CN101116059A - 在连接到电源的装置中避免连接错误 - Google Patents

Abstract

一种用于减少在耗电装置和供电装置之间的连接中错误的发生的逻辑装置，包括：模式生成组件，用于生成将从供电连接牵引的模式化的负载的可标识模式；负载牵引组件，其响应于模式生成组件用于从供电连接牵引模式化的负载；以及位于所述耗电装置的测试组件，用于在信号连接中进行测试，以找到通过所述供电装置满足所述模式化的负载的需求的响应供电。所述逻辑装置可被进一步实现为系统或计算机程序。

Description

在连接到电源的装置中避免连接错误

技术领域

本发明一般涉及一种用于改进连接到“智能”电源装置的系统的可靠性的方法和装置。具体而言，本发明涉及改进的在连接到智能不间断电源(UPS)装置的装置中避免连接错误。

背景技术

出于简洁性和清晰性，本发明及其优选实施例将针对使用UPS的数据存储装置的背景进行描述，但是对于本领域技术人员将很明显，本发明及其优选实施例并不限于在这样的环境中使用。具体而言，对于本领域技术人员将很显而易见，在数据处理领域中存在许多其它潜在的电源“使用者”系统，并且本公开的系统和方法将在这些系统中具有等效的适用性。

转到示例性的数据存储领域，许多数据存储产品包含被认为是非易失性的、用于存储数据的某种存储器。此数据通过软件、智能外部不间断电源(UPS)和盘驱动器的结合而呈现非易失性。(智能UPS是一种能够控制和监视其运行条件并经由信号电缆对信号进行响应的UPS。由此，这样的系统的可靠性、可用性和可服务性比起传统的“非智能”装置有所增强。)在通过信号电缆连接的节点处的软件监视UPS的状态以及对UPS的供电，并且如果它检测出到UPS的主电力发生了故障，则它启动下述过程，通过该过程，存储器的内容被写出到盘上。此过程在来自UPS的电力下进行。一旦数据已经从存储器拷贝到盘，存储产品硬件就被断电。

存储产品和传统的智能UPS之间的连接由电力电缆和独立的信号电缆组成，典型地采用RS232(串行)连接的形式。由于典型使用的可购买到的UPS的物理设计，在物理上能够将电力电缆插到一个UPS中，以及将数据电缆插到不同的UPS中。同样的困难也适用于连接到UPS的数据处理装置的各种配置，其取决于所述装置所处的不同使用，具有变化的结果。

因此，在示例性的数据存储情形中，作为其中串行电缆未连接到给节点供电的UPS、而是连接到给不同节点供电的不同UPS的配置的结果，可能丢失数据。

示例性的数据存储配置的通常系统设计依赖于连接到正确UPS的UPS和存储产品节点之间的信号电缆。如果不是这样的情况，则节点可以被断电，而其快写高速缓存的内容和元数据不会被拷贝到节点的内部盘驱动器。

在传统设计中已经采取了多个步骤来确保正确的成缆(cabling)，但不幸的是，现有检查均无法检测到其中用于特定节点的信号电缆连接到未向该实际节点供电的UPS的情形。常见错误是在两个使用者节点和两个UPS之间交叉连接信号和电力电缆，使得一个UPS的电力电缆与不同的UPS的信号电缆连接到每个节点，但是其它的错误配置也是可能的。

在已经以此方式进行交叉连接的根据现有技术的典型系统的情形中，当一个节点被关闭时，它停止刷新对其伙伴节点供电的UPS中的保活(keepalive)计时器。当此保活计时器到期时，该伙伴节点(其可能是系统中唯一的运行节点)出乎意料地被断电。

可以通过使用以下公知技术来减轻所述问题：

1.将UPS和节点紧密集成。这是对于所述问题的不良解决方案，因为它导致设计的不灵活性。潜在地，耗电产品依赖于一个UPS厂商或依赖于针对所使用的每个处理复合体设计和制造定制UPS硬件。

2.集成的供电和数据电缆。这是对于所述问题的不良解决方案，因为当前可用UPS的厂商并未将其UPS设计为具有所述集成的供电和数据电缆。

3.物理上将供电和数据电缆绑在一起。此解决方案是目前实际使用的，但不幸的是，如果多个UPS物理上靠近在一起，所述方案不能做到：使得电缆无法被插到错误的UPS中。

因此，提供一种自动化检查过程的装置、以及提供对于所述问题的保护从而减少导致服务器系统错误的人工错误的潜在性将是理想的。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种逻辑装置，用于减少在耗电装置和供电装置之间的连接中错误的发生，所述逻辑装置包括：模式(pattern)生成组件，用于生成将从供电连接牵引(draw)的模式化的负载的可标识模式；负载牵引组件，其响应于所述模式生成组件用于从所述供电连接牵引所述模式化的负载；以及位于所述耗电装置的测试组件，用于在信号连接中进行测试，以找到通过所述供电装置满足所述模式化的负载的需求的响应供电。

优选地，所述耗电装置是数据存储装置。

优选地，所述数据存储装置是存储控制器装置。

优选地，所述数据存储装置是存储虚拟化控制器装置。

优选地，所述供电装置是智能UPS装置。

优选地，所述模式生成组件生成可标识的位模式。

优选地，所述测试组件进行测试以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

优选地，所述测试组件使用中点交叉检测技术进行测试，以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

优选地，所述测试组件使用上升曲线检测技术进行测试，以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

优选地，负载包括用于执行处理的处理器组件负载。

优选地，所述负载包括用于将电力转换为机械动力的转换器组件。

优选地，所述转换器组件可以操作上耦合于存储设备并牵引将电力转换为机械动力的负载。

在第二方面，本发明提供了一种操作用于减少在耗电装置和供电装置之间的连接中错误的发生的逻辑装置的方法，所述方法包括以下步骤：由模式生成组件生成用于将从供电连接牵引的模式化的负载的可标识模式；响应于所述模式生成组件，由负载牵引组件从所述供电连接牵引所述模式化的负载；以及由位于所述耗电装置的测试组件在信号连接中进行测试，以找到通过所述供电装置满足所述模式化的负载的需求的响应供电。

优选地，所述耗电装置是数据存储装置。

优选地，所述数据存储装置是存储控制器装置。

优选地，所述数据存储装置是存储虚拟化控制器装置。

优选地，所述供电装置是智能UPS装置。

优选地，所述模式生成组件生成可标识的位模式。

优选地，所述测试组件进行测试以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

优选地，所述测试组件使用中点交叉检测技术进行测试，以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

优选地，所述测试组件使用上升曲线检测技术进行测试，以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

优选地，所述负载包括用于执行处理的处理器组件负载。

优选地，所述负载包括用于将电力转换为机械动力的转换器组件。

优选地，所述转换器组件可以操作上耦合于存储设备并牵引将电力转换为机械动力的负载。

在第三方面，本发明提供了一种包括计算机程序代码的计算机程序，以便所述计算机程序代码当被加载到计算机系统上并在其上执行时使得所述计算机系统执行根据第二方面的方法的所有步骤。

本发明的优选实施例优于其它现有解决方案的潜在优点在于：

1.它们可以被整体实现为以软件实现的逻辑装置，在此情形中不需要对可购买到的UPS硬件或固件的任何改变。

2.它们可以应付多个节点从同一UPS牵引电力的配置。

3.它们不会受到错误成缆的影响。

附图说明

现在将仅通过示例并参考附图来描述本发明的实施例，在附图中：

图1是包括其中可实施本发明的讲授的装置的配置的图；

图2是根据本发明优选实施例的用于操作装置的方法的流程图；以及

图3是根据本发明优选实施例的逻辑装置的示意图。

具体实施方式

本发明的一优选实施例预期了添加某种逻辑，其可用软件、硬件或软件硬件的组合来实现，并且其在节点引导过程期间被调用以检测错误配置并防止被错误配置的节点被引导从而变得依赖于UPS的行为，所述UPS的状态无法从在信号电缆上接收的任意信息中被正确地确定。

在优选实施例中，逻辑装置通过使得节点牵引(draw)更多或更少的电流同时监视正从UPS牵引的电流以便检测信号，而将模式化的(patterned)信号注入到电力电缆上。如果被注入到电力电缆上的正确信号无法使用串行接口检测到，则系统肯定被错误配置了。

根据现有技术的智能UPS装置包含负载监视器，其可通过串行电缆从编程接口进行读取。功率表对负载取样。

现在转到图1，示出了用于减少在耗电装置104和供电装置106之间的连接中错误的发生的逻辑装置102。所述逻辑装置包括模式生成组件108，用于生成将从供电连接114牵引的模式化的负载112的可标识模式110。所述逻辑装置进一步包括：负载牵引组件116，其响应于模式生成组件108，用于从供电连接114牵引模式化的负载112；以及位于耗电装置104的测试组件118，用于在信号连接120中进行测试，以找到通过所述供电装置106满足所述模式化的负载112的需求的响应供电。

耗电装置104可以是数据存储装置，诸如存储控制器装置，例如存储虚拟化控制器装置。

供电装置106可以是智能UPS装置。

模式生成组件108可生成可标识的位模式，而测试组件可进行测试以找到在响应供电中编码的可标识位模式。测试组件可使用中点交叉检测技术来进行测试以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。在一可替换方案中，测试组件可使用上升曲线检测技术来进行测试以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

在一示例中，负载牵引组件116可包括牵引用于执行处理的负载的处理器组件；在另一示例中，负载牵引组件可包括牵引用于将电力转换为机械动力的负载的转换器组件。在第二情形中，例如，转换器组件可以操作上耦合于存储设备并牵引用于将电力转换为机械动力的负载。

在优选实施例中，下述节点不会进行引导，所述节点未经由串行电缆连接到对节点供电的UPS。作为替代，所述节点使用用于报告UPS成缆故障的传统可用装置中的任一种来报告UPS成缆故障，所述装置诸如在监视器屏幕上的警告、警告灯显示、有声警报等等。

在引导序列期间，代码通过替换性地运行CPU密集型过程并接着停止所述过程而在电源上脉冲输出二进制数。所选择的二进制序列与所述节点有关，从而两个节点将不太可能选择相同的数。在多数情况下，在每次引导时随机选择的8位数将足以实现足够的准确性。如果使用了固定数，则它们可能必须长于8位，以避免两个节点选择相同数的机会。

转到图2，示出了根据本发明优选实施例的、操作用于减少在耗电装置和供电装置之间的连接中错误的发生的逻辑装置的方法的流程图。

在“开始”步骤200之后，在步骤202，模式生成组件生成用于将从供电连接牵引的模式化的负载的可标识模式。模式化的负载在步骤204被传送，并在步骤206负载牵引组件响应于模式生成组件而从供电连接牵引模式化的负载。在步骤208，在耗电装置处的测试组件经由信号连接进行测试，以找到通过所述供电装置满足模式化的负载的需求的响应供电。在步骤210，过程结束。

示例1

更详细地，可以用如下的传统伪代码来表示一种根据本发明优选实施例的操作逻辑装置的方法(其中样本时间间隔被设置为比UPS负载表登记负载中的改变所采取的最大时间略长)：

while(我们尚未引导失败达到10次)

do

{

while(我们尚未确定空闲/忙碌阈值)

do

{

设置处理器为空闲。等待样本时间间隔。测量空闲处理器的负载。

设置处理器为忙碌。等待样本时间间隔。测量忙碌处理器的负载。

if((忙碌电力-空闲电力)＜预定义的可接受差值)

then

我们无法分辨空闲和忙碌之间的差异。这可能是因为成缆错误或者在同一UPS上的另一节点的电流牵引变化了类似和相反的量。

if我们已经超过两次无法确定阈值

则

将成缆故障用信号告知，但继续尝试进行引导

else

等待将整个代码脉冲输出所采用的时间的随机的少量倍数(例如1到5倍之间)

}

决策负载是这些忙碌和空闲值之间的中点。在此决策点之下取样的负载被计数为0，之上的负载被计数为1。

对于模式中的每个位

do

{

设置负载状态(取决于位是1还是0，负载状态为高或低)

等待取样时间

对位取样。如果值不是期望的，则中断，否则继续

}

if(位模式已被正确检测)--

退出以进行引导

else

{

位模式尚未被正确检测。这可以是因为另一节点正同时被引导，或者因为另一节点上的负载在取样期间大幅振荡。

如果我们引导失败达到5次--将成缆故障用信号告知，但继续尝试进行引导

等待将整个代码用脉冲输出所采用的时间的随机的少量倍数(例如1到5倍之间)

    继续

    }

}

对于中点交叉算法有效工作的预条件在于，UPS电表必须提供响应曲线，其上升和下降斜率在时间域内关于响应于UPS负载中的高功率脉冲而获得的峰值功率值是对称的。在某些类型的负载下，某些UPS设备提供了这样的电表响应曲线；不过在其它类型的负载下，对称的响应曲线被获得，其中下降斜率的梯度远小于上升斜率的梯度，这导致中点交叉检测方法失败。

为解决所述问题，以下在示例2中示出的一种新方法可与这样的UPS一起使用。它仅测量UPS表响应曲线的上升斜率并且忽略来自下降斜率的读数。

示例2

在此可替换实现中，适合于与供电响应曲线以此方式不同的UPS设备一起使用，可以实现根据以下伪代码的操作方法：

while(我们已经引导失败达到10次)

{

    获得随机的8位模式；

    对于模式中的每一位：

    {

         如果位值为0：

         {

             等待采样时间；

             读取UPS表；

             等待采样时间；

             第二次读取UPS表；

             计算第二和第一次读数之间的差值；

             如果差值小于噪声容限，则相关成功，否则不成功；

         }

         如果位值为1：

         {

             等待采样时间；

             读取UPS表；

             开始运行高耗电任务；

             等待采样时间；

             第二次读取UPS表；

             停止运行高耗电任务；

             计算第二和第一次读数之间的差值；

             如果差值大于噪声容限，则相关成功，否则不成功；

         }

     }

     if所有位都被成功相关

     {

          退出引导；

    }

    else if系统尚未引导失败达到10次

    {

        测试可能已经失败，因为另一节点正在同时执行测试；等待完全的

        8位相关测试的执行时间的随机的少量倍数，接着重试；

    }

    else if系统已经引导失败达到10次

    {

        将成缆故障用信号告知；

    }

}

对于本领域技术人员将很明显，本发明的方法可适当地用逻辑装置来实现，所述逻辑装置包括用于执行方法步骤的逻辑工具，并且所述逻辑工具可包括硬件组件或固件组件。

对于本领域技术人员将同样很明显，本发明的逻辑装置可适当地用逻辑装置来实现，所述逻辑装置包括用于执行方法步骤的逻辑工具，并且所述逻辑工具可包括例如是可编程逻辑阵列或专用集成电路的形式的诸如逻辑门的组件。所述逻辑装置可进一步用使能工具来实现，所述使能工具用于临时或永久地使用例如虚拟硬件描述符语言在所述阵列或电路中建立逻辑结构，其中所述虚拟硬件描述符语言可使用固定或可传输的载体媒体来存储和传输。

例如，转到图3，示出了根据本发明优选实施例的逻辑装置的简化示图，其中耗电装置104从供电装置106牵引负载302。如上所述，所述负载是模式化的，并使用信号输入306来控制。信号输入306还把其值提供给比较器308，比较器308被安置用于在其输入处从信号输入306和供电装置106接收值。比较器308输出表示匹配或不匹配的信号，在此分别由1和0表示。对于本领域技术人员将很明显，所述装置适用于此处描述的各种形式的实现及其变体和修改。

将会理解，上述的方法和装置也可适当地由运行在一个或多个处理器(未示出)上的软件来全部或部分地执行，并且软件可被提供为在任何适当的数据载体(也未示出)上承载的计算机程序单元，所述数据载体诸如磁性或光学计算机盘。用于数据传输的信道同样地可包括所有描述的存储媒体以及信号承载媒体，诸如有线或无线信号媒体。

本发明可适当地实现为与计算机系统一起使用的计算机程序产品。所述实现可包括一系列计算机可读指令，其或者固定在诸如计算机可读介质(例如磁盘、CD-ROM、ROM或硬盘)的有形介质上，或者可经由调制解调器或其它接口设备在有形介质(包括但不限于光学或模拟通信线路)上或使用无线技术(包括但不限于微波、红外或其它传输技术)无形地传输到计算机系统。所述一系列计算机可读指令实现了此处前述的全部或部分功能。

本领域技术人员将理解，所述计算机可读指令可用多种编程语言来编写，用以与许多计算机体系结构或操作系统一起使用。此外，所述指令可使用任何现有或未来的存储器技术(包括但不限于半导体、磁性或光学)来存储，或使用任何现有或未来的通信技术(包括但不限于光学、红外或微波)来传输。可以预期，所述计算机程序产品可作为具有伴随的打印或电子文档的可移除介质(例如用收缩性薄膜包装的软件)被分发，其例如在系统ROM或固定盘上通过计算机系统进行预加载，或者所述计算机程序产品可在网络(例如因特网或万维网)上从服务器或电子公告牌进行分发。

还将理解，对于本领域普通技术人员，对上述优选实施例的各种进一步修改将很明显。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种在耗电装置中的逻辑装置，用于减少在可操作用于牵引负载的所述耗电装置和能够改变供电的供电装置之间的连接中错误的发生，所述逻辑装置包括：

模式生成组件，用于生成将从供电连接牵引的模式化的负载的可标识模式；

负载牵引组件，用于从所述供电连接牵引所述模式化的负载；以及

位于所述耗电装置的测试组件，用于在信号连接中进行测试，以找到通过所述供电装置满足所述模式化的负载的需求的响应供电；其中

通过所述测试组件的所述测试的肯定结果指示出正确配置。

2.根据权利要求1所述的逻辑装置，其中所述耗电装置是数据存储装置，以及其中所述供电装置是智能不间断电源装置。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的逻辑装置，其中所述模式生成组件生成可标识的位模式。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的逻辑装置，其中所述测试组件使用中点交叉检测技术进行测试，以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的逻辑装置，其中所述测试组件使用上升曲线检测技术进行测试，以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

6.一种操作在耗电装置中的逻辑装置的方法，所述逻辑装置用于减少在可操作用于牵引负载的所述耗电装置和能够改变供电的供电装置之间的连接中错误的发生，所述方法包括以下步骤：

由模式生成组件生成用于将从供电连接牵引的模式化的负载的可标识模式；

由负载牵引组件从所述供电连接牵引所述模式化的负载；以及

由位于所述耗电装置的测试组件在信号连接中进行测试，以找到通过所述供电装置满足所述模式化的负载的需求的响应供电；其中

通过所述测试组件的所述测试的肯定结果指示出正确配置。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述耗电装置是数据存储装置，以及其中所述供电装置是智能不间断电源装置。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中所述测试组件使用中点交叉检测技术进行测试，以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

9.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中所述测试组件使用上升曲线检测技术进行测试，以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

10.一种包括计算机程序代码的计算机程序，以便所述计算机程序代码当被加载到计算机系统上并在其上执行时使得所述计算机系统执行根据权利要求6至9中的任一项所述的方法的所有步骤。

Claims (10)

1.一种逻辑装置，用于减少在可操作用于牵引负载的耗电装置和供电装置之间的连接中错误的发生，所述逻辑装置包括：

模式生成组件，用于生成将从供电连接牵引的模式化的负载的可标识模式；以及

位于所述耗电装置的测试组件，用于在信号连接中进行测试，以找到通过所述供电装置满足所述模式化的负载的需求的响应供电。

2.根据权利要求1所述的逻辑装置，其中所述耗电装置是数据存储装置，以及其中所述供电装置是智能不间断电源装置。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的逻辑装置，其中所述模式生成组件生成可标识的位模式。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的逻辑装置，其中所述测试组件使用中点交叉检测技术进行测试，以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的逻辑装置，其中所述测试组件使用上升曲线检测技术进行测试，以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

6.一种操作用于减少在可操作用于牵引负载的耗电装置和供电装置之间的连接中错误的发生的逻辑装置的方法，所述方法包括以下步骤：

由模式生成组件生成用于将从供电连接牵引的模式化的负载的可标识模式；以及

由位于所述耗电装置的测试组件在信号连接中进行测试，以找到通过所述供电装置满足所述模式化的负载的需求的响应供电。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述耗电装置是数据存储装置，以及其中所述供电装置是智能不间断电源装置。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中所述测试组件使用中点交叉检测技术进行测试，以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

9.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中所述测试组件使用上升曲线检测技术进行测试，以找到在所述响应供电中编码的可标识位模式。

10.一种包括计算机程序代码的计算机程序，以便所述计算机程序代码当被加载到计算机系统上并在其上执行时使得所述计算机系统执行根据权利要求6至9中的任一项所述的方法的所有步骤。

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