[发明专利]一种基于刀片服务器的USB信号测试的方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机通信领域，具体涉及一种利用USB信号测试来确保高密度刀片服务器系统的USB通信高稳定性的问题。

背景技术

当今的服务器系统，已经突破了传统意义上的系统概念，特别是大型机柜服务器系统，都向着集成化、智能化、标准化的方向发展。而对于这些大型机房，特别使机柜式的服务器系统来讲，其高密度部署越来越重要，在一定的空间内去部署越来越多的计算单元的应用变得更加重要，更加有现实的使用价值和重要意义。因此为了满足这种高密度部署的方案的实施，业界延伸出来了刀片服务器的产品，能够在更小的空间内布置更多的服务器，每个刀片作为一个基本的计算单元来进行互相通信、协同工作。所以对于这种刀片服务器来讲，其对外的通信链路一般选择更加稳定、技术更加成熟的USB通用串行总线来进行实施通信。所以为了满足这种需求，为了使整个系统更加稳定高效、无失真的数据传输，我们必须要保证整个系统的高稳定性，就必须要求其中的USB差分数据信号能够满足USB工业规范的一致性要求，保证整个高密度刀片服务器系统的USB数据链路能够进行规范、无失真的信号传输。

特别是机柜式的大型服务器系统，为了节省空间，正在逐步和高密度刀片服务器系统关联起来，形成一个基于刀片服务器的高密度服务器系统集群。这种架构能够使我们的服务器能够进行更加高密度的部署，节省我们机房的更大的空间，而且配合高性能管理软件能够方便我们的集中管理。在这种架构下，我们的单个刀片计算单元同样在整个系统的前端要和外界进行通信，比较方便而且可行的数据通信通道就是利用USB总线来进行通信。对于这种高密度的刀片服务器集群来讲，如果USB的信号质量起到了关键性的作用，如果USB总线的物理层信号不好，在进行通信的时候，物理层以上的数据链路层和数据协议层等都会出现大量误码现象，最终的表现就是整个系统的USB通信误码率过高、信息通信中断、找不到外面USB设备等等。对于所有的USB设备来讲，行业内专门有USB IF，也就是USB通用串行总线工业协会来负责制定标准、规范并且维持整个USB行业的发展，目前USB的版本是2.0版的480Mb/S的数据传输速度。如此高的数据传输速率，必须通过合理有效的信号测试与检验方法，才能保证整个存储系统的稳定性。

面对这个问题，在USB工业协会已经有了一定的解决方案提出，主要就是围绕USB工业协会的规范，去对USB的信号进行规范，让整个系统信号处于无失真、无反射，使USB的信号能够满足业界规范，能够驱动信号接收端、信号发射端进行USB握手协议后的真正通讯，使整个系统的性能得到最大的优化，以此来消除由于信号质量的问题而产生的一系列功能上的问题。对于我们高密度的刀片服务器系统来讲，每个计算刀片都会对外预留出至少一个USB的通路，进行系统启动、系统通讯、系统管理等功能，所以我们就要完全确保整个USB通信总线的高可靠性，无论USB信号源发射端还是通信线缆、连接器等都要满足物理层电器特性的规范，从而使整个系统的USB信号质量很好的传输，进而避免因为信号质量不好而产生的整个系统的USB通信误码率过高、信息通信中断、找不到外面USB设备等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于刀片服务器的USB信号测试的方法，该方法的实现是利用USB工业规范为理论支撑点，以信号测试为具体检验形式来解决利用USB信号测试来确保高密度刀片服务器系统的USB通信高稳定性的问题。

发明内容包括以下内容：

1)按照USB IF工业协会的USB通用串行总线信号的规范物理层电器规范，去定义整个存储子系统的信号源端主板控制器的USB信号的电器规范，在USB高速、全速、低速三种状态下其USB控制器端差分数据信号的电器特性规范，包含信号的传输速率、信号上升或下降时间、信号眼图信号描述特征，明确服务器主机板的USB输出信号特性；

2)按照USB工业协会对于USB传输线缆的阻抗要求，定义传输线缆的阻抗符合USB的阻抗要求，约束USB差分信号传输线的特性阻抗一定符合规范的要求，以此来保证良好的信号传输质量以及整个系统的高稳定性能；定义刀片外部的互连传输线缆的阻抗为符合USB的阻抗要求的标准线缆；

3)按照USB工业协会对于USB供电系统的要求，定义高密度刀片系统的USB主要5V供电电压的压降和跌落，保证系统工作的稳定电压能量源。

4)按照USB的信号规范，定义单个刀片计算单元主机板的USB信号输出端为符合USB最新的2.0版本的标准信号；