【背景技术】
串行连接小型计算器系统接口(Serial Attached SCSI,SAS)是一种可高速传输并支持双端口的硬盘接口技术,兼容于SAS/SATA(串行ATA)接口并可透过扩展器(Expander)以扩充连接功能,故不仅可应用于服务器中,也可适用于各种储存装置如磁盘阵列(RAID)。目前随着SAS协议版本不断的升级和传输速度的提高,对侦错(Debug)手段的要求也越来越高,但是市面上缺乏一种有效而简单的辅助设备来帮助SAS接口进行通信定位、解决电子产品开发及操作中可能遇到的信号错误问题。
在目前SAS接口的产品开发和后期运作的维护过程中,现有侦错方法是利用多条线缆将SAS协议分析仪(SAS Protocol Analyzer)如SAS追踪器(SASTRACER)直接连接在起始设备(Initiator)与目标设备(Target)之间,并进行数据封包的捕捉、协议的译码、统计分析等侦错功能。然而,此种以单纯线缆连接的现有侦错方法具有如下缺点:
一、目标设备必须暴露在连接线缆可插拔的地方。当目标设备的连接接口是处于机箱中较深的内部或处于较高处的机架上时,操作者于狭窄的机箱空间内或于较高机架上插拔线缆极为不方便,且线缆的连接稳固度较差,易出现线缆松动等问题;另,连接线缆的长度愈长会使信号衰减愈多;
二、每次变动整个系统的连接拓扑(Topology),都需要插拔线缆或者搬动仪器,可能会造成不必要的损坏;
三、在一些设计中,SAS接口会需要承载一些带外信号(Out-of-BandSignaling),譬如对硬盘错误灯信号的控制信号。如果使用通过线缆连接的现有侦错方法,该等带外信号在通过协议分析仪后将会丢失,破坏了系统功能的完整性。
鉴于以上缺点,尤其是于当前要求信号传输速率达3G和6G的情形下,通过线缆连接的现有侦错方法难以保证信号传输的可靠性。
因此有必要提供一种新颖的侦错辅助设备,以克服通过线缆连接的现有侦错方法的缺点。
【发明内容】
本发明的一主要目的在于提供一种通用侦错辅助装置,其可实现多种连接需求。
本发明的另一目的在于提供一种通用侦错辅助装置,其可以避免丢失带外信号,从而保持系统功能的完整性。
本发明的又一目的在于提供一种通用侦错辅助装置,其可以减少线缆的使用、增加信号连接的稳定性,且方便现场操作及插拔容易。
本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
为实现本发明的前述目的,本发明的一实施例提供一种通用侦错辅助装置,适用于至少一起始设备或/及至少一目标设备的侦错,其包含有:
至少一第一扩展器及一第二扩展器;
若干个对外接口,包括至少一对外接口电性连接于该第一扩展器与该至少一起始设备之间,以及至少另一对外接口电性连接于该第二扩展器与该至少一目标设备之间;以及
至少一控制接口,用以连接外部控制设备,外部控制设备从而可以通过该控制接口依需要选择性决定开启或关闭该两扩展器间的连接状态,以及开启或关闭该两扩展器与该若干个对外接口以及该至少一控制接口间的连接状态,以产生不同的连接关系。
该通用侦错辅助装置还包括一外壳,用以收容上述至少一第一扩展器及第二扩展器、若干个对外接口、至少一控制接口以及该第一目标设备于其内。
相较于现有技术,本发明通用侦错辅助装置是采用双扩展器结构来实现各设备间的可程序连接拓扑,并通过控制设备来灵活配置连接拓扑,因此可用于多种连接需求,也避免了为不同应用而设计不同的侦错辅助装置,且可实现带外信号传输和重建等功能,避免带外信号的丢失,从而保持系统功能的完整性。本发明通用侦错辅助装置利用外壳来固定硬盘以及背板间的连接,减少了线缆的使用、增加了连接稳固性,且方便现场操作、插拔容易。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂,配合所附图式,作详细说明如下:
【具体实施方式】
请参照图1,为一种依据本发明的较佳实施例的通用侦错辅助装置1,其主要包括:一卡板(未图示)、第一SAS扩展器(Expander)131、第二SAS扩展器132与第一SAS扩展器131彼此连接,若干个对外接口以及控制接口27。该若干个对外接口包括第一接口21、第二接口22、第三接口23、第四接口24、第五接口25以及第六接口26。
在本实施例中,该卡板用以承载第一扩展器131及第二扩展器132、该若干个对外接口以及该控制接口27。该卡板上设置有导电线路(未图示),用以电性连接第一扩展器131及第二扩展器132、该若干个对外接口以及该控制接口27。当然,第一扩展器131及第二扩展器132、该若干个对外接口以及该控制接口27之间的电性连接也可通过导线实现。第一接口21是具有29针SAS插座连接器用以连接目标设备。第二接口22为29针SAS插头连接器用以连接起始设备。前述第三接口23、第四接口24、第五接口25及第六接口26的每一接口皆包括四个符合行业标准的MiniSAS连接器,其中第三接口23用以连接起始设备,第四接口24用以连接目标设备,以及第五接口25与第六接口26用以连接SAS测试设备,如SAS协议分析仪(Analyzer)或SAS信息产生器(Generator)或SAS信息干扰发射器(Jammer)等。第一接口21、第三接口23及第五接口25分别与第二SAS扩展器132作信号连接,而第二接口22、第四接口24、第六接口26分别与第一SAS扩展器131作信号连接。
第一SAS扩展器131具有两个通用输入输出接口(general-purpose I/Oport,GPIO),其中一通用输入输出接口连接第一接口21,另一通用输入输出接口则连接第二接口22,这样第一接口21和第二接口22所连接的设备之间可传输控制信号。第一SAS扩展器131用以抓取和传输驱动控制信号或通过带外信号通道172,174传输带外控制信号等(容后详述)。
在本实施例中,该控制接口27是一RS232型连接器,其中一端用以与外部的控制设备271(如个人电脑或者外部控制模块)连接以提供用户侦错接口,而控制接口27的另一端通过一切换开关元件270与第一SAS扩展器(Expander)131以及第二SAS扩展器132连接。这样,控制设备271可根据需要经由该切换开关元件270切换连接第一SAS扩展器131或第二SAS扩展器132,以择一或同时利用第一SAS扩展器或第二SAS扩展器的控制器,可程控通用侦错辅助装置1内部电路的连接状态与对外接口间的连接状态,包括实现链路的切换、灵活配置数据的连接拓扑等(容后详述)。请注意的是,上述扩展器的类型、所采用的协议及个数、各对外接口以及控制接口的类型仅是本发明通用侦错辅助装置1所举的范例,但不因此限制本发明的专利范围;实质上,本发明通用侦错辅助装置1可根据实际需求,采用其它协议或各类扩展器(例如用作光纤设备侦错时应改用光纤扩展器)与各类型的对外接口以及控制接口,且可增加对外接口、控制接口以及扩展器的数量。
在其它实施例中,控制设备271还可为一简易型开关切换装置(未图示),不必采用经由该控制接口27连接的方式,而直接设置于通用侦错辅助装置1内的卡板上并直接连接第一SAS扩展器131和/或第二SAS扩展器132,用以控制通用侦错辅助装置1内部电路的连接状态与对外接口间的连接状态。通用侦错辅助装置1也可同时具有上述两种控制设备,即同时具有经由该控制接口27连接的控制设备271以及设置于通用侦错辅助装置1外部(如卡板表面)并直接连接第一SAS扩展器131和/或第二SAS扩展器132的控制设备,该两种控制设备可以实现相同的功能,操作者可以根据实际情况选择使用何种控制设备,例如,当通用侦错辅助装置1处于较高处的机架上时,可以使用经由该控制接口27连接的控制设备270,而当通用侦错辅助装置1处于操作者能够触及的位置时,则使用设置于通用侦错辅助装置1外部的控制设备更为便利。当然,该两种控制设备也可分别控制不同的连接状态以实现不同的功能。
请参照图2以及图3A,是说明依据本发明通用侦错辅助装置1的一实施例,即通用侦错辅助装置1可为一种卡板型式以方便插入一般储存设备如磁盘阵列(RAID)设备内以执行联机侦错,即诊断该储存设备内部硬盘接口的信号有无异常。在通用侦错辅助装置1插入储存设备之前,一般储存设备即包括一中间背板(Midplane)33、若干个SAS/SATA硬盘31以及机箱35,且该若干个SAS/SATA硬盘31平行堆栈排列且分别经由连接元件(如29针SAS连接器)与背板33电性连接(未显示),且背板33及硬盘31设置于机箱35内。
为了进行侦错,例如当主机透过背板33无法识别或者不能正确识别其中某一颗硬盘31,即可先将该硬盘31自机箱35内拔出,再将本发明通用侦错辅助装置1插入储存设备内,使该硬盘31的相应接口与通用侦错辅助装置1的第一接口21对接以当作第一目标设备,而背板33的相应接口与第二接口22对接以当作第一起始设备,第五接口25、第六接口26分别耦接至一SAS测试设备4(如SAS协议分析仪/信息干扰发射器)的输入端以及输出端,控制接口27则耦接至该控制设备271。
要进行除错操作时,操作者从其外部的控制设备经由控制接口27关闭第一SAS扩展器131与第二SAS扩展器132间的四个内频信号通道152的连接,迫使背板33输入至第一SAS扩展器131的信息流转向如图2所示,信息流经由第二接口22、信号通道154及第六接口26被导向于背板33与SAS测试装置4的输入端及输出端之间,及/或迫使硬盘31输入至第二SAS扩展器132的信息流转向如图2所示,信息流经由第一接口21、信号通道156及第五接口25被导向于硬盘31与SAS测试装置4的输入端及输出端之间。通过以上信息流的转向,可供SAS测试设备4对该储存设备做出内部信号的诊断。反之,操作者也可经由控制设备271关闭第一SAS扩展器131与第二SAS扩展器132对SAS测试设备4的信号通道,并重新开启第一SAS扩展器131与第二SAS扩展器132间的四个内频信号通道152的连接,实现硬盘与背板间的直通连接,以改变带外信号(容后详述)。故本发明能实现可程序连接拓扑的功能,同时能减少线缆的使用、增加信号连接的稳定性,且方便现场操作。在本实施例中,因为通用侦错辅助装置1是处于机箱35的环境,故可由背板33直接提供电源,也就是利用背板33上的29针SAS连接器的电源针脚经由第二接口2的对应的电源针脚向本发明通用侦错辅助装置1提供电源。
在本实施例中,如果第二接口22或第一接口21上承载有一些带外信号如例如背板发出的对硬盘错误灯号的控制信号以及对硬盘通电或断电的控制信号、硬盘发出的硬盘插入信号等,第二接口22上的带外信号经由第一带外信号通道172输入至第一SAS扩展器131。在第一SAS扩展器131获取这些带外信号并进行还原后经由第二带外信号通道174传输数据给硬盘31,完成带外信号传输功能。第一接口21上的带外信号的传输方向与第二接口22上的带外信号的方向相反。这样,这些带外信号经由本发明通用侦错辅助装置1直接传输至硬盘31,而不必通过SAS测试装置4,从而可以避免现有技术存在的带外信号丢失的问题,故本发明在进行除错程序的同时也能保有系统功能的完整性。另,根据操作者的需要,经由控制设备271的控制,第一SAS扩展器131可以覆盖背板或硬盘发出的带外信号,甚或直接虚拟背板或硬盘发出该等带外信号,因此可以实现改变、重建、仿真这些带外信号的功能,因此本发明通用侦错辅助装置1具有较佳的侦错灵活性。例如当我们需要对背板进行侦错时,我们甚至可以不需实际接入硬盘,而只是由第一SAS扩展器131发出一虚拟的带外信号(如硬盘插入信号),以测试背板是否能够正常响应,同理在也可以使用虚拟的背板信号对硬盘31进行侦错。本发明通用侦错辅助装置1可以增设更多个对外接口,用于一个目标设备与多个起始设备之间的侦错,也可以用于多个目标设备与一个起始设备之间的侦错,还可以用于多个目标设备与多个起始设备之间的侦错,原理同上,不赘述。
根据不同情况,本发明通用侦错辅助装置1的带外信号通道还可于第一SAS扩展器131与其它对外接口之间形成,也可于第二SAS扩展器132与其它对外接口之间形成,例如,第二SAS扩展器132具有一第一通用输入输出接口用于连接第三接口23,以及一第二通用输入输出接口用于连接第四接口24,从而形成带外信号通道以实现传输、改变、重建带外控制信号的功能,原理同上,不赘述。
请参照图3A所示,本发明通用侦错辅助装置1还包括一可拆卸外壳10,用以可拆卸地收容并固定承载有扩展器131、132、对外接口以及控制接口27的卡板和硬盘31于其内,从而可将承载有扩展器131、132、对外接口以及控制接口27的卡板和硬盘31组合固定后在插入储存设备的机箱35内。该外壳10的长度略大于或等于承载有扩展器131、132、对外接口以及控制接口27的卡板与硬盘31连接后的总长度。当装设有承载有扩展器131、132、对外接口以及控制接口27的卡板和硬盘31的外壳10插入机箱35内后,该外壳10的一部份处于机箱35内,而另一部份则暴露于机箱35外。对应于通用侦错辅助装置1的各对外接口以及控制接口27,该外壳10上设置有若干个开口(未标号),且设置于该外壳10的暴露于机箱35外的另一部份。这样,当通用侦错辅助装置1和硬盘31组装于该外壳10内并插入机箱35内时,通用侦错辅助装置1的各对外接口以及控制接口27可分别透过该若干个开口暴露于外壳10以及机箱35外,以利与其它设备连接。
在本实施例中,该外壳10的高度是对应2.5英寸硬盘设计,因此能够在2.5英寸磁盘阵列中使用本发明通用侦错辅助装置1。请参照图3B所示,当本发明通用侦错辅助装置1需要插入3.5英寸的储存设备内部,用以连接其背板33’和3.5英寸硬盘31’时,需先将承载有扩展器131、132、对外接口以及控制接口27的卡板固定于2.5英寸的外壳10内,再将承载有扩展器131、132、对外接口以及控制接口27的卡板连同外壳10一同放置于一3.5英寸的外壳11内与3.5英寸硬盘连接,最后插入3.5英寸的储存设备的机箱35’内与背板33’连接,实现联机侦错。该外壳11的长度略大于或等于外壳10与硬盘31’连接后的总长度。对应于通用侦错辅助装置1的对外接口以及控制接口27,该外壳11上也设置有若干个开口(未标号),当通用侦错辅助装置1和硬盘31’组装于该外壳10以及外壳11内时,通用侦错辅助装置1的各对外接口以及控制接口27可分别透过该等设置于外壳10、11上的开口暴露于外壳10、11以及机箱35外,以利与其它设备连接。在其它实施例中,该外壳10的高度是对应3.5英寸硬盘设计,因此能够直接在3.5英寸磁盘阵列中使用本发明通用侦错辅助装置1,而不需要再使用外壳11。
这样,本发明通用侦错辅助装置1可通过外壳10,11、固定硬盘31,31’及背板33,33’组合成如一般硬盘盒一样,以方便插入各类储存设备的机箱35,35’内,同时将各对外接口以及控制接口27曝露于机箱35,35’外部以方便线缆插拔,故能大幅减少线缆的使用、增加了连接稳固性,且方便现场操作及插拔容易。
本发明通用侦错辅助装置1可用于多种连接需求,连接不同的起始设备以及目标设备,也避免了为不同应用而设计不同的侦错辅助装置。下面通过图4以及图5分别举例说明本发明通用侦错辅助装置1的其它实施例。
请参照图4,是显示本发明通用侦错辅助装置1用于主机5(如同一第二起始设备)和储存设备3(如同一第二目标设备)间的连接侦错,其中该通用侦错辅助装置1的第三接口23经由信号通道158与主机5的相应接口(如SAS主机总线适配卡(HBA)或主机5的主板上的SAS接口)对接,第四接口24经由信号通道159与储存设备3的相应接口(如JBOD或RAID enclosureupstream link)对接,第五接口25及第六接口26分别耦接至SAS测试设备4的输入端以及输出端耦接外部控制设备271。
要进行除错操作时,操作者从控制设备271改变第三接口23与第四接口24之间的数据流,即关闭第一扩展器131及第二扩展器132间的4个信号通道152的连接,迫使第三接口23与第四接口24的数据流分别经由第五接口25及第六接口26的信号通道158,159导向SAS测试设备4。反之,也可以关闭第五接口25、第六接口26与SAS测试设备4间的连接通道,打开第一SAS扩展器131、第二SAS扩展器132之间互联的4个信号通道152,引导数据流在第一SAS扩展器131、第二SAS扩展器132之间通过。同理,本实施例也可实现图2所示实施例的可程序连接拓扑,带外信号传输和重建等功能,故不再赘述。
请参照图5,是本发明通用侦错辅助装置1用于储存设备内的硬盘本身的侦错的实施例。当硬盘31与背板33间的线路良好而仅仅是硬盘31本身出现问题时,本发明通用侦错辅助装置1可连接一信息产生器6对硬盘31进行侦错。本发明通用侦错辅助装置1的第一接口21与硬盘31的相应接口对接,第五接口25耦接至SAS/SATA信息产生器6,控制接口27耦接控制设备271。
要进行除错操作时,操作者从其外部的控制设备271关闭第一及第二扩展器131、132间的4个信号通道152的连接,而仅使信息在SAS/SATA信息产生器6与硬盘31之间交流,SAS/SATA信息产生器6发出测试信号,根据硬盘31的响应,判断并且侦错硬盘31出现的问题。
本发明通用侦错辅助装置1可采用双电源设计,除了图2所示的通用侦错辅助装置1在机箱环境中可经由第二接口22及背板33由第一起始设备供电外,针对如图4及图5所示的非机箱环境,本发明通用侦错辅助装置1还设置有一电源插座(未图示),用以连接到外部供电设备(如220V电源)以对通用侦错辅助装置1供电。该电源插座可采用任何形式的现有电源插座,例如通用侦错辅助装置1的电源插座结构可相同于笔记本电脑上的电源插座,藉此用户可利用其已有的笔记本电脑的电源线(配置有AC/DC装置)为通用侦错辅助装置1供电,不必为本发明通用侦错辅助装置1供电而额外购买电源线。
本发明通用侦错辅助装置1是采用双扩展器131,132结构实现可程序连接拓扑,可以通过控制设备27来灵活配置连接拓扑,因此可用于多种连接需求,也避免了为不同应用而设计不同的侦错辅助装置,且可实现带外信号传输和重建等功能,避免带外信号的丢失,从而保持系统功能的完整性。本发明通用侦错辅助装置1利用机构外壳来固定硬盘以及背板间的连接,减少了线缆的使用、增加了连接稳固性,且方便现场操作、插拔容易。