专利名称：一种多bios映像并行初始化的方法
技术领域：
本发明涉及高性能计算机领域，具体涉及一种多BIOS映像并行初始化计算机 系统的方法和基于这种方法实现的高性能计算机系统体系结构。
背景技术：
高性能和容错计算机技术，是基于满足人们不断追求计算机更高的计算性能和 稳定性的需求而产生的。从计算机诞生之日起，人们就在持之以恒的追求着实现 更高计算能力，更稳定运行的高性能计算机系统，伴随着计算机科学技术的日新 月异发展及层出不穷的各类应用需求，人们对高性能计算机提出了新的和更高的 需求。在高性能计算机科学技术发展的过程中，无数前人和智者贡献了自己的真 知灼见以此来推动高性能的计算机技术的进步，尤其是最近几年，各种优化的计 算机体系结构不断的推陈出新，如MPP、 SMP、集群等，高性能计算技术获得较大 发展。
目前高性能计算机技术的实现，涉及到计算机体系结构中，软硬结合多个功能 模块的协调配合及优化，如处理器模块，桥控制器模块，存储模块，芯片组模块 及BIOS模块等，之前在高性能计算机模块中，因为只有一个BIOS映像负责启动 系统和初始化管理所有的处理器，所以导致系统启动阶段，系统的整体效率降低， 虽然市面上已有双BIOS映像的设计，但是这种设计只是侧重于BIOS映像的保护， 并不能提升系统的性能和效率，还是只有其中之一的BIOS映像负责系统的初始化 和管理，另外一个BIOS映像只是对正常工作BIOS的数据备份，因此迫切的需要 -种可以改变这种影响计算机系统性能瓶颈的解决方案，本发明正是针对此而发 明设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种多BIOS映像并行初始化的方法。 本发明的目的是按以下方式实现的，本发明的方法不同于传统的系统单BIOS 串行初始化方法，本发明的方法是在创新的改变传统计算机系统结构的基础上将 传统计算机系统通过挂载在多级桥控制器下的单个BIOS来串行初始化系统的方法 设计为多个BIOS直连在处理器上来并行的初始化计算机系统。
本发明的方法是通过多个BIOS映像并行初始化系统，实现多个BIOS直连处 理器，达到加快系统初始化的速度，提升系统运行的效率和系统的高可用性，包 括如下内容、架构及步骤其中内容有1) 计算机系统内设置多个BIOS映像共同'工作；
2) 多个BIOS并行初始化计算；
3) 多个BIOS直与处理器连接；
系统配置有
7) BI0S模块；
8) 处理器模块；
9) 内存模块；
10) 桥控制器或转接器模块；
11) 外围设备1/0模块;
12) 存储模块； 步骤
D. 系统启动初期，多个BIOS并行工作，保证每个处理器都在运行工作；
E. 系统初始化时，多个BIOS负责初始化各自对应的处理器；
F. 系统初始化好后，多个BIOS映像汇总成一个计算机系统BIOS映像。
本发明的有益效果是基于多个BIOS并行的初始化系统，能够解决传统串行
方法所引起的因为同一时间段内无法同时初始化多种同类或相关的系统资源而导 致的计算机系统资源必须等待而产生的浪费现象，因此本发明能够加快计算机系
统的初始化的速度，提升计算机系统运行的效率，并且因为是多个BIOS映像在并 行的工作，排除了传统系统因为单个BIOS映像的损坏，导致计算机系统整体的崩 溃的极端风险，多个BIOS映像的共同并行工作，不会因为其中某一个或多个BIOS 映像的问题而影响系统的启动及初始化，只要计算机系统至少还有一个BIOS映像 可用，就会满足系统的启动需求，并且其它出现问题的BIOS映像，可以在修复好 后重新初始化本地资源而后加入计算机整系统，极大地提升了计算机系统的高可 用性，使其适用于复杂的高性能计算应用领域，因而具有非常广阔的应用前景。
附图1为传统的单BIOS映像串行初始化的计算机体系结构示意图； 附图2为传统的单BIOS映像串行初始化计算机系统方法的流程； 附图2为基于多个BIOS映像并行初始化的计算机体系结构示意图； 附图4为基于多个BIOS映像并行初始化计算机系统方法的流程。
具体实施例方式
下面参照附图，对本发明的内容以一个具体实例来描述实现这一方法的流程和 体系结构的过程。
正如发明内容中所描述的，本发明的方法主要包括多BI0S映像(1)，并行初始化系统(2),直连处理器(3)，因此以一个高性能计'算机的体系结构来具体描述上 诉方法的实现，此高性能计算机主要包括BIOS模块(A)，处理器模块(B)， 内存模块(C)，桥控制器或转接器模块(D)，外围设备(I/0)模块(E)及存储 模块(F)。
因此，此系统的架构是附图3， BIOS映像通过SPI (或LPC)总线或者通过其 它通信协议，直连在处理器模块上，也可以通过在处理器模块和BIOS映像之间通 过转接芯片连接，处理器模块集成内存控制器，处理器模块通过点对点的通信协 议或者系统总线与桥控制器或转接器相连，多级桥控制器或转接器之间再通过系 统和局部总线进行相连，外围1/0设备和存储设备通过局部总线和桥控制器相连。
附图4介绍系统初始化的流程方法设计，计算机系统在上电起动的时候，每个 处理器都会并行的启动，进行各自的自检，并对相连的BIOS映像进行寻址和定址 关联，然后跳转到BIOS映像中，执行BIOS映像定义的初始化动作，多个BIOS映 像，分别进行各自的初始化流程，不分主次，互不干扰，依次进行初始化本地处 理器功能、资源和与处理器相连的内存，初始化与处理器相连的桥控制器或转接 器，或者多个BIOS进行合作分工，分别初始化同一个桥控制器或转接器的各个功 能部分，然后初始化与桥控制器或转接器相连的外围设备，初始化本地的存储设 备，当每个BI0S映像分别初始化好本地资源后，多个BIOS映像分别访问并标志 系统内存，最后在系统内存中形成一份汇总的BIOS映像，并将此BIOS映像传递 给操作系统。
计算机系统中存在多个BIOS映像，并且每个BIOS映像直连在相对应的处理 器上。在系统启动之前，各个处理器已经分别上电，并进行处理器内部的芯片级 的初始化，并定址关联到本处理器直连的相对应的BIOS映像。多个BIOS初始化 各自处理器的时，不规定时序和主次之分，并行进行初始化动作。
每个BIOS映像负责初始化相应处理器及桥控制器资源，包括处理器内部寄存 器、内存属性范围寄存器、本地内存、本地高级编程中断控制器、中断向量表、 处理器间的连接通路与处理器相连的桥控制器或转接其的内部的寄存器组、I/O高 级编程中断控制器等功能部件、初始化挂载在多级桥控制器或转接器上的外围设 备、初始化挂载在桥控制器或转接器上的存储设备。
系统的结构是由6部分软硬模块组成，依次为BI0S模块，处理器模块，内 存模块，桥控制器模块，包括节点控制器，1/0集线器，北桥及南桥，外围设备模 块和存储模块。
需要注意的是，上诉流程和过程只是为了描述本发明的技术方案而选取的一个 实例，而本发明所介绍的技术方案也适用于采用其它流程进行初始化的高性能计 算机系统。
权利要求
1、一种多BIOS映像并行初始化的方法，其特征在于，通过多个BIOS映像并行初始化系统，实现多个BIOS直连处理器，达到加快系统初始化的速度，提升系统运行的效率和系统的高可用性，包括如下内容、架构及步骤其中内容有1)计算机系统内设置多个BIOS映像共同工作；2)多个BIOS并行初始化计算；3)多个BIOS直与处理器连接；系统配置有1)BIOS模块；2)处理器模块；3)内存模块；4)桥控制器或转接器模块；5)外围设备I/O模块；6)存储模块；步骤A.系统启动初期，多个BIOS并行工作，保证每个处理器都在运行工作；B.系统初始化时，多个BIOS负责初始化各自对应的处理器；C.系统初始化好后，多个BIOS映像汇总成一个计算机系统BIOS映像。
2、 根据权利要求1所诉的方法，其特征在于，计算机系统中存在多个BIOS 映像，并且每个B工OS映像直连在相对应的处理器上。
3、 根据权利要求1所诉的方法，其特征在于，在系统启动之前，各个处理器 已经分别上电，并进行处理器内部的芯片级的初始化，并定址关联到本处理器直 连的相对应的BIOS映像。
4、 根据权利要求1所诉的方法，其特征在于，多个BIOS初始化各自处理器的 时，不规定时序和主次之分，并行进行初始化动作。
5、 根据权利要求4所诉的方法，其特征在于，每个BIOS映像负责初始化相 应处理器及桥控制器资源，包括处理器内部寄存器、内存属性范围寄存器、本地 内存、本地高级编程中断控制器、中断向量表、处理器间的连接通路与处理器相 连的桥控制器或转接其的内部的寄存器组、I/O高级编程中断控制器等功能部件、 初始化挂载在多级桥控制器或转接器上的外围设备、初始化挂载在桥控制器或转 接器上的存储设备。
6、 根据权利要求1所诉的方法，其特征在于，系统的结构是由6部分软硬模 块组成，依次为BIOS模块，处理器模块，内存模块，桥控制器模块，包括节点 控制器，1/0集线器，北桥及南桥，外围设备模块和存储模块。
全文摘要
本发明提供一种多BIOS映像并行初始化的方法，本发明的方法不同于传统的系统单BIOS串行初始化方法，本发明的方法是在创新的改变传统计算机系统结构的基础上将传统计算机系统通过挂载在多级桥控制器下的单个BIOS来串行初始化系统的方法设计为多个BIOS直连在处理器上来并行的初始化计算机系统。通过多个BIOS映像并行初始化系统，实现多个BIOS直连处理器，达到加快系统初始化的速度，提升系统运行的效率和系统的高可用性。
文档编号G06F9/445GK101609406SQ20091001723
公开日2009年12月23日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者乔英良, 鑫 王, 王英明, 班华堂, 胡雷钧, 黄家明 申请人:浪潮电子信息产业股份有限公司