論文提供：控易電子
CompactPCI單板的管理近來受到越來越多的關注。盡管這種管理功能自2000初就已經存在了，供應商和用戶只是現在才開始探索管理功能。CompactPCI的用戶開始探索使用符合工業標準的管理機制來對單板進行管理。PCI工業計算機制造組織（PCIMG）針對CompactPCI的系統管理制定了PICMG2.9規范。本篇文章將著眼于系統管理的需求以及PICMG 2.9規范如何被用來解決系統管理的挑戰以及需要更進一步研究的方面。
系統管理需求
早期的CompactPCI單板自備一套管理架構，也就是說，單板自己管理自己。任一一個單板將自行根據環境溫度是否超限，看門狗(Watch Dog)在這些系統中，不具備單一的管理實體來負責整個系統中所有單板的管理。最初人們嘗試著通過共享內存的架構以及基于PCI基本消息傳送機制在板間共享管理信息。隨著CompactPCI開始應用于高可用性應用，對系統管理的需求也開始增長。在這些應用中只知道單板是否運行正常已不再能滿足需要，因為在這些高可靠性應用中，系統不僅需要對可替代單元（FRUs）的正常狀態進行檢測，而且也需要對其進行復位和上電掉電操作，同時監控其溫度。可替代單元（FRUs）已經不僅僅是一塊單板，其定義已被擴展到涵蓋具有風扇、電源、背板、報警板和內部溫度傳感器。這樣系統管理的內容已經添加了對這些新增FRUS的監測。隨著這些管理需求的增長，固定的管理數據傳輸的需求日漸明顯。而這些管理數據的傳輸因為較為重要而不能與PCI總線上的數據混合傳輸。對系統進行遠端監控制的功能也受到用戶歡迎，這也將對管理功能帶來新的改變。
PICMG 2.9
PICMG2.9規范作為PICMG2.0 CompactPCI核心規范的協同規范，其1.0版本發表于2000年2月。同年5月在ECR出了后續版本。核心規范中定義了系統管理的針腳（IPMB_SCI,IPMB_SDA,IPMB_PWR），但沒有規定這些針腳的電子和協議要求。PICMG2.9定義了針對CompactPCI單板管理消息的電氣特性和協議規定。在設計CompactPCI管理方案時，設計者參考了可以借鑒的其他工業標準，最明顯的選擇是IPMI(智能平臺管理接口)。IPMI規范是由Intel, Dell, HP和NEC為了提供對服務器物理特性如溫度、電壓、風扇、電源和機箱提供監控而聯合開發的標準接口。IPMI由三部分規范組成：智能平臺管理接口、智能平臺管理總線（IPMB）、智能機箱管理總線(ICMB)。IPMI規范定義了管理軟件和機箱管理硬件的接口。IPMB規范定義了內部智能平臺管理總線。ICMB規范定義了聯接另加的IPMI使能系統的外部總線。通過把IPMI整合進CompactPCI，PICMG能夠推動IPMI聯盟的工作完成。
系統管理的物理連接
CompactPCI的系統管理的電氣聯接是基于I2C總線。這個總線是一個兩線串行接口（時鐘、數據）由open-collector驅動。設備總線基于沖突檢測機制。現定義速率是100Kb/sec，可擴展到400Kb/sec. I2C時鐘、數據信號可被定義成一個IPMB。CompactPCI規范定義了兩個IPMB總線。第二條IPMB總線是可選的。IPMB內部聯接位于CompactPCI J1和J2聯接頭，定義如表一所示：
J2
J2
IPMB0
Vsm
IPMB1
ALERT#
信號
SCLK
SDAT
SCLK
SDAT
名稱
IPMB_SCL
IPMB_SDA
IPMB_PWR
SMB_SCL
SMB_SDA
SMB_ALERT#
位置
B17
C17
A4
D19
C19
E19
表 1 CompactPCI IPMB針腳分配
CompactPCI 板上的系統管理接口是由一個專用的系統管理電源驅動，這種分離式電源供給使得管理CompactPCI單板的系統控制器在單板掉電的情況下仍然能夠工作。IPMB可被擴展到風扇、電源、機箱溫度監控。典型的IPMB背板互連如下圖1所示：
圖 1 IPMB 互聯
在圖1中，對于位于背板外部機箱內部的設備，系統管理控制器都與其聯接。在PICMG 2.9定義了1個IPMB擴展聯接頭，用于標準化非CompactPCI板子的IPMB聯接。CompactPCI制造商在IPMB總線配置上可以選擇圖2所示配置，或者星型配置。把IPMB用于插拔式設備環境，在功能上就需要把熱插拔規范加入到I2C規范中，它需要支持在電源正常供應以及數據傳輸時設備的熱插拔。這種要求在典型的I2C接口中很難得到滿足，這也正是諸多PICMG 2.9規范對于現有標準的提高之一。
系統管理指令
IPMB被運用到在系統管理控制器和CompactPCI單板板載管理控制器之間傳送指令，對于IPMB上承載的指令的定義和格式由IPMI規范版本 1.5版本規范描述。IPMI規范設計參照服務器主板環境，在一個典型的主板上，管理控制器與許多位于主板上、機箱內的啞元傳感器相聯。指令集包含針對于這種環境中傳感器的處理，數據的存儲，日志以及看門狗定時器的定制指令。盡管IPMI指令集對主板環境來說比較適合，但它不具備提供對獨立于硬件之外的數據的能力。在2002年五月， PICMG 2.9規范得到了進一步的改善，增補了一份變更通知，解決了最初2.9規范中的一些缺陷。ECR致力于定義一種就軟件來說與硬件無關的機制，這種機制能判別背板的容量以及哪個槽位已經插入了CompactPCI單板。位于一個標準CompactPCI單板上的管理控制器可能會和地址總線、位于單板把手上熱插拔微動開關、藍色的熱插拔燈、甚至是HEALTHY和ENUM#信號聯通。典型的系統管理控制器板與位于外設板上的管理控制器的聯接如下圖2所示：
圖2 管理控制器連接圖
現在面對著一個不明顯的挑戰是如何有一個一致的方法來尋址位于CompactPCI外設板上的設備。IPMI尋址傳感器只是通過傳感器的編碼，但是PICMG到現今為止仍然沒有統一板上不同傳感器的編碼標準。此種結果帶來的挑戰就是系統管理控制器缺乏標準一致的方法去與位于外設板上的諸如熱插拔藍色指示燈、微動開關通信。這些缺陷將會是正在制訂中的CompactTCA規范需要解決的。
遠程管理CompactPCI板
現今而言，CompactPCI管理架構的定義是傾向于管理單板及所有機框內的FRUs.如今許多應用需要對CompactPCI系統進行遠程監控和管理。應運而生存在一個IPMI消息IP打包封裝標準，這個標準就是遠程管理協議（RMCP）。通過支持RMCP協議并具有以太網接口的系統管理控制器，CompactPCI的使用者可以對CompactPCI系統進行遠程管理。但RMCP的使用現今只處于起步階段，后續將要做許多工作來滿足CompactPCI制造商不同產品之間的協同工作。這方面也是正在制訂中的CompactTCA規范需要解決的另一個領域。
總結：
PICMG2.9規范借助于現存的IPMB和IPMI標準，提供一個管理架構和接口。這個標準給CompactPCI的使用者提供一條不依賴于PCI總線的途徑去控制和監測機箱里的所有FRUs。很可能在未來的CompactPCI架構將會依賴PICMG2.9在監測單板的運行狀態的同時去控制單板的熱插拔。這些需要進一步提高PICMG2.9的不依賴硬件的能力。正在制訂中的CompactTCA規范將會完成這個工作。CompactPCI的使用者也可以借助RMCP的好處通過IP實現系統的遠程管理。PICMG2.9是一個獨立的、可選擇的規范。當用戶需要PICMG2.9規范提供的管理功能時，必須確認產品符合此規范。盡管對CompactPCI單板和系統的管理尚處在起步階段，但已經能完成協同工作，并且能夠面對當今管理需求所提出的挑戰。
