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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410613517.8(22)申请日 2014.11.04G06F 1/16(2006.01)(71)申请人 中国电子科技集团公司第三十二研究所地址 200233 上海市嘉定区嘉罗路 1485 号(72)发明人 陈晓竹(74)专利代理机构 上海汉声知识产权代理有限公司 31236代理人 郭国中(54) 发明名称多接口 IO 扩展刀片及刀片服务器(57) 摘要本发明提供了一种多接口 IO 扩展刀片，其特征在于，包括 PCIE 交换芯片、PCIE 与 USB 转换芯片和 USB 桥接芯片 ；所述 PCIE 交换芯片设置有上行端口和多个下。
2、行端口 ；所述 PCIE 与 USB 转换芯片和所述 USB 桥接芯片分别通过下行端口连接所述 PCIE 交换芯片且所述 PCIE 与 USB 转换芯片连接所述 USB 桥接芯片 ；所述 PCIE 与 USB 转换芯片用于一路 PCIE 端口与多路 USB 接口的转换 ；所述USB 桥接芯片用于扩展 USB 接口。本发明还提供相应的刀片服务器。本发明将一路PCIE接口扩展成多种类型的对外接口，包括 PCIE 端口和 USB 接口。PCIE 端口可以插标准的 PCIE 4x 的卡，满足不同用户的需求，USB接口支持USB2.0规范，兼容USB1.1 规范，为 USB 设备提供更多的 USB 接口。
3、，满足更多的带有 USB 接口的设备。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图2页(10)申请公布号 CN 104460858 A(43)申请公布日 2015.03.25CN 104460858 A1/1 页21.一种多接口 IO 扩展刀片，其特征在于，包括 PCIE 交换芯片、PCIE 与 USB 转换芯片和USB 桥接芯片 ；所述 PCIE 交换芯片设置有上行端口和多个下行端口 ；所述 PCIE 与 USB 转换芯片和所述 USB 桥接芯片分别通过下行端口连接所述 PCIE 交换芯片且所述 PCIE 与 USB 转换芯片。
4、连接所述 USB 桥接芯片 ；所述 PCIE 与 USB 转换芯片用于下行端口中的一路 PCIE 端口与多路 USB 接口的转换 ；所述 USB 桥接芯片用于扩展 USB 接口。2.根据权利要求 1 所述的多接口 IO 扩展刀片，其特征在于，还包括 PCIE 4x 功能槽和PCIE 4x 扩展接口 ；所述 PCIE 4x 功能槽和所述 PCIE 4x 扩展接口均连接所述 PCIE 交换芯片。3.根据权利要求1所述的多接口IO扩展刀片，其特征在于，还包括Mini-PCIE功能槽 ；所述 Mini-PCIE 功能槽的一端连接所述 PCIE 交换芯片，另一端连接所述 USB 桥接芯片。4.根据权利要。
5、求 3 所述的多接口 IO 扩展刀片，其特征在于，所述下行端口包括第一PCIE 1x 端口和第二 PCIE 1x 端口 ；所述 Mini-PCIE 功能槽的一端连接所述第一 PCIE 1x 端口 ；所述 PCIE 与 USB 转换芯片连接所述第二 PCIE 1x 端口。5.根据权利要求 3 所述的多接口 IO 扩展刀片，其特征在于，所述 USB 桥接芯片包括Upstream 端口和 Downstream 端口 ；所述 Upstream 端口连接所述 PCIE 与 USB 转换芯片的一路 USB 接口 ；所述 Downstream 端口的一路连接所述 Mini-PCIE 功能槽，另一路用于 US。
6、B 接口。6.根据权利要求1所述的多接口IO扩展刀片，其特征在于，所述PCIE交换芯片采用可编程器件 FPGA ；所述可编程器件 FPGA 用于上行端口和多个下行端口的通道配置，形成具有安全性的数据通道。7.一种刀片服务器，其特征在于，包括权利要求 1 至 6 中任一项所述的多接口 IO 扩展刀片、背板、Blade 刀片、电源、风扇和交换机 ；所述多接口IO扩展刀片、所述Blade刀片、所述电源、所述风扇以及所述交换机均连接所述背板 ；所述多接口 IO 扩展刀片连接所述 Blade 刀片。权 利 要 求 书CN 104460858 A1/4 页3多接口 IO 扩展刀片及刀片服务器技术领域000。
7、1 本发明涉及多接口IO扩展装置，具体地，涉及一种多接口IO扩展刀片及刀片服务器。背景技术0002 刀片服务器用于车载、舰载、机载等军事使用环境，提供高密度计算、可扩展存储、高性能网络、高可用管理等资源与服务的密集计算基础设施，可满足指挥控制、情报处理、预警探测等任务电子系统的后端任务处理及各级军用信息系统的信息处理需求。刀片服务器架构设计，遵循 SSI(Server System Infrastructure，服务器系统架构 ) 规范，系统主要组成包括服务器单元、交换单元、管理控制单元、IO(Input Output，输入输出接口)模块、电源、散热单元、机箱、中板等。其中 IO 模块可以为不。
8、同的用户提供多选择的扩展接口，根据不同使用环境的需要来选择合适的 IO 模块。0003 针对服务器厂商对刀片服务器系统中刀片的对外接口种类和数量的需求不同，有的厂商需要外接更多的硬盘、有的厂商需要外接更多的网口，可以通过 IO 来扩展 SAS 接口来接硬盘，PCIE 接口来接网卡，总之在 SSI 规范中提到了各整机厂商可以根据自己的需求进行相应的外部接口扩展，满足自身的需要。0004 SSI 服务器系统基础设施标准规范提供了模块化服务器的参考设计规范，赋予整机厂商更多的自定义 IO 扩展的能力，但由于其标准未定义 IO 扩展的具体实现方式，SSI 服务器的 IO 扩展性能由厂商的设计能力决定。。
9、发明内容0005 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于 SSI 刀片服务器架构的多接口 IO 扩展刀片。本发明提升了单个计算刀片的 IO 扩展性能，对于本地服务器的功能扩展、多个服务器节点的外部带宽扩展等需要具有重要的实际应用价值。本发明基于 PCIE 交换芯片的端口扩展能力在有限的 IO 刀片尺寸空间内，通过巧妙的结构设计，合理的接口布局。0006 根据本发明的一个方面提供的多接口 IO 扩展刀片，包括 PCIE 交换芯片、PCIE 与USB 转换芯片和 USB 桥接芯片 ；0007 所述 PCIE 交换芯片设置有上行端口和多个下行端口 ；所述 PCIE 与 USB 转换芯片和所。
10、述 USB 桥接芯片分别通过下行端口连接所述 PCIE 交换芯片且所述 PCIE 与 USB 转换芯片连接所述 USB 桥接芯片 ；0008 所述 PCIE 与 USB 转换芯片用于下行端口中的一路 PCIE 端口与多路 USB 接口的转换 ；所述 USB 桥接芯片用于扩展 USB 接口。0009 优选地，还包括 PCIE 4x 功能槽和 PCIE 4x 扩展接口 ；0010 所述 PCIE 4x 功能槽和所述 PCIE 4x 扩展接口均连接所述 PCIE 交换芯片。0011 优选地，还包括 Mini-PCIE 功能槽 ；说 明 书CN 104460858 A2/4 页40012 所述 Min。
11、i-PCIE 功能槽的一端连接所述 PCIE 交换芯片，另一端连接所述 USB 桥接芯片。0013 优选地，所述下行端口包括第一 PCIE 1x 端口和第二 PCIE 1x 端口 ；0014 所述 Mini-PCIE 功能槽的一端连接所述第一 PCIE 1x 端口 ；所述 PCIE 与 USB 转换芯片连接所述第二 PCIE 1x 端口。0015 优选地，所述 USB 桥接芯片包括 Upstream 端口和 Downstream 端口 ；0016 所述 Upstream 端口连接所述 PCIE 与 USB 转换芯片的一路 USB 接口 ；0017 所述 Downstream 端口的一路连接所述。
12、 Mini-PCIE 功能槽，另一路用于 USB 接口。0018 优选地，所述 PCIE 交换芯片采用可编程器件 FPGA ；所述可编程器件 FPGA 用于上行端口和多个下行端口的通道配置，形成具有安全性的数据通道。0019 根据本发明的另一个方面提供的刀片服务器，包括所述的多接口 IO 扩展刀片、背板、Blade 刀片、电源、风扇和交换机 ；0020 所述多接口IO扩展刀片、所述Blade刀片、所述电源、所述风扇以及所述交换机均连接所述背板 ；0021 所述多接口 IO 扩展刀片连接所述 Blade 刀片。0022 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果 ：0023 1、本发明将一路 PC。
13、IE 接口扩展成多种类型的对外接口，包括 PCIE 端口和 USB 接口。PCIE 端口可以插标准的 PCIE 4x 的卡，满足不同用户的需求，USB 接口支持 USB2.0 规范，兼容 USB1.1 规范，为 USB 设备提供更多的 USB 接口，满足更多的带有 USB 接口的设备 ；0024 2、本发明实现最大化的IO扩展性能 ；基于SSI模块化服务器架构，将单个IO扩展刀片的扩展能力提升至同时支持两个标准半高 PCIE 4x 功能槽、1 个 PCIE 4x 扩展接口、1个 Mini-PCIE 功能槽以及 4 个 USB 接口。附图说明0025 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详。
14、细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显 ：0026 图 1 为本发明中多接口 IO 扩展刀片的结构示意图 ；0027 图 2 为本发明中刀片服务器的结构示意图 ；0028 图 3 为本发明中各扩展接口的布局示意图。0029 图中 ：0030 101 为 PCIE 交换芯片 ；0031 102 为上行端口 PCIE 8x ；0032 103 为 USB 桥接芯片 ；0033 104 为第一 PCIE 4x 功能槽 ；0034 105 为第二 PCIE 4x 功能槽 ；0035 106 为 PCIE 4x 扩展接口 ；0036 107 为 PCIE 与 USB 转换芯片 ；0037 1。
15、08 为第二 PCIE 1x 端口 ；0038 109 为第一 PCIE 1x 端口 ；说 明 书CN 104460858 A3/4 页50039 110 为第一路 Downstream 端口 ；0040 111 为第二路 Downstream 端口 ；0041 112 为 Upstream 端口 ；0042 113 为第一 USB 接口 ；0043 114 为第二 USB 接口 ；0044 115 为第三 USB 接口 ；0045 116 为 Mini-PCIE 功能槽 ；0046 201 为背板 ；0047 202 为 Blade 刀片 ；0048 203 为电源 ；0049 204 为风。
16、扇 ；0050 205 为多接口 IO 扩展刀片 ；0051 206 为交换机。具体实施方式0052 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。0053 在本实施例中，本发明提供的多接口 IO 扩展刀片，包括 PCIE 交换芯片 101、PCIE与 USB 转换芯片 107 和 USB 桥接芯片 103 ；0054 所述 PCIE 交换芯片 101 设置有上行端口和多个下行端口 ；所述 PCIE 。
17、与 USB 转换芯片 107 和所述 USB 桥接芯片 103 分别通过下行端口连接所述 PCIE 交换芯片 101 且所述PCIE 与 USB 转换芯片 107 连接所述 USB 桥接芯片 103 以扩展多接口。0055 所述 PCIE 与 USB 转换芯片 107 用于下行端口中的一路 PCIE 端口与多路 USB 接口的转换，即实现 PCI-USB 的数据交换 ；所述 USB 桥接芯片用于扩展 USB 接口。0056 本发明提供的多接口 IO 扩展刀片还包括 PCIE 4x 功能槽和 PCIE 4x 扩展接口106 ；所述 PCIE 4x 功能槽和所述 PCIE 4x 扩展接口 106 。
18、均连接所述 PCIE 交换芯片 101。0057 本发明提供的多接口 IO 扩展刀片还包括 Mini-PCIE 功能槽 116 ；所述 Mini-PCIE功能槽 116 的一端连接所述 PCIE 交换芯片 101，另一端连接所述 USB 桥接芯片 103。所述下行端口包括第一 PCIE 1x 端口 109 和第二 PCIE 1x 端口 108 ；所述 Mini-PCIE 功能槽 116的一端连接所述第一 PCIE 1x 端口 109 ；所述 PCIE 与 USB 转换芯片 107 连接所述第二 PCIE 1x 端口 108。所述 USB 桥接芯片 103 包括 Upstream 端口 112 。
19、和 Downstream 端口 ；所述Upstream 端口 112 连接所述 PCIE 与 USB 转换芯片 107 的一路 USB 接口 ；所述 Downstream端口的一路连接所述 Mini-PCIE 功能槽 116，另一路用于 USB 接口。所述 PCIE 交换芯片采用可编程器件 FPGA ；所述可编程器件 FPGA 能够用于上行端口和多个下行端口的通道进行配置，形成具有安全性的数据通道。可编程器件 FPGA 能够用于实现 PCIE 之间的数据交换，可编程器件FPGA是可根据不同需要配置成不同模式。可编程器件FPGA能够将标准的PCIe内容加密。形成系统独有的内容，本发明可以根据需要。
20、对加密的 PCIe 通道进行配置。形成说 明 书CN 104460858 A4/4 页6具有安全性的数据通道。0058 本发明提供的刀片服务器，包括所述的多接口 IO 扩展刀片 205、背板 201、Blade刀片 201、电源 203、风扇 204 和交换机 206 ；所述多接口 IO 扩展刀片 205、所述 Blade 刀片201、所述电源 203、所述风扇 204 和所述交换机 206 均连接所述背板 201 ；所述多接口 IO 扩展刀片 205 连接所述 Blade 刀片 201。0059 多接口 IO 扩展刀片 205 通过 PCIE 交换芯片 101 的上行端口 PCIE 8x10。
21、2 与刀片服务器的刀片扩展口相连接，通过 PCIE 交换芯片 101 来实现多路 PCIE 的交换功能，这很好的提高了PCIE接口的数量，可以根据不同的需要来实现PCIE的扩展，进一步提供刀片的对外接口数量和功能，可以连接一定数量的 PCIE 设备。在本实施例中将 PCIE 交换芯片 101配置成上行端口为1个PCIE 8x端口和下行端口为10个PCIE 4x端口，下行端口中的PCIE 4x 端口中提供两个标准半高 PCIE 4x 功能槽 104、Mini-PCIE 功能槽 105，1 个 PCIE 4x 扩展接口 106，第二 PCIE 1x 端口 108 接口用于 PCIE 与 USB 转。
22、换芯片来实现 1 路 PCIE 转多路的 USB，第一 PCIE 1x 端口 109 接口用于 Mini-PCIE 插槽。0060 本发明提供的多接口 IO 扩展刀片提供了 PCIE 接口的同时也提供了一定数量的USB接口，用于一些USB设备，使得本发明提供的多接口IO扩展刀片能兼容PCIE设备和USB设备。在本实施例中，将 PCIE 交换芯片 101 的第二 PCIE 1x 端口 108 接口连接到 PCIE 与USB 转换芯片 107 的 PCIE 接口上，由 PCIE 与 USB 转换芯片 107 来实现 1 路 PCIE1x 接口扩展出 4 路 USB 接口，3 路 USB 可以满足 。
23、USB2.0 规范的 USB 设备来使用，1 路 USB 接口作为USB 桥接芯片 103 的 Upstream 端口。0061 USB 桥接芯遵循 USB2.0 规范，有一路 Upstream 端口接 PCIE 与 USB 转换芯片 107，有四路 Downstream 端口，其中一路接 Mini-PCIE 插槽，一路作为 USB 接口使用。0062 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。说 明 书CN 104460858 A1/2 页7图1图2说 明 书 附 图CN 104460858 A2/2 页8图3说 明 书 附 图CN 104460858 A。