利用Virtex-5系统监控器加强系统管理和诊断

2010-07-02 15:46:03来源: Xilinx公司

  电信行业要求具有很高的服务可用性-正如你一拿起电话就希望听到拨号音一样。随着宽带服务提供商争相进入音频和视频领域(伴随所谓的"三重播放"的展开),用户期望他们可以在这些领域实现同样的高可用性。

  高可用性只能通过为构成系统的硬件提供冗余性来实现。然而,为了有效管理这种冗余,系统必须能够监控自己的运行状态,如果发生故障,系统必须在用户觉察到任何故障停机之前切换到备用硬件。对物理环境的密切监控,让运营商可以在发生任何部件故障时采取积极行动。这涉及到监控机架内部的物理环境,利用各种传感器来记录相关变量,比如温度、电源电压、湿度和冷却性能等。

  FPGA是高可用性基础设施中的重要构建模块。因此,应该密切监控系统内FPGA的片上环境及其周围环境。Xilinx Virtex-5系统监控器可以更加轻松地监控FPGA及其外部环境。

  Virtex-5系统监控器

  Virtex-5系统监控器能够让用户轻松获得FPGA片上(晶片)温度和电源条件方面的信息。它还可以通过外部模拟输入通道获取外部传感器信息(最多可以监控17个外部传感器)。获取上述信息需要很少的设计努力,甚至不需要,具体取决于所需的功能。常见的功能,比如报警、自动通道定序器和数据平均,都可以从系统监控器模块中得到,这样设计人员就能够轻而易举地开发出一个解决方案。

  图1给出了Virtex-5系统监控器的结构图。该监控器的核心是一个10位(每秒200,000个采样)模数转换器(ADC)。ADC的模拟输入范围是0~1V。在10比特的分辨率下,该ADC能够处理的输入电压精度大约为1mV。

Virtex-5系统监控器的结构图

  如图1所示,片上传感器和外部模拟输入通道都通过模拟多路复用器与ADC输入端相连。因此,从不同传感器获得的电压必须由ADC转化成数字量。测量结果被写入状态寄存器,并能够利用FPGA架构或者通过FPGA和PCB的JTAG基础设施从外部轻松读取上述状态寄存器中的数据。利用同样的接口也可以对监控器的控制寄存器进行读写操作。控制寄存器对系统监控器的操作(例如,针对测试、编程报警极限和传感器平均的要求选择合适的传感器通道)进行配置。加电后不久系统监控器就完全进入工作状态,而且在不配置FPGA的条件下就能够进行正确的操作。默认情况下,加电后只会监控片上传感器;但也可以启用外部模拟输入。配置前只能通过JTAG测试访问端口(TAP)获取测量信息。

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关键字:FPGA  Virtex-5  系统监控  传感器

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/0702/article_1220.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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