控制技术  文章编号：１６７１ ４５９８（２０１８）０６ ００９９ ０５　　ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０１８．０６．０２５　　中图分类号：ＴＰ３１５ 计 算 机 测 量 与 控 制 ．２０１８．２６（６）　 犆狅犿狆狌狋犲狉 犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋 牔 犆狅狀狋狉狅犾　 · ９９　　　 · 文献标识码：Ａ 基于国产平台 犞犘犡 架构的犐犘犕犆 控制器设计 张　睿，黄泳铭，吴　悠，陈相宇 （华北计算技术研究所，北京　１０００８３） 摘要：针对 ＶＰＸ 架构体系中由于ＩＰＭＣ 未能完全按照规范要求设计而引发的一系列兼容性问题，提出了一种 基 于 国 产 ＭＣＵ 控 制 芯 片的通用ＩＰＭＣ 控制器的设计与实现；该ＩＰＭＣ 控制器应用于国产平台 通 信 单 元 机 箱 内 功 能 板 卡 端， 设 计 满 足 ＶＩＴＡ４６．１１ 标 准 和ＩＰＭＩ 协 议，作为管理系统的核心组件智能平台管理控制器，ＩＰＭＣ 设计实现功能板卡与机箱控制器 ＣｈＭＣ 之间的标准ＩＰＭＩ管理以及各种故障 信息的诊断与处理；该ＩＰＭＣ 控制器管理接口设计灵活，可拓展性强，便于后续的 移 植 与 维 护， 经 联 调 测 试 验 证 了 该 设 计 的 灵 活 性 与 实 用性。 关键词：智能平台管理接口；现场可替换单元；ＶＰＸ 标准；ＩＰＭＢ 总线 犇犲狊犻犵狀狅犳狋犺犲犞犘犡犃狉犮犺犻狋犲犮狋狌狉犲犐犘犕犆犆狅狀狋狉狅犾犾犲狉 犅犪狊犲犱狅狀犇狅犿犲狊狋犻犮犘犾犪狋犳狅狉犿 ＺｈａｎｇＲｕｉ，ＨｕａｎｇＹｏｎｇｍｉｎｇ，ＷｕＹｏｕ，ＣｈｅｎＸｉａｎｇｙｕ （ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ） 犃犫狊狋狉犪犮狋：ＡｄｅｓｉｇｎａｎｄｒｅａｌｉｚｅｒｏｆｕｎｉｖｅｒｓａｌＩＰＭＣｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｏｎｈｏｍｅｍａｄｅＭＣＵｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｃｈｉｐｓｉｓｒａｉｓｅｄｆｏｒｒｅｓｏｌｖｉｎｇａｓｅｒｉｅｓｃｏｍ ｐａｔｉｂｉｌｉｔｙｐｒｏｂｌｅｍｏｆｎｏｎｓｔａｎｄａｒｄｄｅｓｉｇｎｏｆＩＰＭＣｉｎＶＰＸｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅＩＰＭＣｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｐｐｌｉｅｓｏｎｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｂｏａｒｄｏｆｈｏｍｅｍａｄｅｃｏｍｍｕｎｉ ｃａｔｉｏｎｕｎｉｔ，ｄｅｓｉｇｎｏｆｉｔｉｓｔｈｅＶＩＴＡ４６．１１ｓｔａｎｄａｒｄａｎｄＩＰＭＩｐｒｏｔｏｃｏｌ．Ａｓｔｈｅｃｏｒｅｇｒｏｕｐｗａｒｅｏｆｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｐｌａｔｆｏｒｍ，ＩＰＭＣｄｅｓｉｇｎａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｓａｎｄｔｈｅｃｈａｓｓｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒａｎｄｔｈｅｄｉａｇｎｏｓｉｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｆａｕｌｔｉｎｆｏｒ ｍａｔｉｏｎ ．ＴｈｅＩＰＭＣｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎｔｅｒｆａｃｅｉｓｆｌｅｘｉｂｌｅ，ｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｆｏｒｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ．Ｔｈｅｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｒｅｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｃｏｍｂｉｎｅｄｔｅｓｔ． 犓犲狔狑狅狉犱狊：ＩＰＭＩ；ＦＲＵ；ＶＰＸｓｔａｎｄａｒｄ；ＩＰＭＢｂｕｓ ０　引言 １　机箱管理系统架构 军用环境的复杂多变对军事化设备的维护和管理提出很高 的要求，如何保证军用设备运行的稳定性并进一步降低日常 的 管理维护成本已经成为各个相关领域研究的热点之一。广泛 应 用于对高可靠性有极大需求的服务器制造行业、电信业、工 业 控制以及军事等领域的ＩＰＭＩ管 理 技 术，为 提 高 系 统 的 整 体 智 能化管理、自适用管理和高可靠性提供一种开放的、低成本 的 解决方案。 本设计适用 于 军 用 国 产 平 台 功 能 板 卡 上， 满 足 ＶＰＸ ＶＩ ＴＡ４６．１１标准和ＩＰＭＩ２．０ 协 议， 设 计 目 的 是 实 现 系 统 管 理 员 能够在单一的控制台上实现对不同软、硬件平台的功能板卡 模 块进行监视和管理，同时可以对各个功能板卡 （主要包括计 算 功能 模 块、 制 冷 模 块、 供 电 模 块、 交 换 模 块 ） 电 源、 电 流、 ＣＰＵ、制冷单元等各个部件的工作状态进行有效的实时监控。 作为ＩＰＭＩ管理的重要组 成 部 分， 合 理 的ＩＰＭＣ 控 制 器 设 计，特别是控制器管理软件如何设计出满足协议标准又能实 现 接口灵活，现场维护能及时有效地避免各种事件给系统造成 宕 机带来的损失，从而提高系统的可维护性和稳定性是实现上 述 系统管理的关键 ［１］。 收稿日期：２０１８ ０３ １７；　修回日期：２０１８ ０４ １８。 作者简 介：张 　 睿 （１９８３ ），山 东 人，工 程 师，主 要 从 事 嵌 入 式 系 统 研发方向的研究。 ＶＰＸ 机箱管 理 系 统 分 为 三 个 子 系 统： 系 统 管 理 子 系 统、 机箱管理子系统和板卡管理子系统 ［２］。其中，系统管理子系 统 运行于机箱外， 通 过 ＳＮＭＰ 协 议 接 口 对 机 箱 进 行 系 统 级 别 管 理；机箱管理 子 系 统 运 行 于 机 箱 内 的 主 控 板 卡 上， 对 上 通 过 ＳＮＭＰ 协议处理系统管理软 件 对 机 箱 的 配 置 请 求，ＣｈＭＣ （板 级管理控制器） 通过ＩＰＭＢ 总 线 收 发ＩＰＭＩ消 息 实 现 对 机 箱 内 ＦＲＵ 模块的管理配 置； 板 卡 管 理 子 系 统 运 行 于 各 个 功 能 板 以 及电源模块、制冷模块的ＩＰＭＣ 控制器上，其控制 器ＩＰＭＣ 通 过ＩＰＭＢ 总线收发ＩＰＭＩ消息，处 理 对 本 地 板 卡 的 配 置 管 理 请 求以及将各类事件进行上报 ［３］。 ＶＰＸ 机箱管理系统整体架构 ［４］如图１所示。 ２　犐犘犕犆 控制器设计与实现 ２１　板卡管理子系统功能 作为机箱管理系统的重要组成部分，板卡管理子系统承 担 机箱内多个不同类型功能 模 块 的ＩＰＭＩ管 理 控 制 任 务 ［５］。 为 机 箱管理提供访问本地 ＦＲＵ 的 管 理 接 口。 板 卡 管 理 子 系 统 主 要 实现下列管理功能： １） 实现功能板 卡 的 插 入 检 测、 通 断 电、 自 检、 冷 热 启 动 等相关控制； ２） 响应主控板卡通过ＩＰＭＢ 总线发送的命令及错误处理； ３） 实现温度、电压传感器的实时监测； ４） 实现机箱管理访问控制 ＦＲＵ 和 ＳＤＲ 信息； ５） 向机箱 管 理 软 件 上 报 各 类 信 息， 包 括 负 载 电 源 自 检、 

·１００　　 · 第２６ 卷 　　  态分为：Ｍ０、Ｍ１、Ｍ４、Ｍ６和 Ｍ７。 工 作 状 态 定 义 及 描 述 见 表１。 计算机测量与控制　 表１　板卡工作状态定义 状态 状态描述 ＰＬ 电源 ＩＰＭＣ 电源 板卡不存在 Ｍ０ Ｍ１ ＩＰＭＣ 在线 板卡未使能 Ｍ４ ＩＰＭＣ 在线 板卡使能 Ｍ６ ＩＰＭＣ 在线 板卡断电 Ｍ７ ＩＰＭＣ 通信丢失 未知 禁止 使能 禁止 未知 未知 使能 使能 未知 未知 ２．２．１　工作状态转换 按照 ＶＩＴＡ４６．１１标准，将功 能 板 卡 总 体 管 理 流 程 分 为 四 个主要 阶 段， 各 个 阶 段 模 块 的 工 作 状 态 之 间 的 转 换 关 系 见 图４。 １）ＩＰＭＣ 上电初始化阶段：工作状态 Ｍ０－＞Ｍ１； ２） 功能板卡负载电源加载阶段：工作状态 Ｍ１－＞Ｍ４； ３） 功能板卡 负 载 电 源 掉 电 阶 段： 工 作 状 态： Ｍ４－ ＞ Ｍ６ －＞Ｍ１； ４） 功能板卡信息丢失阶段，对应工作状态 Ｍ７。 图１　ＶＰＸ 机箱管理系统架构图 现场可替换单元状态切换、各类传感器告警事件的实时上报。 机箱管理子系统通过ＩＰＭＢ 总 线 向 功 能 板 卡 发 送ＩＰＭＩ管 理命令，ＩＰＭＣ 控制器内的命令解 析 模 块 实 现 收 发 消 息 包 的 解 析组包功能。命令处理模块根 据ＩＰＭＩ协 议 标 准 将 解 析 后 的 数 据进行处理，包括 ＳＤＲ 和 ＦＲＵ 相关信息的存储读取； 命 令 处 理模块在处理命令时调用底层硬件访问接口实现上层主控板卡 需求数 据 的 采 集 计 算。 此 外，ＩＰＭＣ 控 制 器 内 集 成 了 ＣＯＮ ＳＯＬＥ 命令解释器，通过串口 实 现 命 令 行 管 理。 板 卡ＩＰＭＣ 控 制器管理的各模块组成见图２。 图２　管理功能模块示意图 板卡管理软件自上而下分为三层，分别是：业务层、 中 间 件和外设 层。 业 务 层 实 现 主 要 板 卡 管 理 功 能； 中 间 件 提 供 通 信、控制和硬件读写接口；外设层为底层硬件驱动。各层 详 细 情况见图３。 图３　管理功能层次划分 ２２　板卡状态管理 图４　工作状态转换过程示意图 ２．２．２　上电初始化阶段管理流程 板卡管理的关键过程在于控制其上电、断电系列流程， 当 板卡插入到插槽中，备用电源驱动ＩＰＭＣ 工作，首先进行 硬 件 地址的自检，此时 板 卡 工 作 状 态 为 Ｍ１，ＩＰＭＣ 与 ＣｈＭＣ 之 间 进行一系列的消息 握 手， 包 括 设 备ＩＤ 的 获 取、 设 备 出 厂 信 息 的获取、ＩＰＭＢ 总线冗余设置、事件接收地址设 置、ＶＳＯ 版 本 获取等信息。上 电 初 始 化 阶 段 ＩＰＭＣ 与 主 控 板 卡 ＣｈＭＣ 之 间 的信息交互见图５。 ２．２．３　上电阶段管理流程 上电初始化阶段命令响应完毕后，功能板卡进入加载负 载 电阶段。板卡在这一阶段需要完成负载电源自检并将自检结 果 以事件信息的方式上报给 主 控 板 卡；此 外，ＩＰＭＣ 将 工 作 状 态 转换事件上报给主控板卡，收到主控板卡的相应信息后，加 载 负载 电， 功 能 板 卡 进 入 到 正 常 运 行 状 态 Ｍ４； 在 Ｍ４ 阶 段， ＩＰＭＣ 周 期 性 对 本 板 各 个 传 感 器 进 行 轮 询， 同 时 读 取 ＥＥＰ ＲＯＭ 中存入的 ＳＤＲ 信息进行解析，将轮询到的传感 器 实 时 数 值与对应 的 ＳＤＲ 阈 值 进 行 比 较 判 断， 如 果 数 值 超 限，ＩＰＭＣ 以告警事件信息方式上报给主控板卡。上电阶段的信息交互 图 见图６。 ２．２．４　负载电卸载阶段管理流程 按 ＶＩＴＡ４６．１１标准规定 ［６］，将 ＶＰＸ 机箱内板卡的工作状 正常运行于 Ｍ４状态的功能板卡接收到主控板 卡 卸 载 负 载 

第６期  总线事件组成 ［７８］。不同的 事 件 信 息 通 过 不 同 接 口 上 报 给 主 控 张　睿，等：基于国产平台 ＶＰＸ 架构的ＩＰＭＣ 控制器设计 ·１０１　　 · 板卡事件接收器。机箱管理系统的事件分类及产生来源请求 路 径示意图见图８。 图５　上电初始化阶段信息交互 图８　事件产生请求示意图 板卡上报事件属于ＩＰＭＢ 事件， 即ＩＰＭＣ 通 过ＩＰＭＢ 总 线 向主控板卡上报的一系列消息。根据板卡的具体业务和控制 流 程，此类消息共分为三类：负载电源自检结果事件、板卡 工 作 状态转换事件、各类板卡传感器告警事件。 ２．３．２　ＩＰＭＢ 事件消息格式 ＩＰＭＣ 在进行事件请求前需要先 响 应 主 控 板 卡 的 事 件 接 收 地址设置 命 令， 按 照 ＩＰＭＩ２．０ 的 协 议 标 准 ［９］， 事 件 接 收 方 的 地址即ＩＰＭＢ 总线的从地址，标准设置为２０ｈ。事件信息格式 遵循ＩＰＭＩ协 议 中 ＩＰＭＢ 事 件 格 式， 事 件 信 息 封 装 ＩＰＭＩ 和 ＩＰＭＢ 两层协议包头，其 中 ＩＰＭＩ协 议 包 头 与 上 报 数 据 部 分 共 同进 行 校 验。 事 件 信 息 由 ＩＰＭＣ 主 动 上 报 给 主 控 板 卡 的 ＣｈＭＣ，事件信息使用０２ｈ作为统 一 的 命 令 码， 详 细 的 信 息 格 式如图９所示。 图９　事件消息协议格式 ２．３．３　事件处理策略 ＶＰＸ 机箱系统 中 会 存 在 各 种 复 杂 的 情 况， 如 果 当 各 种 事 件同时发生的时候，事件处理核心如何去设定一个执行策略 是 事件告警处理设计中的核心问题。策略设计的是否高效率， 处 理结果是否合理会直接影响到系统整体的工作效率。针对系 统 内的三类事件，事件上报采取不同的策略。 传感器告警事件上报分两 种 情 况， 当 板 卡 模 块 运 行 在 Ｍ４ 状态时，ＩＰＭＣ 会周期性地对其所 在 模 块 的 各 个 传 感 器 状 态 进 行轮询，并将轮询到的数值与其阈值进行比较，如果产生告 警 事件，将事件上报给主控板卡；当主控板卡下发获取传感器 实 时数值命令时，ＩＰＭＣ 将采集到 的 传 感 器 数 值 阈 值 比 对 后， 将 数值和状态信息以响应命令的形式进行回复；同时判断状态 位 的值，若不是正常值，则调用事件信息发送，将请求告警 信 息 发给事件接收方。 工作状态类型转换是第二类需要请求上报的事件，此处 的 工作状态指上述 Ｍ０－ Ｍ７ 的 状 态 转 换。 此 类 事 件 主 要 产 生 于 图６　加载负载电阶段信息交互 电源命令，关 闭 负 载 电 源 并 响 应 回 复 主 控 板 卡； 负 载 电 关 闭 后，ＩＰＭＣ 将板卡工作 状 态 转 换 信 息 （Ｍ４－ Ｍ６） 以 事 件 上 报 给主控板卡；ＩＰＭＣ 在 Ｍ６ 状态接收 主 控 板 卡 周 期 性 发 送 的 轮 询设备ＩＤ 命令并响应 上 报 板 卡 是 否 在 线 信 息。 负 载 电 卸 载 过 程见图７。 图７　卸载负载电阶段信息交互 ２３　平台事件处理 ２．３．１　平台事件信息分类 事件信息是指在管理软件系统探测到重要或者危急系统管 理事件时由管理控制器发送的一组专用消息。事件具体到计 算 机系统中包括超 越 温 度 阈 值、 超 过 电 压／电 流 阈 值、 电 源 报 错 等。ＶＰＸ 机箱的事 件 信 息 包 括 内 部 事 件 和 外 部 事 件， 外 部 事 件主要由 ＢＩＯＳ事件、ＳＭＳ 系 统 管 理 软 件 事 件、ＩＰＭＢ 事 件 和 

·１０２　　 · 第２６ 卷 　　  对于不同类型传感器设定不同，设计中进行一一计算比对， 得 系统控制板卡上、下电过程中。当功能板卡完成每一个工作 状 到相对准 确 的 参 数 填 入 ＳＤＲ 数 据 中，ＳＤＲ 数 据 根 据 不 同 的 ｓｅｎｓｏｒ＿ｎｕｍｂｅｒ进 行 分 类 逐 条 存 储， 当 主 控 板 卡 读 取 到 原 始 数据后结合上述参数机型计算取值。 态切换时，需要将事件转换情况和原因进行上报。 计算机测量与控制　 第三类需要及时进行上报的事件是负载电源的自检结果事 件。为提高板卡及系统的稳定性，硬件平台为ＩＰＭＣ 提供 了 一 系列负载电源状态自检的方法，能够确保负载电源运行结果 完 全受控。ＩＰＭＣ 对负载电源进行 周 期 性 检 测，并 将 自 检 结 果 以 事件信息形式进行上报。 事件处理设置重传机制，针对不同类型事件的紧急程度 设 置重传次数和重传周期。建立重传队列，将需要重传的信息 放 入重传队列。针对传感器数据需要倒摄比对的情况，事件告 警 系统为传感器 告 警 信 息 预 留 单 条 记 录。 由 于 信 息 刷 新 频 率 较 高，为避免主控板卡过于密集地受到相同类型的告警事件。 传 感器事件告警 设 置 滞 回 值， 以 百 分 比 的 形 式 存 入 板 卡 的 ＳＤＲ 信息中。并设置正向参数和负向参数，告警策略设计将本次 读 取数值与上次数值进行比对，并结合参数和滞回值进行判断 是 否触发事件上报 ［１０］。 阈值滞回策 略 见 图 １０， 当 读 取 数 据 超 上 线 时， 如 果 参 数 是正向的，则进行超上线持续告警；如果参数是负向的， 则 结 ２．４．２　阈值判断策略 ＩＰＭＩ标准中事件触 发 类 型， 事 件 可 分 为 事 件 产 生、 事 件 消除、正常状态三类。根据所监控的传感器特点，将其引 发 事 件主动上报的 阈 值 设 置 为 上 限 下 限 各 三 条， 分 别 为：ＵＮＲ、 ＵＣ、ＵＮＣ 和 ＬＮＣ、ＬＣ、ＬＮＲ。 即 不 可 恢 复 超 上 限、 一 般 超 上限、轻微超上限，与其对应的是不可恢复超下限、一般 超 下 限、轻微超下 限。 并 在 正 常 数 值 两 侧 加 入 ２．３ 节 中 的 滞 回 值 设计。 阈值判断策略具体流程是：首先建立全局变量表，将各 个 ＳＤＲ 信息填入表中，表中的 ｖａｌ值作为上 次 数 值， 条 用 底 层 接 口函数读取的数值作为此次值， 根 据 此 次 数 值 所 在 的 区 间 （６ 条阈值界定界限划分） 并结合与上次的数值比对，确定传感 器 状态和变化方向。当状态与上次不同并且没有回到滞回值范 围 内，则触发事 件 发 生 标 志 位； 如 果 此 次 数 值 回 到 滞 回 值 区 间 合滞回值进行判断，当数据低于滞回值则取消上报。当读取 数 内，则触发事件消除标志位；此次与上次状态一致时不予上 报 值超下限时，当参数为负向时，则触发负向持续告警；若 参 数 事件。 为负向时，则结合滞回值来判断，高于滞回值范围，不再 进 行 此阈值判断策略经过实际应用验证，将数值设置在不同 区 事件告警。 间和状态下，能够覆盖到全部可能值的判断，精确地上报超 限 事件。 ２５　犉犚犝 与 犛犇犚 设计 ＦＲＵ 与 ＳＤＲ 数据存 储 和 解 析 设 计 作 为 ＩＰＭＩ管 理 的 重 要 组成部分。ＶＰＸ 架构整机中全部的 ＦＲＵ 信 息， 概 括 起 来 可 分 为两大类：机 箱 ＦＲＵ 信 息 和 板 卡 ＦＲＵ 信 息。 具 体 到 板 卡 模 块中，板卡 ＦＲＵ 信息被固定 存 储 在 各 个 板 卡 的 ＥＥＰＲＯＭ 中， 按照板 卡 模 块 分 类，ＦＲＵ 信 息 分 为 三 类： 功 能 板 卡 ＦＲＵ 信 息、ＣＵ （制冷单元）ＦＲＵ 信息和 ＰＭ （电源模块）ＦＲＵ 信息。 各个模块的 ＦＲＵ 通用信息包括：ＦＲＵ 模 块 产 品 信 息、 地 址 信 息、 设 备 ＩＤ、 热 交 换 信 息、 最 大 电 流 值 等 信 息。 上 述 ＦＲＵ 信息被各自存储在各自模块的 ＥＥＰＲＯＭ 中。 ２．５．１　ＦＲＵ 数据设计 ＦＲＵ 数据区域划分为三部分：ＣｈａｓｓｉｓＡｒｅａ、ＢｏａｒｄＡｒｅａ、 ＰｒｏｄｕｃｔＡｒｅａ。Ｃｈａｓｓｉｓ Ａｒｅａ 区 域 存 储 机 箱 相 关 的 信 息 数 据， 包括机箱类型、机箱生产相关信息等；ＢｏａｒｄＡｒｅａ区域存储 板 卡模块的信息数 据， 包 括 设 备ＩＤ 号 码、 板 卡 生 产 日 期、 板 卡 序列号等；ＰｒｏｄｕｃｔＡｒｅａ区 域 的 重 要 信 息 是 厂 家 初 始 化 信 息。 上述信息需要在 响 应 主 控 板 卡 获 取 设 备 号 的 命 令 时 读 取 并 解 析，将解析后的数据发送给 ＣｈＭＣ 处理。 为了方便解 析 ＦＲＵ 数 据， 设 计 ３２ 字 节 ＦＲＵ 数 据 包 头， 将包头分为区域标记和偏移量标记部分。前一个标记用于指 示 具体存储数据的区 域， 偏 移 量 指 示 相 关 数 据 存 储 的 具 体 地 址。 管理软件 设 计 了 较 为 灵 活 的 接 口 函 数 用 于 初 始 化、 生 成、 存 储、读取和解析 ＦＲＵ 信息， 便 于 后 期 进 行 设 备 信 息 的 添 删 改 操作。 图１０　阈值滞回策略示意 ２４　参数设计及阈值判断策略 ２．４．１　传感器参数设计 ＩＰＭＣ 管理内容 中 的 核 心 部 分 是 各 类 板 级 传 感 器 数 据 的 实时采集和超 限 告 警 事 件 上 报。 根 据 ＩＰＭＩ标 准 协 议 的 规 定， ＩＰＭＣ 需要将底层各个接口读取的原始数据 （Ｒａｗｖａｌｕｅ） 上报 给主控板卡，主控板卡 读 取 ＳＤＲ 信 息 中 的 参 数 表 结 合 原 始 寄 存器数值进行 计 算 得 到 最 终 值。 这 样 做 的 原 因 是 由 于 标 准 的 ＩＰＭＩ协议中命令或者 事 件 上 报 的 值 均 为 一 个 字 节 长 度， 无 法 满足浮点型数据上报的实际需求，系统通过参数设计解决上 述 问题以适应实际数据的精度要求。 经过对ＩＰＭＩ标 准 及 ＶＩＴＡ４６．１１ 规 范 的 解 析， 得 出 读 取 ２．５．２　ＳＤＲ 数据设计 值与实际值得转换数学公式： 狔＝犔［（犕狓＋ （犅１０犽１））１０犽２］狌犻狀狋狊 　　其中：狓为原 始 数 据 值，犔 ［］ 为 线 性 类 型 函 数，犕 和犅 为有符号整型系数，犽１和犽２为 有 符 号 整 型 指 数。 这 四 个 参 数 ＳＤＲ 信息主要 存 储 设 备 传 感 器 相 关 监 控 信 息， 包 括 模 块 上各个关键指标的监控，包括各个关键参数 的 阈 值 设 置。ＳＤＲ 存储数据包括条目号、关键电压、电流、温度、风扇 转 速、 负 载电源自检结果传感器、工作状态转换传感器等相关值，传 感 

第６期  器ＩＤ、传感器类型、传感器数量、传感器接收地址、实体ＩＤ、 传感器阈值设定、滞回值设定、正负参数设定等。 张　睿，等：基于国产平台 ＶＰＸ 架构的ＩＰＭＣ ·１０３　　 · 控制器设计 理系统。 ４　结束语 按照ＩＰＭＩ协议 规 定，一 条 ＳＤＲ 信 息 容 量 为 固 定 ６４ 字 节。 每一条传感器条目对 应 存 储 一 个 传 感 器 信 息，由 于 同 样 类 型 的 传感器根据不用的位 置 和 作 用，阈 值 设 定 不 尽 相 同，设 计 时 在 预留字符串加注标识用以区分同一类型不同实体的传感器条目。 ３　设计实现与应用 本文设计的ＩＰＭＣ 控制器已经成功应用于某自主可控国 产 服务器机箱内的十块不同类型包括电源模块、制冷模块、交 换 模块、存储模块和计算模块的功能板卡上。应用实践表 明， 该 ＩＰＭＣ 控制器的设计能够满足服务 器 内 各 类 板 卡 的 集 成 数 据 通 信管理，管理 接 口 设 计 灵 活， 能 够 方 便 地 在 各 个 板 卡 进 行 移 植。图１１是主控板 卡 用 一 款 通 用 的 ＩＰＭＩ管 理 图 形 界 面 监 控 的界面截图，图中是计算板卡上３．３Ｖ 电压的监控信息，左侧 视窗列表中显示机箱内各个板卡信息，展开信息为该计算模 块 上所有传感器的信 息； 右 侧 视 窗 里 显 示 传 感 器 编 号 为 ０ｘ１５ 的 传感器监控信息，六种不同颜色的线是传感器上下六条阈值 界 限，黄色的线是实际检测到的电压。 本文设计并实现 了 一 个 基 于 ＶＰＸ 架 构 和 ＩＰＭＩ管 理 协 议 的ＩＰＭＣ 控制器。本文在分析ＩＰＭＩ智 能 管 理 系 统 结 构、 板 卡 管理子系 统 功 能、 板 卡 工 作 状 态 管 理、 事 件 信 息 上 报 策 略 设 计、设备信息与传感器信息存储和解析等方面对ＩＰＭＣ 控 制 器 进行设计，并验证了该方法 的 可 行 性， 为 其 他 系 统ＩＰＭＩ智 能 管理的开发提供非常好的技术借鉴。 本设计与之前设计的提升在于各类传感器数值处理策略设 计。ＩＰＭＣ 板级管理软件对于读取 的 传 感 器 数 据 设 置 合 理 的 阈 值判断标准，对于不同精度类型的数据，管理软件建立不同 的 列表用相应的容 错 值 和 滞 回 值 配 合 上 下 限 阈 值 进 行 精 确 地 判 断，触发事件上发并设计重传机制，以完成传感器数据处理。 参考文献： ［１］梅建 超．ＩＰＭＩ在 ＡＴＣＡ 系 统 中 的 应 用 与 架 构 设 计 ［Ｊ］． 数 字 技 术，２０１１：５６ ５８． ［２］朱红育．ＩＰＭＩ在 ＶＰＸ 系统 中 的 应 用 与 设 计 ［Ｊ］． 火 控 雷 达 技 术， ２０１３：６６ ６９． ［３］孙博文．基于 ＡＲＭ９的通 用ＩＰＭＣ 载 板 设 计 ［Ｊ］． 计 算 机 测 量 与 控制，２０１４ （６）：１９２６ １９２８，１９３１． ［４］洪　艳．基于 ＶＰＸ 高速综合 信 息 处 理 平 台 设 计 ［Ｊ］． 导 弹 与 航 天 运载技术，２０１１：５８ ６１． ［５］裴骁衢．智 能 管 理 平 台 接 口 研 究 及 实 现 ［Ｊ］． 计 算 机 技 术 与 发 展，２００６． ［６］４６．１１， ＶＩＴＡ ４６．１１ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｎ ＶＰＸ ［Ｓ］． 全 本，２０１３．１１．１８． ［７］黄 泳 铭． 基 于 ＶＰＸ 总 线 的 车 载 计 算 平 台 设 计 ［Ｊ］．测 控 技 术， ２０１１ （４）：９４ ９６，１０３． ［８］郑东卫．ＶＰＸ 总线的技术规范及应用 ［Ｊ］．火控雷 达 技 术，２００９： 图１１　板卡管理界面演示 ７３ ７７． 利用本文提出的板卡ＩＰＭＣ 控制器的设计和实现方 法， 可 实现 ＶＰＸ 架构服务器平台的标准ＩＰＭＩ管 理， 利 用 通 用 的ＩＰ ＭＩ监控图形界面可实现运行高效、界面美观的服务器机箱管 ［９］Ｖ２．０．ＩＰＭＩＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＰｌａｔｆｏｒｍ ＭａｎａｇｅｍｅｎｔＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｐｅｃｉｆｉｃａ ｔｉｏｎＳｅｃｏｎｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ ［Ｓ］．全本．２０１３．９．１． ［１０］王　波．一种 数 学 形 态 学 的 哈 特 曼 － 夏 克 传 感 器 阈 值 选 取 方 法 ［Ｊ］．光电子技术，２００８： ２２７ ２３１． 檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳檳 （上接第９８页） 可扩展 性 和 安 全 性， 最 为 主 要 的 是 能 够 解 决 高 并 发 的 通 信 社，２０１４． 问题。 本系统适应未来智慧城市的发展方向，对其他类似的运 用 物联网技术的应用设计有着很大的参考价值。 参考文献： ［１］廖建尚，等．物联 网 开 发 与 应 用 ［Ｍ］．第 １ 版， 北 京： 电 子 工 业 出版社，２０１７． ［２］刘少强，张　靖，等．现代传感器技术：面向物联网应用 ［Ｍ］．第 ２版，北京：电子工业出版社，２０１６． ［３］刘燕燕，杨帮华，丁丽娜，等．基 于 ＳＴＭ３２ 的 红 外 火 灾 探 测 系 统 设计 ［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１３：１１１４ １１１６． ［４］侯　琛，赵千 川， 冯 浩 然， 等． 一 种 物 联 网 智 能 数 据 采 集 系 统 的 研究与实现 ［Ｊ］．电子测量技术，２０１４ （５）：１１ １２． ［５］易　飞，余 　 刚， 何 　 凌．ＧＰＲＳ 网 络 信 令 实 例 详 解 ［Ｍ］． 第 １ 版．北京：人民邮电出版社，２０１３． ［６］刘波文，孙　岩．嵌入式实 时 操 作 系 统 μＣＯＳ－２ 经 典 实 例： 基 于 ＳＴＭ３２处 理 器 （第 ２ 版 ） ［Ｍ］．北 京： 北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 ［７］左忠凯，刘　军，张　洋．ＦｒｅｅＲＴＯＳ源码详 解 与 应 用 开 发： 基 于 ＳＴＭ３２ ［Ｍ］．第１版．北京：北京航空航天大学出版社，２０１７． ［８］勒加 雷． 嵌 入 式 协 议 栈 μＣ＼ ＴＣＰ－ＩＰ： 基 于 ＳＴＭ３２ 微 控 制 器 ［Ｍ］．第１ 版， 邝 　 坚， 等 译． 北 京： 北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社，２０１３． ［９］ＣａｒｒｅｌｌＪＬ，ＣｈａｐｐｅｌｌＬ Ａ．ＴＣＰ＼ＩＰ 协 议 原 理 与 应 用 （第 ４ 版 ） ［Ｍ］．第１版，金　名，译．北京：清华大学出版社，２０１４． ［１０］ＳｔｅｖｅｎｓＷ Ｒ．ＴＣＰ／ＩＰ 详解 卷 １： 协 议 ［Ｍ］．第 １ 版， 北 京： 机 械工业出版社，２０００． ［１１］李林 锋，Ｎｅｔｔｙ 权 威 指 南 ［Ｍ］．第 ２ 版， 北 京： 电 子 工 业 出 版 社，２０１５． ［１２］魏　莹，基于 Ｎｅｔｔｙ框 架 的 智 能 终 端 与 服 务 器 通 信 的 研 究 ［Ｄ］． 西安：西安电子科技大学，２０１５． ［１３］ＭａｕｒｅｒＮ．ＮｅｔｔｙｉｎＡｃｔｉｏｎ ［Ｍ］．ＭａｎｎｉｎｇＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１４． ［１４］Ｍａｔａｍ Ｓ，ＪａｉｎＪ．ＰｒｏＡｐａｃｈｅＪＭｅｔｅｒ： Ｗｅｂａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅｔｅｓｔｉｎｇ ［Ｍ］．Ａｐｒｅｓｓ；１ｓｔｅｄ，２０１７． ［１５］ＥｒｉｎｌｅＢ．ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｉｎｇｗｉｔｈＪＭｅｔｅｒ２．９ ［Ｍ］．ＰａｃｋｔＰｕｂ ｌｉｓｈｉｎｇ，２０１３．