VPX板卡IPMC设计

2018-08-03王全振全洪飞

数字通信世界 2018年7期

关键词：上拉背板板卡

王全振，全洪飞

1 引言

IPMI（智能平台管理接口）是一种开放标准的硬件管理接口，用于VPX、ATCA等系统中，IPMC（智能平台管理控制器）是IPMI的控制器，一般采用微控制器实现。IPMB（智能平台管理总线）其物理层使用IPMC的IIC总线实现。

2 IPMC介绍

本设计中VPX系统的IPMC共有两路IPMB，通过P0连接器的SM[3：0]四个pin与背板上的IPMB总线相连。IPMC是ChMC（机箱管理器）访问各板卡的接口，可以实现以下功能：

（1）实现板卡上下电及重启等控制。

（2）由两路I2C构成IPMB总线，响应系统命令并进行相应处理。

（3）进行温度、电压等检测、功能自检上报。

（4）将功能电路的故障信息上报给控制板的ChMC。

3 IPMC电路设计

VPX板卡IPMC电路框图如图1所示。MCU（微控制器）采用北京兆易创新科技股份有限公司的GD32F103CBT6芯片，GD32系列MCU是国产处理器，时钟主频108MHz，超过STM32F1系列的72MHz。IPMC电路单元采用独立的3.3V_AUX供电，背板提供的最大功率为1.32W，GD32系列芯片在所有外设开启、时钟频率108MHz时消耗的电流仍不超过50mA，完全能够满足标准要求。

MCU根据机箱管理器ChMC要求控制整板电源使能，实现板卡上下电及重启功能。MCU有10通道ADC，采集板上不同的电压，实现过压、欠压报警功能。芯片内部自带温度传感器，无需再外挂传感器芯片，节省了BOM成本。两路I2C通过P0连接器连接到背板IPMB总线。JTAG和串口提供程序的下载和调试通路。

图1 IPMC电路框图

4 IPMB设计

IPMI规定IPMB需要支持热插拔功能，使用Linear公司的LTC4303IDD可满足要求，该芯片支持热插拔，具有I2C总线阻塞恢复功能，当SDOUT和SCLOUT被拉低的时间超过30ms时，LTC4303自动切断数据和时钟连接，此时LTC4303将在SCLOUT上产生16个时钟脉冲，释放总线，释放后总线自动恢复空闲状态，避免了总线锁死。

LTC4303IDD芯片是漏极开路输出，时钟和数据总线上需要接上拉电阻以输出高电平。根据设计经验，当负载较多的时候，上拉电阻阻值可使用1.5K～5K之间数值，负载较少的时候，上拉电阻可使用4.7K以上。IPMB总线的电阻放在背板上，不再需要各板卡单独端接。由于机箱内板卡可多达16个，负载较多，背板上选用的上拉电阻为2.2K，隔离芯片总线一侧不再需要接上拉电阻，隔离芯片板卡一侧电路根据芯片手册要求接10K上拉电阻。隔离芯片电路如图2所示。