一種嵌入式VPX高性能服務(wù)器的研究

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報告或操縱等數(shù)據(jù)；估計某些與目標形體、外觀物理特性有關(guān)的參數(shù)等。早期的一些電子設(shè)備，采用模擬式解算裝置舉行數(shù)據(jù)處理?，F(xiàn)代電子設(shè)備已采用數(shù)字計算機完成這些任務(wù)。

2系統(tǒng)架構(gòu)

為了實現(xiàn)服務(wù)器數(shù)據(jù)入選功能，研究采用了兩塊標準配置顯控板，可擴展CM236/QM170芯片組，COREI5/I7/E3六代處理器，板貼雙通道32GB3加固主板構(gòu)成

VPX顯控主板采用CM236/QM170+酷睿I3/I5/I7至強E3BGA服務(wù)器，屬于INTEL2022年Q3正式推出的嵌入式產(chǎn)品。

萬兆網(wǎng)口采用MELLANOXCONNECTX-3的芯片，支持2個10GRDMAFATPIPES至P1；RDMA（RemoteDirectMemoryAccess）技術(shù)全稱遠程直接數(shù)據(jù)存取，就是為了解決網(wǎng)絡(luò)傳輸中服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理的延遲而產(chǎn)生的。RDMA通過網(wǎng)絡(luò)把資料直接傳入計算機的存儲區(qū)，將數(shù)據(jù)從一個系統(tǒng)快速移動到遠程系統(tǒng)存儲器中，而不對操作系統(tǒng)造成任何影響，這樣就不需要用到多少計算機的處理功能。它消釋了外部存儲器復(fù)制和文本交換操作，因而能解放內(nèi)存帶寬和CPU周期用于提升應(yīng)用系統(tǒng)性能。

RDMA的理解傳統(tǒng)意義上的DMA，直接內(nèi)存訪問（DMA）方式，是一種完全由硬件執(zhí)行I/O交換的工作方式，在這種方式中，DMA操縱器從CPU完全接納對總線的操縱，數(shù)據(jù)交換不經(jīng)過CPU，而直接在內(nèi)存和IO設(shè)備之間舉行.DMA工作時，由DMA操縱器向內(nèi)存發(fā)出地址和操縱信號，舉行地址修改，對傳送字的個數(shù)計數(shù)，并且以中斷方式向CPU報告?zhèn)魉筒僮鞯慕K止。

使用DMA方式的目的是裁減大批量數(shù)據(jù)傳輸時CPU的開銷。采用專用DMA操縱器（DMAC）生成訪存地址并操縱訪存過程。優(yōu)點是操作均由硬件電路實現(xiàn)，傳輸速度快；CPU根本不干預(yù)，僅在初始化和終止時參與，CPU與外設(shè)并行工作，效率高。

CPU+GPU主板規(guī)格如下（優(yōu)先設(shè)計）：

處理器：Intel移動版至強E3處理器1個，BGA1440，集成顯卡Intel?HDGraphicsP530如：E3-1535MV5GT4e，2.8/3.7GHz，8Mcache，4核，功耗45W；

板型：233.35mmx160mm（標準VPX6U版型，十二層，厚度1.6mm+/-10%）；

芯片組：CM236/QM1701個，兩者能兼容；

GPUATI8860獨立顯卡芯片：2GDDR5，支持2D、3D硬件加速，支持OpenGL4.1/4.1+，OpenCLTM1.1/1.2+。支持4K高清；

BIOSAMI，16MbitFlash，SPI接口；

系統(tǒng)內(nèi)存CPU：DDR42133雙通道內(nèi)存，32GB容量，帶ECC；

GPU：ATI8860獨立顯卡芯片，2GDDR5，支持4K高清；

操作系統(tǒng)：LINUX、WIN7、WES7、WIN8、WINSERVER2022、WINSERVER2022；

SSD電子盤：256GB容量（標配），板載設(shè)計；容量可擴展至512GB；

顯示接口最大辨識率4096*2160，1路VGA接口（CO-LAY到前面板和背板），1路HDMI接口，1路DP接口，1路DVI接口；

VPX接口有：

（1）P0接口-電源、管理接口；

（2）P1接口-供給2路萬兆以太網(wǎng)接口；

（3）P2接口-供給1路PCI-ExpressX8總線信號（NT模式），每路可獨立配置為1個16X或者2個8X或4個4X，支持Gen1、Gen2、Gen3；

（4）P4接口-供給4路千兆以太網(wǎng)接口（2路1000Base-KX類型，2路1000BaseT），2路1000Base-KX通過背板連接到交換板，2路1000BaseT通過背板連接到交換板，供給一路iAMT11；

（5）VPX連接器-P3、P5、P6為自定義連接器，以合作后出線板卡；

網(wǎng)絡(luò)接口共5個千兆網(wǎng)絡(luò)接口，采用Intel82580QuadPortGigabitEthernetController（2路1000Base-KX類型，2路1000BaseT類型），2路1000Base-KX和1路1000BaseT作為操縱面接口，1路BaseT到前面板；

采用IntelI219出1路1000BaseT，作為操縱面接口；

采用MELLANOXCONNECTX-3PROEN，2個雙萬兆網(wǎng)絡(luò)接口，用于數(shù)據(jù)面通信；

音頻接口聲卡使用ALC892IC來實現(xiàn)，外帶PA放大，供給LineIN、LineOUT、Speaker、MicIN接口，從RTM輸出；

串行接口-2路RS232串行接口，從RTM輸出；

USB接口-7個USB接口，得志USB2.0&3.0模范，其中3個前面板輸出，4個后RTM輸出；

SATA接口-板載一個SATAIII接口的SSD硬盤，容量256GB，可擴展至512GB；

板內(nèi)一個SATAIII用于測試；

后IO板2個SATAIII接口輸出；

PS/2接口：2組PS/2接口從后VPX接口輸出，支持鍵盤鼠標；

PCIE1個PCIE2.0X16或者2個PCIE8X或者4個PCIE4X，來自CPU，用于背板互聯(lián)；

2個PCIE2.0X1，來自PCH，用于RTM輸出；

IPMC--

（1）VPX12Ccommunication；

（2）能監(jiān)測CPU溫度和板卡環(huán)境溫度；（環(huán)境溫度探頭建議放置在進風(fēng)口的位置）；

（3）支持IPMI板級智能管理總線，可供給電壓、電流、溫度、CPU狀態(tài)監(jiān)控及上/下電管理等；

LED燈：+5V電源燈，SATA電子盤燈，系統(tǒng)狀態(tài)燈，網(wǎng)口狀態(tài)燈位于前面板；

VITA標準：符合OpenVPX（ANSI/VITA65-2022、ANSI/VITA46-2022等）標準；

功耗最大145W；

工作溫度-強固級風(fēng)冷或?qū)Ю洌?20℃～+55℃；

存儲溫度：-45℃～+70℃；

工作濕度不大于95±3%；25℃，72h等。

4結(jié)語

綜上所述，本工程采用VPX架構(gòu)，有效提高系統(tǒng)的傳輸性能和穩(wěn)定性、穩(wěn)當性以及大容量數(shù)據(jù)的處理才能；核心主板完全自主研制，板級國產(chǎn)化，同時設(shè)計有龍芯國產(chǎn)化主板；采用服務(wù)器級別的芯片組和低功耗的至強CPU；