统工作异常，在过去只 能到现场一台一台的检测；网络出现后，可通过远程管理界面来监测，但是却 没有一种有效的方式可以统一管理这些数量众多，甚至是跨平台的系统。在本 论文中设计了这样一个跨平台管理系统基于i p m i 的智能平台管理系统，为 系统管理人员对跨平台系统的管理带来了极大的方便。 华东师范大学硕士学位论文 第一章绪论 在本论文中，作者的主要工作内容是， 1 构建基于i p m i 的智能平台管理系统，选择合适的b m c 微处理器芯片， 本文中采用的是r e n e s a s 的h 8 s 2 1 6 6 芯片。通过b m c 与基板上各模块的通信， 实现常用的平台管理功能，对系统中基本模块的功能进行详细的研究。 2 实现平台管理系统的事件处理流程，以l m 7 5 温度传感器模块为例，对 系统的工作流程进行详细的描述，实现对基板温度的监测和控制功能，并对其 性能进行测试。 3 通过特有的s o l ( s e r i a lo v e rl a n ) 特性，实现远程访问功能，并对其 性能进行测试。系统管理人员可以通过远程控制台实现对基板状态信息的远程 监测和控制功能，也可以对b i o s 等信息进行远程配置。 本文的组织结构如下： 第一章，首先简要介绍智能平台管理系统，总结i p m i 标准的起源与发展状 况；然后重点阐述智能平台管理系统的实际应用意义；最后介绍作者的工作和 论文的组织形式。 第二章，重点阐述智能平台管理系统的整体架构设计，首先对智能平台管 理系统的整体架构做简要的介绍，阐述各个模块的划分和功能；然后阐述微处 理器的硬件选型。 第三章，重点阐述智能平台管理系统事件处理流程的设计，首先对智能平 台管理系统的事件处理流程做介绍，阐述各个模块的划分和功能；然后对平台 事件过滤操作和告警处理进行说明。 第四章，以l m 7 5 温度传感器为例，阐述i p m i 智能平台管理系统是如何实 现对基板温度的监测、控制等功能的。首先对温度传感器模块的系统框图做简 要的描述；其次以l m 7 5 温度传感器为例，介绍传感器的分类和门限，以及在 s d r 中相关信息的配置；然后对i 2 c 协议作简要的介绍，编程通过i 2 c 接口实 现对温度传感器的访问；最后对该模块的性能测试做简要的说明。 第五章，重点阐述远程管理模块的实现，首先描述s o l ( s e r i a lo v e rl a n ) 模块框图；其次对远程管理功能的实现进行说明；然后对r m c p + 协议和u d p 协议做简要的介绍；最后对模块的性能做简单的测试 第六章，结论。首先对本论文的工作做概括总结；之后论述系统有待改进 的地方和下一步工作内容。 4 华东师范大学硕士学位论文 第二章系统整体设计 第二章系统整体设计 本章将重点阐述智能平台管理系统的整体架构设计，首先将对智能平台管 理系统的整体架构做简要的介绍，阐述各个模块的划分和功能；然后将阐述微 处理器的硬件选型。 2 1 系统架构描述 i p m l 的核心是提供i p m i 功能的控制器，称为基板管理控制器( b m c ) ， b m c 安装在服务器基板或刀片服务器上。与b m c 处于不同基板上，功能与 b m c 相似的控制器，称为卫星管理控制器。b m c 负责整个服务器平台底层组 件与上层系统管理软件的交互，卫星管理控制器负责组件与b m c 的交互，系 统管理软件通过b m c 对与卫星管理控制器相连的组件进行管理配置，整体构 架如图2 - 1 所示。 _ 一 l 蜩。一。 i 灞黜器黪 整糕 r j 卿? 黑，i f 、j j 蕊瓣 r f i h ：一。恼由 曩瞄黼趣皤 幽2 1i p m i 架构 p m i 提供的功能包括：通过a d c 实现对温度、电压的控制，对各种所需 信号状态的获墩，以及对整个系统的重新启动等。i p m i 还提供了系统远挥监控 的功能，通过远程控制功能，系统管理人员可以将系统启动的信息进行串口重 定向，从而实现对系统重启、复位和电源控制等操作。为了保证数据在远程传 输过程巾的安全性， p m i 也提供了建立安全远棵会话和用，、认证的功能，简化 华东师范大学硕士学位论文 的系统框图如图2 2 所示。 7 1 第二章系统整体设计 图2 - 2 i p m i 系统框图 s d r ( s e n s o rd a t ar e c o r d ) 仓库包含了系统中所有传感器的信息，在每个 单独的s d r 中包含了把传感器读数转化为标准单位的公式和系数。系统管理软 件可以通过s d r 得到传感器的位置、类型、门限等一系列信息，通过b m c 和 i p m i 接口，这些数据可以不通过c p u 和b i o s 而自由存取。s d r 中包含有关 平台上传感器的种类与数量、传感器门限、事件产生能力等资料，以及每个传 感器的类型。s d r 数据也包括c p u 电压与温度、机箱环境温度、散热风扇转 速等，s d r 的主要目的是向系统管理软件描述平台的传感器组态。【8 】 卫星管理控制器监测到的各种系统事件会被记录到s e l ( s y s t e me v e n t l o g ) 中，进入s e l 的数据包括传感器名称及类型，资料不需要通过传感器的 额外信息或存取s d r 的权限即可进行解析。s e l 记录的信息包括，机箱入侵信 息、c p u 组态错误信息、风扇速度信息、机箱和基板的温度日志信息等。 传感器模块用于提供温度、电压、风扇状态等的检测信息。i p m i 通过管理 控制器提供的抽象的传感器指令访问监测硬件，而不是采用直接访问的方式。 使用这种方式，使平台管理硬件的改变，与软件相分离。传感器可以根据提供 读数值的不同和产生事件的不同进行分类。传感器返回值可以是模拟的，也可 以是离散的，【9 】传感器事件可以是基于离散值的，也可以是基于门限值的。 i p m i 标准支持系统中不同模块的非易失性f r u ( f i e l dr e p l a c e a b l eu n i t ) 信息的存储和访问。f r u 信息包括，序列号，部件号，模型和资产标签。i p m i 通过卫星管理控制器或f r us e e p r o m 提供f r u 信息，由卫星管理控制器管 理的f r u 信息，使用i p m i 指令访问，为了更有效的支持多平台系统，通常使 用2 4 c 0 2 一s e e p r o m 芯片存储f r u 信息。加j 6 华东师范大学硕士学位论文 2 2i p m i 消息接口 第二章系统整体设计 i p m i 采用基于消息的接口实现各接口与平台管理子系统之间的通信，这些 接口包括，系统接口、i p m b 接口、s e r i a l m o d e m 接口、l a n 接口、i c m b 接 口等。消息接口定义了平台管理系统中传感器、事件消息、事件发生器、事件 接收器、s d r 存储区和系统事件日志的消息和数据格式，这些消息通过消息接 口传递，消息接口被定义为请求响应接口。 所有i p m i 消息的格式相同，相同内核的i p m i 消息可以在任何i p m i 指定 的接口间传递。工作于某个接口的管理软件，只要改变底层驱动就可以转换给 不同的接口使用。不同的接口使用不同的帧格式和协议，如，i p m b 协议添加 1 2 0 和控制器地址，数据完整检查和处理，而l a n 接口需要添加传送i p m i 消 息的l a n 数据包格式。 消息包含的内容如下所示： 1 、网络功能号( n e t f n ) ：定义消息的功能类别。 2 、请求响应标识：区分请求消息和响应消息。在i p m b 协议中，该功能 由网络功能号实现，偶网络功能号用于标识请求消息，奇网络功能号用于标识 响应消息。 3 、请求者i d ：用于标识请求消息源，使响应消息返回给正确的请求者。 4 、响应者d ：用于向请求消息标识响应者，在请求消息中，使用该信息 指定预期的响应者，在响应消息中，该信息用于确认响应消息是否来源于正确 的响应者。 5 、指令：占一个字节，对于给定的网络功能号，指令是唯一的，从0 0 h 到 f d h 。 6 、数据：携带附加的请求或响应参数。 2 2 1 系统接口模块 系统接口模块用于实现b m c 和系统管理软件( s m s ) 之间i p m i 消息的传 递，k c s 接口是b m c 到系统管理软件( s m s ) 的接口，系统管理软件通过 k c s 接口监测系统中是否有中断产生，可支持查询操作，也可以提供中断操作， 但是中断功能不可以影响查询功能，通常软件默认为查询操作。k c s 接口请求 和响应消息应成对传输，发送请求消息，实现向b m c 的写操作，紧跟着获取 响应消息，实现来自b m c 的读操作。 k c s 接口用于向b m c 事件接收机发送来自系统管理软件的事件请求消息， k c s 接口事件请求消息和相关的事件接收消息格式如下图所示， 7 华东师范大学硕士学位论文 第二章系统整体设计 图2 3k c s 接口事件请求消息格式 图2 - 4k c s 接口事件响应消息格式 k c s 包含一系列的寄存器，s t a t u s 寄存器用于提供定义操作时使用的各种 标志和状态位；c o m m a n d 寄存器提供一个端口，用于写入写控制代码；d a t ai n 寄存器提供用于写入数据字节和读控制代码端口；d a t ao u t 寄存器提供用于读 取数据字节端口。 为了实现b m c 与s m s 之间的读写操作，k c s 接口提供了一些常用的控制 指令，如下表2 1 所示， 名称描述目标寄存器输出数据寄存器 g e t s t a t u s a b o r t 请求接口状态倒b 出当前操作c o m m a n d 寄存器s t a t u s 寄存器 w r i t e s t a r t 写入写操作的第一个字节c o m m a n d 寄存器n a w r i t e e n d 写入写操作的最后一个字节c o m m a n d 寄存器n r e a d 请求下个数据字节 d a t ai n 寄存器 下个字节 表2 - lk c s 常用控制指令 在对b m c 的写操作过程中，每次向c o m m a n d 寄存器写入控制代码和每次 向d a t ai n 寄存器写入数据字节，都会引起i b f ( i nb u f f e rf l a g ) 置位，触发 b m c 读入响应控制代码或数据字节。如果k c s 接口使用中断模式，b m c 在 更新完s t a t u s 寄存器和读完输入缓冲后，会在d a t ao u t 寄存器中写入0 0 h ，产 生o b f ( o u tb u f f e rf l a g ) 中断。 通过k c s 接口的写操作，可以向b m c 发送来自系统管理软件的请求消息， 工作流程如图2 5 所示，主要步骤有： 1 、向c o m m a n d 寄存器发起w r i t es t a r t 控制代码，开始处理； 2 、向d a t ai n 写入数据字节( n e t f n ，c o m m a n d ，d a t a ) ； 3 、发起w r i t ee n d 控制代码，然后发送最后一个数据字节，结束写处理； 8 华东师范大学硕士学位论文 耵l s t a r t 等待i b f = o ； 清除o b f ： 0 积j t a r t 指令写入 c o m m a n d 寄存器： p h a s e - - i r s t a r t 0 等待i b f = 。 是 是 w r j n d 指令写入c o m 锄d 寄存器： p h a s e - - w r _ e n d ； 0 等待i b f = 。 是 囤 第二章系统整体设计 c o m m a n d 寄存器接 收到任何控制代码 后，蹦c 立即将状 态设置为 w r i t e s t a t e ，除 非想要强制进入 e r r o rs t a t e 。从 输入缓冲器读取代 码前，设置该状 态 d a t a i n 寄存器接 收到数据字节后， 蹦c 更新状态，从 输入缓冲器读取数 据字节前，即在 i b f = i 时，改变状 态 从d a t a i n 寄存器 读取数据宁节前， b m c 将状态设置为 r e a d s t a t e 图2 - 5s m s 向b m c 写数据流程图 9 l 塑)妻百 一 一 一据存一 一 f i 数一 华东师范大学硕士学位论文 第二章系统整体设计 在读操作过程中，向d a t a i n 寄存器写入读控制代码会使i b f 置位，使b m c 读入控制代码，并在d a t a o u t 寄存器中写入一个数据字节作为响应。如果k c s 接1 2 1 使用中断模式，向d a t a o u t 寄存器写入数据会产生中断。 通过k c s 接口的读操作，可以由b m c 向系统管理软件返回响应消息，主 要步骤有： l 、当o b f 置位时，读d a t ao u t 寄存器： 2 、发起r e a d 指令读取附加的字节； 3 、如果i b f = 0 ，重复前面的步骤； 流程图如图2 6 所示， 否 图2 6s m s 从b m c 处读数据流程图 o b f 置位通常由b m c 的读操作所返回的数据字节产生，在读取最后一个 数据字节后，且i b f = i 时，b m c 将状态设置为i d l es t a t e ，然后读取输入缓 冲，检测控制代码是否为r e a d 。如果控制代码不是r e a d ，b m c 将状态设置 为e r r o rs t a t e 。b m c 向输出缓冲器写入一个虚拟数据字节产生中断，这样 程序可以检测到状态的改变。 为了与无通信中断相区分，软件必须确认是在处于读过程中时，从 i d l es t a t e 处