CN100576183C - Sata硬盘的监控装置及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种SATA硬盘的监控装置及其监控方法，可透过装设在SATA Serial ATA背板上且独立于主系统的监控装置对连接于SATA背板上的多个硬盘进行监控，并在监控装置上直接提供灯号显示以可视化方式来显示各硬盘的状态，主系统可以透过发送定义的协议指令给监控装置执行侦测硬盘状态、控制灯号显示及读取状态信息的操控。

Description

SATA硬盘的监控装置及其监控方法

技术领域

本发明为一种硬盘监控装置及其监控方法，特别指一种可经由协议指令由主系统对硬盘监控进行操控并将监控结果透过灯号直接显示于监控装置上的硬盘监控装置及其方法。

背景技术

随着网络的蓬勃发展，网络储存装置的管理也就更显得重要，而通常一般的网络储存装置服务器(Storage Server)对于硬盘(Hard Disk，简称HD)的管理与控制，乃是使用主系统内的中央处理单元(CPU)来同时作硬盘管控，这样的方法不仅较为耗损中央处理单元的处理效能，同时也会占用在中央处理单元上可供使用者进行程序设计用途且数量有限的通用输入输出(General PurposeI/O，简称GPIO)接脚(pin)。

因此，有另一种做法则是在连接硬盘的SATA背板上直接增加一个微处理器(Microprocessor)专司此类服务器中的硬盘管理与控制，但此类SATA背板上往往无法直接提供直觉可视化的硬盘状态，且一般SATA背板与主系统之间的实体接口多采用“并列”或以“通用异步收发传输器(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，简称UART)”方式来与主系统相连结，因此会造成需要较大的线路布局空间并且增加许多制作上的成本。

此种做法上还有另外一个问题，就是在主系统与微处理器间往往必须要有一个共通的通讯协议来处理相关的硬盘监控，然而由于各家服务器生产厂商多半采取不兼容的设计方式，使用非广泛通用格式的方式来进行发展设计，因此造成不同的服务器系统之间对于硬盘监控的兼容性不高且不容易有效推展，并且还增加了许多不必要的开发资源耗费。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明提出一种SATA硬盘的监控装置及其监控方法。

其中，此监控装置可以透过设计的协议指令来完成对SATA硬盘的监控，监控装置及其监控方法包含：通讯接口，用以与主系统连结并透过来自主系统的第一协议指令与第二协议指令进行沟通；多个灯号显示单元，用以显示各硬盘的状态；储存单元，用以储存对应各硬盘及各灯号显示单元的状态信息；及监控单元，用以侦测各硬盘的状态并储存回传的信息于状态信息中，及解析第一协议指令以选择性控制各灯号显示单元并储存回传的信息于状态信息中。

此外，该监控单元可以透过解析第二协议指令，自状态信息中读取对应的信息回传至主系统。

透过此一监控装置，可以自主系统中轻易完成对连接在SATA背板上的硬盘进行实时的监控，整个监控装置的运作独立于主系统之外，因此可以大幅降低主系统的运作负担，并且透过监控装置上的灯号显示单元以可视化方式实时显示各硬盘的状态，并透过所定义的协议指令来执行硬盘状态侦测、控制灯号显示及读取状态信息的操控。

附图说明

图1为本发明监控装置的系统架构图

图2A及图2B分别为本发明第一协议指令及第二协议指令示意图

图3为本发明监控方法的方法流程图

具体实施方式

有关本发明的特征与实作，兹配合图示作最佳实施例详细说明如下。

本发明揭露一种SATA硬盘的监控装置及其监控方法，在以下详细说明中，将描述多种特定的细节以便提供本发明的完整说明，对熟知技艺者来说，可以不需要使用该等特定细节便可以实施本发明，或者可以借着利用替代的组件或方法来实施本发明。在某些状况下，并不特别详细地说明已知的方法、程序、部件、以及电路，以免不必要地混淆本发明的重点。

首先，请参照图1，本案所提出的监控装置131，一种用来提供计算机可执行平台100中的主系统可以直接监控装设于SATA背板130上的多个SATA硬盘140(包含SATA硬盘a…SATA硬盘n)所设计的技术方案。

所述的计算机可执行平台100，一般指服务器，而主系统的部分则特别强调与本案监控装置131有运作上直接关系的中央处理单元110与输出/入控制单元120两者。其中，输出/入控制单元120，一般指南桥芯片，在计算机可执行平台100中负责扮演整合许多输出入(I/O)控制器以提供不同外围装置和总线接口的角色。例如IDE接口、USB接口及SATA(Serial ATA)接口，可借此与硬盘机、光驱、键盘、鼠标…等等装置连接进行控制与存取数据。

如同前面对背景技术所做的描述，以往在对于SATA硬盘的监控上都直接透过主系统中的中央处理单元110来负责的，同样透过所谓的输出/入控制单元120对连接在SATA背板130上的SATA硬盘140进行监控，使得中央处理单元110的运作负担非常大。所以，为了减轻中央处理单元110的运作负担，本发明特别在SATA背板130与主系统(即中央处理单元110与输出/入控制单元120)之间增加了一个独立运作的监控装置131，可独立对连接在SATA背板130上的SATA硬盘140进行监控。

监控装置131在实际实现上可以选择性的与SATA背板130结合在一起或者独立。虽然监控装置131的监控动作本身独立于主系统外，但是对于一些实时状态信息的取得与控制则仍然可由主系统透过定义的协议指令来对监控装置131执行。在较佳实施例中，监控装置131包含有：

(1)监控单元1311，可以于计算机可执行平台100启动时，即主动对连接在SATA背板130上的SATA硬盘140直接进行状态监控，并将各个SATA硬盘140(SATA硬盘a…SATA硬盘n)所回传的信息储存起来，等待根据主系统所发出的协议指令来执行对应的动作。

监控单元1311一般是微处理器(Microprocessor)，里面通常包含有可用以执行监控及与主系统沟通的韧体(图中未显示)。

(2)储存单元1312，直接与监控单元1311连接并由监控单元1311负责控制，主要负责储存前述由SATA硬盘140所回传的状态信息，并且当透过灯号显示单元1314来显示各个SATA硬盘140的实时状态时，也可以被用来记录各个灯号显示单元1314中的状态信息。

(3)通讯接口1313，用以与监控单元1311连接，负责监控单元1311与主系统间的协议指令传递沟通，通常当使用者欲透过计算机可执行平台100中的监控软件(图中未显示)实时监控各个SATA硬盘140的状态时，则可以透过监控软件发出所定义的协议指令，由中央处理单元110接收后由输出/入控制单元120传递到监控装置131中再透过通讯接口1313传送给监控单元1311处理。而监控单元1311根据协议指令所完成的动作也将产生对应的信息透过同样的管道回传至监控软件中，提供使用者知悉。

在较佳实施例中，为了减少监控装置131与主系统之间沟通的电路实现上占用过多的硬件空间，可以选择以系统管理总线(System Management Bus，简称SMBus)来作为实现通讯接口1313的具体态样，此种系统管理总线基本上是一种以I²C(Inter Integrated Circuit)为基础的简单双线(two-wire)且双向的序列(serial)界面，而I²C则是一种高效率的总线。因此，不仅可以有效率的实现监控动作并且在硬件实现上也比较不占用空间。

(4)灯号显示单元1314，亦与监控单元1311连接，可以依照监控单元1311的控制使灯号显示对应的SATA硬盘140状态。灯号显示单元1314中包含有多个灯号显示组件(图中未显示)，目前习知的灯号显示组件为发光二极管(LED)，在与监控单元1311间的信号控制上可以实现每个灯号显示组件都对应到一个SATA硬盘140的状态显示，或者可以用多个灯号显示组件的开/闭状态组合来显示一种特定的状态信息，实际信号控制电路的实现方法可以依照不同定义的协议指令来作配合，在此并不特别作局限。

为了能够识别各个SATA硬盘140，本发明可以利用SATA硬盘140内置的预设码来辅助识别，实现上可以在监控装置131中另外新增一个识别单元(图中未示)，专门用来处理对SATA硬盘140的预设码的读取及识别，识别结果将传回给监控单元1311。

为了能够取得监控装置131的监控状态并对监控装置131进行一些必要的显示控制手段，前面提到必须要在主系统与监控装置131间提供信息沟通传递上必要的协议指令，才能够进一步透过主系统(或者监控软件)来做进一步的控制，以下就针对几个必要的协议指令来作说明，实际的协议指令可以依照不同的监控需求进行必要的修改与扩充，不限定于以下说明的几种协议指令而已：

在较佳实施例当中，所定义的协议指令符合SMBus/I²C格式的协议指令，依照其作动类型可以被分为两种：一是写入指令(以下称第一协议指令)200，如图2A所示；一是读取指令(以下称第二协议指令)300，如图2B所示。

第一协议指令200中，本发明所定义的字段部分包括：指令码210、指令a220及指令b230；第二协议指令300中，本发明所定义的字段部分包括：指令码310、指令a320及指令b330，其余部分包括：起始位(S)、确认位(A)、重新起始位(RS)、非确认位(NACK)、结束位(P)…则均依照系统管理总线(SystemManagement Bus，简称SMBus)的协议指令来定义即可。其中，“指令”字段的长度均为一个位组长度(即8个位)，第一协议指令200的字段长度可以依照增加写入到监控装置131中数据内容的需求来增加关于“指令”的部分，因此整体第一协议指令200的长度可能会较第二协议指令300的字段长度要长。

为了有效实现透过主系统对监控装置的沟通，本发明至少定义了八种有关读取/写入的第一协议指令/第二协议指令，分别说明如下：

第一协议指令(配合参考图2A)，包括：

(1)写入灯号显示指令，在指令码210的部分其值以16进位表示为0x01，代表指令a220的第1字节可以透过将位设定为0/1的二元标志值(Flag Value)来表示所要处理的状态(以下所有协议指令中的指令字段均以此实现)，用以分别设定灯号显示单元1314中8个不同灯号显示组件的开启/关闭状态，以显示不同对应SATA硬盘140的状态，或者也可以透过灯号的显示组合来反映某种监控状态。例如，当每个灯号显示组件分别代表单一对应的SATA硬盘140时，指令a220中的内容假设为01000000，则表示只有第2个位置的灯号显示组件需要被设定为开启状态。当监控单元1311收到此第一协议指令200时，则可以驱动灯号显示单元1314中的对应灯号显示组件(图中未显示)进行开启的动作。

当所要监控的SATA硬盘超出8个以上或者有更多的状态要显示时，则可以适当的使用指令b230的内容来进行设定。

(2)写入SATA硬盘电源指令，在指令码210的部分其值以16进位表示为0x02，同样的代表指令a220的第1字节可用以分别设定对应SATA硬盘140电源的开启/关闭状态，例如：若指令a220中的内容为00100000，则对应第3个位的SATA硬盘140的电源必须开启，其余电源则关闭。

当所要监控的SATA硬盘超出8个以上时，则可以进一步使用指令b230的字段内容来进行扩充上的设定。

(3)写入灯号闪烁显示指令，指令码210的部分以16进位0x03表示，指令a220的部分可以用来控制对应灯号显示组件的闪烁状态的开启/关闭，超过的部分同样可以透过指令b230的部分来实现写入的动作。

以上第一协议指令200，多为包含两个指令(即指令a220及指令b230的部分)，实际应用上可以依照扩充和设定上的需求再增加“指令”的字段。

第二协议指令(配合参考图2B)，则包括：

(4)读取韧体指令，指令码310的部分以16进位0xFF表示，指令a320的部分用来提供监控单元1311记录监控装置131中监控单元1311的韧体识别码(firmware identify code)，指令b330则用来记录韧体版本(firmwareversion)。

(5)读取SATA硬盘安装状态指令，指令码310的部分以0x00表示，其中指令a320可以提供监控单元1311记录对应SATA硬盘140的安装状态。例如：10111110代表第2个位置及第8个位置并未安装SATA硬盘140，若超过8个以上SATA硬盘140的安装状态侦测，则可利用指令b330的部分来进行。

(6)读取灯号显示状态指令，指令码310的部分为0x04，可以利用指令a或者必要时使用到指令b的部分来提供监控单元1311回复有关目前灯号显示单元1314中各个对应灯号显示组件的当前状态。例如：指令a320中01000000的回复信息代表着只有第二个位置的灯号显示组件为开启状态，其它灯号显示组件则为关闭状态。

(7)读取SATA硬盘电源状态指令，指令码310为0x05，指令a320与指令b330的部分可以用来记录至少8个对应SATA硬盘140的电源开启/关闭状态。

(8)读取灯号闪烁显示状态指令，指令码310为0x06，同样可以透过指令a320与指令b330的部分来记录对应灯号显示组件的闪烁状态的开启/关闭状态。

以上所述的第一协议指令200与第二协议指令300所提供的写入/读取功能仅为代表性内容，实现上熟悉该项技术者仍可在不脱离本发明所提出的定义格式下依照需求自行定义。

透过前述的协议指令，则本发明更进一步提供可以透过装设在SATA背板130上且独立于主系统的监控装置131对连接于SATA背板130上的多个硬盘进行监控的监控方法，其主要的运作流程如图3所示，说明如下：

首先，监控装置131中的监控单元会在计算机可执行平台100启动时开始侦测连接于SATA背板130上各SATA硬盘140的状态，并将这些由SATA硬盘140所主动回传的信息储存在储存单元1312的状态信息中(步骤400)，监控单元1311根据对各个SATA硬盘140的预设码进行识别后来产生对应于各个SATA硬盘140的状态信息，对SATA硬盘140的识别如前所述可透过额外的识别单元(图中未示)来处理，这些状态信息在储存单元1312中依照不同的侦测项目分别储存以0/1表示的二元标志值(Flag Value)，用以显示每个SATA硬盘140在不同侦测项目中所具有的当前状态。这些侦测项目可以是SATA硬盘140的安装状态、运作状态…回传的信息种类视监控单元1311中韧体的设计而定。当SATA背板130所连接的SATA硬盘140产生状态改变时(如移除、新增或者故障)，通常监控单元1311会经由韧体的主动侦测而得知，并更新在储存单元1312中的状态信息。当监控单元1311完成对SATA硬盘140的主动侦测后，整个监控装置131会将这些回传信息回传给主系统中的监控软件知悉，并同时处于等待主系统指令的状态(步骤410)，在未接到主系统指令前持续保持等待状态。

此时，主系统中的监控软件可以根据收到的回传信息来发出相关的第一协议指令200，由监控单元1311进行解析后，来控制灯号显示单元1314的显示状态，使灯号显示单元1314能够呈现SATA背板130上正确的SATA硬盘运作状态(步骤420)。虽然图3中所显示的控制灯号显示单元1314，但是实际上除了控制灯号显示外亦可以透过前述其它第一协议指令200来执行对SATA硬盘140的电源开启/关闭设定，或者灯号显示单元的闪烁状态控制…(图3中未显示对应流程)。

或者，主系统中的监控软件可以依照使用者的需要随时发出第二协议指令300，由监控单元1311进行解析后，自监控装置131中读取对应的状态信息(步骤430)，如：监控单元1311中韧体的版本、SATA硬盘140的电源状态、SATA硬盘140的安装状态、灯号显示单元1314的显示状态、灯号显示单元1314的闪烁状态…，如同前面所述各种第二协议指令300的作用(图3中未显示详细对应流程)。

运用本发明的监控装置131及监控方法，对扮演系统设计及研发角色的使用者来说是非常有用的，例如：可透过计算机可执行平台100中的监控软件来实时读取和控制SATA硬盘140的状态，并且主系统的中央处理单元110也无需额外花费运算资源在处理监控方面，更可藉由定义的协议指令使监控软件与监控单元1311之间的沟通接口统一，增加未来在修改监控功能上的可变更弹性。

虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (5)

1.一种SATA硬盘的监控装置，该监控装置与连接若干个硬盘的SATA(SerialATA)背板做电性连接，具有：

一通讯接口，该通讯接口为一系统管理总线(SMBus，System ManagementBus)，用以与一主系统连结并透过来自该主系统的一第一协议指令与一第二协议指令进行沟通，该第一协议指令及该第二协议指令分别为基于SMBus/I²C格式的写/读指令(Set/Get Commands)，且该第一协议指令及该第二协议指令至少包含一指令码字段及两个指令字段；

一识别单元，用以根据各该硬盘的一预设码来识别各该硬盘；

若干个灯号显示单元，用以显示各该硬盘的状态；

一储存单元，用以储存对应各该硬盘及各该灯号显示单元的一状态信息；及

一监控单元，用以侦测各该硬盘的状态并储存回传的信息于该状态信息中，及解析该第一协议指令以选择性控制各该灯号显示单元并储存回传的信息于该状态信息中；

其中，该监控单元解析该第二协议指令自该状态信息中读取对应的信息回传至该主系统。

2.根据权利要求1所述的SATA硬盘的监控装置，其特征在于，该监控单元为一微处理器(Microprocessor)。

4.根据权利要求1所述的SATA硬盘的监控装置，其特征在于，该状态信息记录的以0/1代表的二元标志值(Flag Value)。

5.一种SATA硬盘的监控方法，应用于具有若干个硬盘且连结于一主系统的SATA(Serial ATA)背板上，包括下列步骤：

取得各该硬盘的一预设码来识别各该硬盘；

侦测各该硬盘的状态并储存回传信息于一状态信息中；

当接收到来自该主系统的一第一协议指令时，解析该第一协议指令以选择性控制若干个灯号显示单元使各该灯号能够显示各该硬盘的状态，并储存回传的信息至该状态信息中，该第一协议指令及该第二协议指令透过一系统管理总线(SMBus，System Management Bus)进行传递，该第一协议指令及该第二协议指令为分别基于SMBus/I²C格式的写/读指令(Set/Get Commands)，且该第一协议指令及该第二协议指令至少包含一指令码字段及两个指令字段；及

当接收来自该主系统的一第二协议指令时，解析该第二协议指令自该状态信息中读取对应的信息回传至该主系统。

6.根据权利要求5所述的SATA硬盘的监控方法，其特征在于，该状态信息记录的以0/1代表的二元标志值(Flag Value)。

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