[數(shù)字電源系列文章]數(shù)字電源：我為什么必須關注集成呢？

我們?yōu)槭裁匆P心標準呢？

21世紀初，電信和服務器行業(yè)開始轉(zhuǎn)向基于標準的平臺以降低成本。這種想法意在使不同的供應商能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用，特別是在那些未被差異化所劃定的領域中。

PCI Industrial Computer Manufacturers Group (PICMG)是其背后的推動力之一。PICMG支持高級夾層卡(Advanced Mezzanine Card)、Advanced TCA、CompactPCI和其他的硬件接口和標準。第二個推動力來自于英特爾(Intel)和惠普(Hewlett Packard，簡稱HP)公司。Intel和HP推動了服務器/通信插板管理標準的制定工作，此類標準可通過插板控制器和接口的定義來實現(xiàn)高可用性解決方案。用于管理服務器/通信插板的這些現(xiàn)有標準包括與I²C / SMBus / PMBus接口以提供負載點(POL)轉(zhuǎn)換器、溫度監(jiān)視器和風扇等的控制和遙測。由于業(yè)界擁有一個精確定義的架構(gòu)(其采用了PMBus)，而且因為數(shù)字電源產(chǎn)品采用PMBus作為主要的通信方法，所以我們應了解相關的標準以及數(shù)字電源產(chǎn)品是怎樣適應這些標準的。

標準

定義用于管理電源系統(tǒng)之接口的標準有兩種：

● 智能平臺管理接口(IPMI)

● 硬件平臺接口(HPI)

IPMI植根于計算機系統(tǒng)行業(yè)。HPI則源于通信行業(yè)。在這兩種標準中，其各自所屬的行業(yè)開始從垂直整合架構(gòu)轉(zhuǎn)移到商用現(xiàn)成品(COTS)架構(gòu)，而且兩者都必須處理高可靠性/可用性。人們?yōu)榇酥贫讼嚓P的標準，以實現(xiàn)來自不同供應商之產(chǎn)品的集成，而且這兩個行業(yè)皆必須應對平臺管理。

IPMI

IPMI是一種基于信息的標準，而且其關鍵的定義屬性是它與主平臺(在大多數(shù)場合中是一個操作系統(tǒng))垂直。通信以邊帶(公用網(wǎng)絡接口)或帶外(專用網(wǎng)絡接口)的形式進行。邊帶通信通過一個網(wǎng)絡接口控制器(NIC)來進行。

帶外通信通過一個專用局域網(wǎng)(LAN)來進行。帶外通信的性能通常更好，因為采用了一個與一般話務量不存在競爭的專用網(wǎng)絡。IPMI通信獨立的目的是其允許在系統(tǒng)起動或引導之前進行通信。

IPMI標準利用一個寬帶管理控制器(BMC)來實現(xiàn)，該控制器負責管理與負載和NIC或LAN的通信。然而，兩個BMC也可通過一個智能平臺管理總線/橋接器(IPMB)實現(xiàn)相互通信，IPMB是內(nèi)部集成電路總線(I²C)的一種增強形式。

這與數(shù)字電源有什么關系呢？

BMC具有一個能夠監(jiān)視電源、風扇和其他硬件的I²C / SMBus / PMBus接口。圖1示出了典型方框圖。

圖1：至基板管理控制器的接口(資料來源：Wikipedia)。

BMC與數(shù)字電源及其他設備進行通信以支持IPMI特性集，從而提供：

● 遙測

● 配置

● 控制

● 恢復

● 診斷

BMC依賴于PMBus標準，因此BMC固件可跨多個數(shù)字電源器件工作。采用數(shù)字電源POL和管理器可通過盡量減少定制固件簡化與BMC的集成。

HPI

HPI是一種用于容錯和高可用性系統(tǒng)的應用程序接口(API)。HPI通常作為一種邊帶接口實現(xiàn)。如果您下載的是Release 1代碼頭文件，就會注意到它是一個C語言頭文件。Release 2也具有一個頭文件，和一種簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議(SNMP)配對。Release 3 / 4具有一個頭文件和一種電信計算架構(gòu)(TCA)配對。Release 5則配對至高級電信計算架構(gòu)(ATCA)。而IPMI是一種基于信息的標準，HPI是一種編程標準。

HPI基于一個硬件和資源模型。這些域資源可從HPI訪問。從這個意義上來說，HPI是一種自描述系統(tǒng)。圖2示出了其架構(gòu)。

圖2：IPMI結(jié)構(gòu)框圖。

和IPMI一樣，HPI可以利用傳感器、控制器、電壓、電源管理，包括熱插拔(Hot Swap)。

這與數(shù)字電源有什么關系呢？

只有間接的關系。HPI工作于軟件堆棧的中間件層，且不直接控制硬件。它依靠較低的層與硬件通信，一般是通過一個IPMI接口。

例如，HPI在ATCA系統(tǒng)中大量使用，因此配對定義了TCA目標，如底板、機架管理器和載板控制器中的資源。這些資源基本上都具有某種支持I²C / SMBus / PMBus并實現(xiàn)至HPI之連接的插板控制器。有些資源甚至依據(jù)IPMI原理建模。

對于ATCA / HPI設計來說，采用一個IPMI管理控制器(IPMC)以管理硬件/插板是很常見的，而且ATCA / HPI平臺將包括一種用于每個IPMC實體的資源。這些資源全部成為HPI定義之層次結(jié)構(gòu)樹的一部分。

通過查閱針對艾默生網(wǎng)絡電源上的Centellis 3000的艾默生ATCA通信服務器文件“IPMI傳感器事件至HPI事件配對參考指南(IPMI Sensor Event to HPI Event Mapping Reference Guide)”，您可以大概了解其工作原理。

在第5列中，您將看到+1.8V IPMI誤差門限事件直接配對至一個HPI事件和IPMI事件。

一個兼用兩種標準的系統(tǒng)將實現(xiàn)HPI軟件API，這樣它將采用IPMI通信以通過PMBus訪問負載。

PMBus的價值

通過允許實施方案與支持PMBus標準的多個數(shù)字電源器件配合運作，PMBus標準實現(xiàn)了IPMI和HPI標準。這使得固件實施方案經(jīng)過一次“鑒定”之后就能在采用不同數(shù)字電源器件的新設計中重復使用。

定制代碼？

您是否應當采用上述標準呢？對于這個問題沒有簡單的答案。有些行業(yè)正式采納了此類標準，有些行業(yè)是非正式地采納，有些是受到了其影響，其他的行業(yè)則是按照既定的發(fā)展路線圖“自行其事”。從固件的角度來看，即使是定制固件也可依靠PMBus標準并實現(xiàn)固件重用。我的建議是：作為最低要求，至少花一點時間了解一下IPMI和HPI，以弄清哪些是您能夠重復使用的，即使您所重用的全部都是概念亦無妨。通過研究架構(gòu)可獲知問題是怎樣解決的，從而學到許多的東西。

總結(jié)

數(shù)字電源器件并非存在于真空之中。業(yè)界標準及其實現(xiàn)方案依賴于PMBus，因而固件可與多種器件配合工作：無需進行代碼再鑒定(code re-qualification)。標準通過實現(xiàn)重復使用降低了成本。即使您并未執(zhí)行相關標準，對它們及其所解決的問題有一個基本的了解也是很有價值的。

詞匯表

IPMI － 智能平臺管理接口

IPMB － 智能平臺管理總線/橋接器

HPI － 硬件平臺接口

SMBus － 系統(tǒng)管理總線

PMBus － 電源管理總線

I²C － 內(nèi)部集成電路總線

NIC － 網(wǎng)絡接口控制器

LAN － 局域網(wǎng)

BMC － 基板管理控制器

COTS － 商用現(xiàn)貨

LPC － 低引腳數(shù)總線

PICMG － PCI工業(yè)計算機制造商組織