CN102420694B - 基于数据总线的设备远程唤醒系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及设备远程唤醒技术领域，公开了一种基于数据总线的设备远程唤醒系统，包括一台主机和多台扩展柜，其中，所述主机与其中一台扩展柜之间，以及所述多台扩展柜之间均通过数据总线连接，且所述数据总线中的一根地线用作传输控制信号的复用通道。本发明实现了自动开关机控制，从而避免了因手动操作出现的错误，并实现了远程整体开关机，网络管理员可以通过网络实现远程开关机，所有的机器都实现了远程开关机，避免设备7*24连续开机运行，提高了设备利用率，降低设备功耗。另外，由于在实现过程中使用了数据总线的复用功能，降低了设备成本。

Description

基于数据总线的设备远程唤醒系统

技术领域

本发明涉及设备远程唤醒技术领域，具体涉及一种基于数据总线的设备远程唤醒系统。

背景技术

随着数据存储容量的日益增大，主机+扩展柜存储模式被广泛使用，通常主机可以实现通过网络唤醒的模式实现远程开关机控制。对于扩展柜的开关控制主要采取以下三种控制方案：

1、手动开关机控制，由于主机+扩展柜的存储模式，为了保证数据完整性，手动控制开关机必须严格按照下面流程进行，否则会出现数据丢失现象。具体操作流程如下：开机流程：首先开扩展柜，依次把所有的扩展柜都开启，最后开启主机；关机流程是：首先关闭主机，随后依次关闭扩展柜。由于是手动人为控制开关机，因此必须按照正常的开关机顺序控制机器开关机，否则会出现，主机还在运行，而扩展柜关闭，导致数据没有正常存储到扩展柜磁盘上，数据丢失。

2、有些存储阵列系统是存放机房了，为了避免频繁手动开关机，就让扩展柜7*24小时一直运行，主机可以通过网络进行开关机，扩展柜为了避免数据丢失就一直运行。

3、在扩展柜上安装网络接口，参考Wake-on-LAN的网络远程唤醒实现模式，实现扩展柜的开关机控制，采用上述控制模式，主机和扩展柜都可以按照正常的开关机流程，通过网络实现远程开关机控制。

数据存储磁盘阵列采取上述三种开关机控制模式均存在很大的缺陷。对于第一种控制模式，由于是采取手动控制，非常不方便，如果人工操作稍有失误就会出现数据丢失的现象。第二种控制模式的缺陷是：由于连续不间断工作，不省电节能；第三种控制模式的缺陷是：扩展柜必须增加网络接口，占用网络带宽和网络地址，提高了成本，降低了效率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所要解决的技术问题是：如何设计一种能够实现自动开关机控制系统。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于数据总线的设备远程唤醒系统，包括一台主机和多台扩展柜，其中，所述主机与其中一台扩展柜之间，以及所述多台扩展柜之间均通过数据总线连接，且所述数据总线中的一根地线用作传输控制信号的复用通道。

优选地，所述主机包括第一MCU、控制开关和第一电源模块，所述第一MCU用于开关机逻辑时序的控制和开机控制信号的发出，所述第一MCU具有四个引脚：第一引脚用于接收网络开机控制信号；第二引脚用于向扩展柜发出开机控制信号；第三引脚用于发出控制开关使能信号；第四引脚用于发出第一电源模块的开机信号；所述控制开关也具有四个引脚：第五引脚为控制开关的输出引脚；第六引脚为控制开关的输入引脚，连接到地线；第七引脚为控制开关的另一输入引脚，连接到第一MCU的第二引脚；第八引脚为控制开关的使能引脚，连接到第一MCU的第三引脚，所述第一电源模块用于为所述第一MCU和控制开关供电。

优选地，所述扩展柜包括第二MCU、控制开关A、控制开关B和第二电源模块，所述第二MCU用于开关机逻辑时序的控制和开机控制信号的发出，所述第二MCU具有四个引脚：第九引脚用于接收主机开机控制信号；第十引脚用于向扩展柜发出开机控制信号；第十一引脚用于发出控制开关使能信号；第十二引脚用于发出第二电源模块的开机信号；所述控制开关A也具有四个引脚：第十三引脚为控制开关A的输出引脚；第十四引脚为控制开关A的输入引脚，连接到地线；第十五引脚为控制开关A的另一输入引脚，连接到所述第二MCU的第九引脚；第十六引脚为控制开关A的使能引脚，连接到所述第二MCU的第十一引脚；所述控制开关B也具有四个引脚：第十七引脚为控制开关B的输出引脚；第十八引脚为控制开关B的输入引脚，连接到地线；第十九引脚为控制开关B的另一输入引脚，连接到所述第二MCU的第十引脚；第二十引脚为控制开关B的使能引脚，连接到所述第二MCU的第十一引脚，所述第二电源模块用于为所述第二MCU、控制开关A和控制开关B供电。

优选地，所述数据总线为SAS总线。

优选地，所述SAS总线的A01地线用作传输控制信号的复用通道。

(三)有益效果

本发明利用电源的标准性能和数据总线，并在数据总线的连接端增加MCU和简单的控制电路(主机和扩展柜的内部结构)，实现了数据总线的复用，解决了扩展柜远程唤醒开机问题，在处理系统关机时，仍然采用数据总线传输SES协议的关机消息，实现了扩展柜远程控制关机，因此本发明实现了自动开关机控制，从而避免了因手动操作出现的错误，并实现了远程整体开关机，网络管理员可以通过网络实现远程开关机，所有的机器都实现了远程开关机，避免设备7*24连续开机运行，提高了设备利用率，降低设备功耗。另外，由于在实现过程中使用了数据总线的复用功能，降低了设备成本。

附图说明

图1是本发明实施例的系统结构示意图；

图2示出了SAS高速总线中的各信号线标号；

图3示出了主机的内部结构及其与总线的连接；

图4示出了扩展柜的内部结构及其与总线的连接；

图5示出了主机的正常开机流程；

图6示出了扩展柜的正常开机流程；

图7示出了主机的正常关机流程；

图8示出了扩展柜的正常关机流程。

具体实施方式

下面对于本发明所提出的一种基于数据总线的设备远程唤醒系统，结合附图和实施例详细说明。

本发明提出一种简单快捷的开关机控制机制，可以实现数据存储磁盘阵列按照要求控制开关机时序，实现自动远程唤醒，开关机控制等多种功能。本发明实施例是基于SAS(Serial Attached SCSI，即串行连接SCSI)数据总线实现的远程开关机控制，从而解决了利用网络唤醒实现开关机控制的缺陷；由本发明实施例的系统所实现的数据存储磁盘阵列可以自动完成系统开关机的控制，大大减低了人工操作的失误，提高了系统的健壮性。能够按照需求实现系统的定时开关机，避免7*24小时不间断运行，有效降低能耗，提高了工作效率。

首先介绍一下由本发明实施例的系统的结构(本实施例组成的系统为一个数据存储磁盘阵列系统)。如图1所示，包括一台主机外加两台扩展柜。主机负责数据解析，扩展柜用于安装磁盘扩展数据存储容量。主机与扩展柜之间，扩展柜与扩展柜之间是通过符合标准SFF-8088的SAS高速总线进行连接，负责数据存储传输。

其次，说明SAS总线的构造，每台机器之间是通过SAS总线进行连接的，这些总线是符合SFF-8088标准的数据总线，每条数据总线包含26根信号线(如图2所示)，每根信号线的具体作用参考表1，其中A02、A03、A05、A06、A08、A09、A11、A12、B02、B03、B05、B06、B08、B09、B11、B12作为高速信号差分传输通道，A01、A04、A07、A10、A13、B01、B04、B07、B10、B13属于参考信号接地。由于高速信号通道线中间是不允许分叉使用的，所以选择A01地线作为传输控制信号的复用通道。

表1

引脚

A01

A02

A03

A04

A05

A06

A07

A08

A09

A10

A11

A12

A13

信号

地

R0+

R0-

地

R1+

R1-

地

R2+

R2-

地

R3+

Rx3-

地

引脚

B01

B02

B03

B04

B05

B06

B07

B08

B09

B10

B11

B12

B13

信号

地

T0+

T0-

地

T1+

T1-

地

T2+

T2-

地

T3+

T3-

地

再次，说明主机内部的实现结构，参考图3，在主机内部设计了一个第一MCU(中文为单片微型计算机或单片机)，负责开关机逻辑时序的控制和控制信号的发出。第一MCU有四个主要引脚，每个引脚的具体功能如下：第一引脚1负责接收网络开机控制信号(网络远程唤醒信号；第二引脚2负责向扩展柜发出开机控制信号；第三引脚3负责发出控制开关使能信号；第四引脚4负责发出第一电源模块的开机信号，该第一电源模块的开机信号用于控制第一电源模块来实现系统的开关机控制。例如：控制第一电源模块输出12V电压(此时该第一电源模块的开机信号为12V电压)，则系统开始启动运行；控制第一电源模块停止输出12V电压，则系统停止运行。控制开关也有四个引脚，每个引脚的具体功能如下：第五引脚5为控制开关的输出引脚；第六引脚6为控制开关的输入引脚，连接到地线；第七引脚7为控制开关的另一输入引脚，连接到第一MCU的输出控制第二引脚2(向扩展柜发出开机控制信号)；第八引脚8为控制开关的使能引脚，连接到第一MCU的控制第三引脚3。工作逻辑如下：控制第四引脚4输出高电平，控制开关的第五引脚5、第六引脚6导通；控制第四引脚4输出低电平，控制开关的第五引脚5、第七引脚7导通。

接下来，说明扩展柜内部的实现结构，参考图4，在扩展柜内部设计了一个第二MCU，负责开关机逻辑时序的控制和控制信号的发出。第二MCU有四个主要引脚，每个引脚的具体功能如下：第九引脚9负责接收主机开机控制信号；第十引脚10负责向扩展柜发出开机控制信号；第十一引脚11负责发出控制开关使能信号；第十二引脚12负责发出第二电源模块的开机信号。控制开关A也有四个引脚，每个引脚的具体功能如下：第十三引脚13为控制开关A的输出引脚；第十四引脚14为控制开关A的输入引脚，连接到地线；第十五引脚15为控制开关A的另一输入引脚，连接到第二MCU的输入控制第九引脚9(传输来自主机的开机控制信号)；第十二引脚12为控制开关A的使能引脚，连接到第二MCU的控制第十一引脚11。工作逻辑如下：控制第十二引脚12输出高电平，控制开关A的第十三引脚13、第十四引脚14导通；控制第十二引脚12输出低电平，控制开关A1、第十五引脚15导通。控制开关B也有四个引脚，每个引脚的具体功能如下：第十七引脚17为控制开关B的输出引脚；第十八引脚18为控制开关B的输入引脚，连接到地线；第十九引脚19为控制开关B的另一输入引脚，连接到第二MCU的输出控制第十引脚10(向扩展柜发出开机控制信号)；第二十引脚20为控制开关B的使能引脚，连接到第二MCU的控制第十一引脚11。工作逻辑如下：控制第十二引脚12输出高电平，控制开关B的第十七引脚17、第十八引脚18导通；控制第十二引脚12输出低电平，控制开关B的第十七引脚17、第十九引脚19导通。

本发明的工作原理是：主机的第一MCU接收到开机控制信号后，首先通过复用的SAS总线向下行的扩展柜传输开机控制信号，然后再负责控制本机电源输出，主机正常启动；扩展柜一直处于关机，等待开机控制信号的状态，当扩展柜的第二MCU接收到开机控制信号后，首先也要通过复用的SAS总线向其下行的扩展柜传输开机控制信号，然后再负责控制本扩展柜电源输出，扩展柜正常启动；然后依次类推，所有N个(本实施例中为两个)扩展柜都可以正常启动。

本发明的具体工作流程：

系统开机具体流程：参考图5和图6，图5显示了主机的正常开机流程，当电源220V上电，标准ATX电源输出5V standby电压，第一MCU初始化，系统工作在待机状态，不停地检测是否有开机控制信号和基于网卡的网络远程唤醒信号；如果没有收到，就一直循环等待信号。当第一MCU接收到上述两种控制信号之一后，第一MCU的第三引脚3发出控制开关使能信号，使控制开关的第五引脚5与第七引脚7导通，第一MCU的第二引脚2与A02连接，第一MCU的第二引脚2处于可以随时向扩展柜发送开机控制信号的状态；第一MCU的第二引脚2发出开机控制信号，信号通过SAS总线的复用A01线，传输启动命令到下一个扩展柜，同时第四引脚4发出主机第一电源模块的开机信号，主机正常启动。主机正常启动后，第一MCU使能控制开关，控制开关的第六引脚6与第七引脚7导通，地线与A01连接，SAS总线处于正常工作状态。

图6显示了扩展柜的正常启动流程，当电源220v上电，标准ATX电源输出5V standby电压，第二MCU初始化，使能控制开关A，控制开关A的第十三引脚13与第十五引脚15导通，第二MCU的第九引脚9与A01连接，第二MCU的第九引脚9处于随时接收主机开机控制信号的状态；同时使能控制开关B，控制开关B的第十七引脚17与第十九引脚19导通，第二MCU的第十引脚与A02连接，第二MCU的第十引脚处于可以随时向扩展柜发送开机控制信号的状态；系统工作在待机状态；第二MCU一直循环检测第九引脚9是否接收到开机控制信号(即开启扩展柜的信号)，如果接收到开机控制信号，第二MCU的第十引脚10继续向下一级扩展柜发出开机控制信号，信号通过SAS总线的复用A01线，继续传输启动命令到下一个扩展柜，同时第十二引脚12发出扩展柜电源开启控制信号，扩展柜正常启动。扩展柜正常启动后，第二MCU使能控制开关A，控制开关A的第十四引脚14与第十五引脚15导通，地线与A01连接，SAS总线处于正常工作状态；同时使能控制开关B，控制开关B的第十八引脚18与第十九引脚19导通，地线与A02连接，SAS总线处于正常工作状态。通过这样的设计方式，开机控制信号可以传输到第N个扩展柜，实现磁盘整列系统整体开机控制。

系统关机正常流程：参考图7和图8，图7显示了主机正常关机流程，系统接收到关机命令后，处理现有数据，使之全部写入磁盘，然后通过SAS总线，利用SES协议，向所有扩展柜发送关机信号，再向第一MCU发送关机信号，第一MCU接收到关机信号后，通过第四引脚4发出电源关机信号，主机正常关机；然后第一MCU工作在待机状态，等候网络唤醒命令和开机命令。

图8显示了扩展柜的正常关机流程，扩展柜系统接收到SES协议的关机信号后，向第二MCU发送关机命令，第二MCU接收到关机信号后，通过第十二引脚12发出电源关机信号，扩展柜正常关机；然后第二MCU工作在待机状态，使能控制开关A等待主机的开机命令，使能控制开关B等待发送开机命令。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (4)

1.一种基于数据总线的设备远程唤醒系统，其特征在于，包括一台主机和多台扩展柜，其中，所述主机与其中一台扩展柜之间，以及所述多台扩展柜之间均通过数据总线连接，且所述数据总线中的一根地线用作传输控制信号的复用通道；

其中，所述主机包括第一MCU、控制开关和第一电源模块，所述第一MCU用于开关机逻辑时序的控制和开机控制信号的发出，所述第一MCU具有四个引脚：第一引脚（1）用于接收网络开机控制信号；第二引脚（2）用于向扩展柜发出开机控制信号；第三引脚（3）用于发出控制开关使能信号；第四引脚（4）用于发出第一电源模块的开机信号；所述控制开关也具有四个引脚：第五引脚（5）为控制开关的输出引脚；第六引脚（6）为控制开关的输入引脚，连接到地线；第七引脚（7）为控制开关的另一输入引脚，连接到第一MCU的第二引脚（2）；第八引脚（8）为控制开关的使能引脚，连接到第一MCU的第三引脚（3），所述第一电源模块用于为所述第一MCU和控制开关供电，所述MCU为单片微型计算机或单片机。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述扩展柜包括第二MCU、控制开关A、控制开关B和第二电源模块，所述第二MCU用于开关机逻辑时序的控制和开机控制信号的发出，所述第二MCU具有四个引脚：第九引脚（9）用于接收主机开机控制信号；第十引脚（10）用于向扩展柜发出开机控制信号；第十一引脚（11）用于发出控制开关使能信号；第十二引脚（12）用于发出第二电源模块的开机信号；所述控制开关A也具有四个引脚：第十三引脚（13）为控制开关A的输出引脚；第十四引脚（14）为控制开关A的输入引脚，连接到地线；第十五引脚（15）为控制开关A的另一输入引脚，连接到所述第二MCU的第九引脚（9）；第十六引脚（16）为控制开关A的使能引脚，连接到所述第二MCU的第十一引脚（11）；所述控制开关B也具有四个引脚：第十七引脚（17）为控制开关B的输出引脚；第十八引脚（18）为控制开关B的输入引脚，连接到地线；第十九引脚（19）为控制开关B的另一输入引脚，连接到所述第二MCU的第十引脚（10）；第二十引脚（20）为控制开关B的使能引脚，连接到所述第二MCU的第十一引脚（11），所述第二电源模块用于为所述第二MCU、控制开关A和控制开关B供电。

3.如权利要求1～2中任一项所述的系统，其特征在于，所述数据总线为SAS总线。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述SAS总线的A01地线用作传输控制信号的复用通道。

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