CN102473076B - 磁盘阵列系统及其硬盘驱动扩展方法 - Google Patents

Abstract

即使添加了任意的硬盘驱动，该硬盘驱动也以适合于该硬盘驱动的指定操作模式操作。在因硬盘驱动附加到磁盘适配器上而被触发时，处理器基于已经预先准备好的预定参数信息来以预定操作模式操作该硬盘驱动。硬盘驱动预先存储特定参数信息，该特定参数信息包括与适合于操作的指定操作模式有关的信息。处理器以预定操作模式从硬盘驱动读取特定参数信息，并基于该特定参数信息以指定操作模式操作该硬盘驱动。

Description

磁盘阵列系统及其硬盘驱动扩展方法

技术领域

本发明涉及磁盘阵列系统，该磁盘阵列系统包括可以添加硬盘驱动的磁盘单元以及磁盘控制器。特别的，本发明尤其涉及磁盘阵列系统及其硬盘驱动扩展方法，与改善添加到磁盘单元的硬盘驱动之间的信号质量的技术有关。

背景技术

近年来，已存在有关实现高性能、高容量、减小的尺寸等的磁盘阵列系统的需求。特别的，为了实现高性能，有必要提高每个设备的处理速度和接口速度。接口速度的提高意味着增加传输线上的信号频率。如果传输线上的信号频率如上增加，则信号丢失将会增加且信号反射噪声对发生阻抗不匹配的部分的影响将会增加，由此导致信号收发器处的错误。因此，涉及到现有磁盘阵列系统，有必要调查信号收发器处的错误的原因并采取必要的措施。

关于现有磁盘阵列系统，磁盘单元上的硬盘驱动的接口速度是4Gbps，而下一代模型(model)的接口速度将达到6Gbps，这导致信号频率的增加。如果频率以此方式增加，则传输线上的信号丢失将会如上所述增加，由此增加对信号质量的降级(degradation)的影响。结果，错误发生的可能性会增加。因此，采用现有磁盘阵列系统，满足指定错误率的信号质量可以通过对磁盘单元中包含的扩展器的发射器的每个端口设置参数(例如振幅和预强调)来保障(参考专利文献1)。

引用列表

专利文献

PTL1：日本专利申请公开No.2006-042179

发明内容

技术问题

然而，除非对扩展器的收发器和硬盘驱动的收发器同样设置了适合的参数，否则不能获得满足指定错误率的信号质量。因为下一代模型的磁盘阵列系统的接口速度会达到6Gbps。考虑到不同模型的硬盘驱动具有不同特性和布线长度基于硬盘驱动在磁盘单元中的安装位置而变化的事实，有必要对每个扩展器或硬盘驱动(或他们二者)的收发器设置适合于每个位置和每个硬盘驱动模型的参数。

同样，由于这代硬盘驱动定期改变，因此有必要在每次这代硬盘驱动改变时对例如扩展器的收发器设置适合于硬盘驱动的参数值。然而，在磁盘控制器中不可能对应于假定在将来要被使用的所有硬盘驱动而准备很多参数值。因此，每次添加硬盘驱动时，现有磁盘阵列系统不能基于可期望的设置操作添加的硬盘驱动，除非以某种方式获得了适合于该硬盘驱动的参数。

根据上述情况作出本发明，且本发明的目的在于提出能够以适合于硬盘驱动的特定操作模式来操作已经添加的任意硬盘驱动的磁盘阵列系统，以及用于这样的磁盘阵列系统的硬盘驱动扩展方法。问题的解决方案

为了解决上述问题，依据本发明的一方面，提供一种磁盘阵列系统，包括磁盘单元和磁盘控制器，所述磁盘单元备有至少一个能基于设置来改变操作状态的硬盘驱动，且所述磁盘单元安装在所述磁盘控制器上，其特征在于，所述磁盘控制器包括：磁盘适配器，用于附加和移除硬盘驱动，所述硬盘驱动已经预先保存了特定参数信息，所述特定参数信息包括与适合于操作的指定操作模式有关的信息；以及，处理器，其在因所述硬盘驱动附加到所述磁盘适配器上而被触发时，基于已预先准备好的预定参数信息来以预定操作模式操作所述硬盘驱动，从所述硬盘驱动读取所述特定参数信息，并基于所述特定参数信息来以所述指定操作模式操作所述硬盘驱动。

同样，依据本发明另一方面，提供一种磁盘阵列系统的硬盘驱动扩展方法，所述磁盘阵列系统包括磁盘单元和磁盘控制器，所述磁盘单元备有至少一个能基于设置来改变操作状态的硬盘驱动，且所述磁盘单元安装在所述磁盘控制器上，其特征在于，所述硬盘驱动扩展方法包括：初始启动步骤，由处理器执行，用于在因所述硬盘驱动附加到所述磁盘适配器上而被触发时，基于已预先准备好的预定参数信息来以预定操作模式操作所述硬盘驱动，其中，所述硬盘驱动已预先保存了特定参数信息，所述特定参数信息包括与适合于操作的指定操作模式有关的信息；获取步骤，由所述处理器执行，用于以所述预定操作模式从所述硬盘驱动读取所述特定参数信息；以及，正常操作步骤，由所述处理器执行，用于基于所述特定参数信息来以所述指定操作模式操作所述硬盘驱动。发明的有益效果

即使添加了任意硬盘驱动，也可以依据本发明以适合于该硬盘驱动的特定操作模式操作该硬盘驱动。

附图说明

[图1]图1是示出了依据本发明实施例的磁盘阵列系统的总体配置的框图。

[图2]图2是示出了切换设备的配置的示例的框图。

[图3]图3是示出了扩展器的配置的示例的框图。

[图4]图4示出了初始化数据的内容的示例。

[图5]图5是说明在以低速模式启动磁盘阵列系统时每个部件的动作的示例的流程图。

[图6]图6是说明在以低速模式启动磁盘阵列系统时每个部件的动作的示例的流程图。

[图7]图7是说明在以低速模式启动磁盘阵列系统时每个部件的动作的示例的流程图。

[图8]图8是说明用于判断参数信息获取请求的必要性的处理的流程图。

[图9]图9是说明参数信息读取和模式切换处理的流程图。

[图10]图10是说明用于判断参数信息获取请求的必要性的处理的流程图。

[图11]图11是说明用于判断参数信息获取请求的必要性的处理的流程图。

[图12]图12是说明参数信息读取和模式切换处理的流程图。

[图13]图13是说明参数信息读取和模式切换处理的流程图。

[图14]图14是说明参数信息读取和模式切换处理的流程图。

[图15]图15是示出了转换器的配置的示例的框图。

附图标记列表

1磁盘阵列系统

11磁盘单元

12磁盘控制器

13a至13d切换设备

111硬盘驱动

121a至121d通道适配器

122a、122b切换设备

123a至123d磁盘适配器

124a、124b处理器

125a、125b存储器

127a至127d磁盘适配器的控制器

130扩展器

131端口

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的实施例。

(1)磁盘阵列系统的配置

图1示出了依据本发明实施例的磁盘阵列系统1的总体配置。磁盘阵列系统1包括：磁盘单元11，包含用于存储数据的存储介质；以及，磁盘控制器12，用于控制磁盘单元11。磁盘单元11和磁盘控制器12经由磁盘适配器123a至123d彼此连接。

(1-1)磁盘单元的配置

磁盘单元11包括作为存储介质的至少一个硬盘驱动111(在图1示出的示例中数目是n)、切换设备13a至13d、以及用于控制硬盘驱动111的驱动的驱动电路(图未示)。顺带一提，在附图中，缩写HDD用于表示硬盘驱动111。代替硬盘驱动111，磁盘单元11可以装备有例如闪存等固态设备。

磁盘单元11经由磁盘单元11中包含的切换设备13a等连接到磁盘控制器12。可以通过使用多个切换设备13a等来以各种方式连接多个磁盘单元11。每个切换设备13a具有后面描述的扩展器。磁盘单元11连接到磁盘控制器12的连接形式可以由连接映射(connection map)定义。

RAID组基于磁盘单元11上安装的每个硬盘驱动111的所谓的RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)结构形成，且每个硬盘驱动111在RAID控制下被访问。RAID组可以横跨多个磁盘单元11。属于同一RAID组的多个硬盘驱动111被用作主机系统的主机计算机(图未示)识别为一个虚拟逻辑设备。

(1-2)磁盘控制器的配置

磁盘控制器12是控制整个磁盘阵列系统1的系统部件，其主要角色是响应于主机计算机(图未示)的访问请求对磁盘单元11执行输入/输出处理。该磁盘控制器12响应于服务处理器4做出的各种请求来执行与磁盘阵列系统1的管理有关的处理。

磁盘控制器12包括通道适配器(CHA)121a至121d，切换设备122a、122b，磁盘适配器(DKA)123a至123d，处理器阵列124a、124b，以及存储器125a、125b。从故障容限的观点看，磁盘控制器12中包含的每个部件被二元化，且磁盘控制器12可以使用多于两个通道(连接路径)来访问磁盘单元11。

通道适配器121a等是用于经由网路(图未示)与主机计算机连接的接口，并依据特定的协议控制与主机计算机的数据通信。例如，在从主机计算机接收到写命令后，通道适配器121a等分别依据写命令将写命令和数据经由切换设备122a、122b写入到存储器125a、125b中。通道适配器121可以被称作主机接口或前端接口。

每个切换设备122a、122b是与磁盘控制器12中的每个部件的接口，并控制各个部件之间的数据发送/接收。

磁盘适配器123a等是用于与磁盘单元11连接的接口，并根据来自主机计算机的I/O命令依据指定的协议控制与磁盘单元11的数据通信。磁盘适配器123a、123b、123c、123d分别包括控制器127a、127b、127c、127d。

具体地，如果例如磁盘适配器123a等的控制器127a等接收到写命令，则磁盘适配器123a等访问磁盘单元11，以将该写命令指定的存储器125a等中的数据转出(destage)到磁盘单元11(即，硬盘驱动111中的预定存储区域)中。如果磁盘适配器123a等的控制器127a等接收到读命令，则磁盘适配器123a等访问磁盘单元11，以将该读命令指定的磁盘单元11中的数据转入(stage)到存储器125a等中。

磁盘适配器123a等除了上述I/O功能外还具有故障恢复功能。这些功能被实现为例如固件。磁盘适配器123a等有时可以被称作磁盘接口或后端接口。

处理器阵列124a等通过执行加载到存储器125a等上的各种控制程序并控制磁盘控制器12的动作，来控制整个磁盘阵列系统1的动作。处理器阵列124a等可以装备有能存储例如后面描述的参数信息的内部存储器。此后以缩略的形式将处理器阵列简称为处理器。由于处理器124a、124b具有类似的配置，因此将仅说明处理器124a。同样，由于存储器125a、125b具有复式配置(duplexconfiguration)，因此存储器125a此后将被主要用于说明。

存储器125用作处理器124a的主要存储器。存储器125a用作通道适配器121a等以及磁盘适配器123a等的高速缓冲存储器。由于存储器125a、125b具有类似配置，因此存储器125a此后将被主要用于说明。存储器125a例如由易失性存储器(如DRAM，动态RAM)或非易失性存储器(如闪存)构成。存储器125a还存储与磁盘阵列系统1自身有关的系统配置信息。系统配置信息包括逻辑卷配置信息、RAID结构信息、连接路径映射、以及连接路径重构表。例如，当磁盘阵列系统上电时，在处理器124a的控制下根据初始化处理将系统配置信息从特定存储区域中读取并加载到存储器125a。

服务处理器4具有管理整个磁盘阵列系统1的功能。依据本实施例的服务处理器4被配置为包含在磁盘控制器12中。然而，代替上述配置，服务处理器4可以被配置为经由管理网络(图未示)外部地连接到磁盘控制器12的管理装置。

系统管理员可以经由服务处理器4对磁盘控制器12给出指令，且由此查阅、设置并改变关于磁盘阵列系统1的系统配置信息。例如，结合硬盘驱动111的添加，系统管理员可以经由服务处理器4设置逻辑卷和虚拟卷并且还可以设置RAID结构。

图2示出了切换设备13a的配置的示例。顺带提及，由于其他切换设备13b、13c、13d具有几乎相同的配置，因此切换设备13a将被作为代表性示例进行说明。切换设备13a具有外部存储器133和扩展器132。外部存储器133是用于存储用于控制与扩展器130连接的每个设备之间的数据传送的参数信息的存储介质。外部存储器133同样存储后面描述的初始化数据。

扩展器130具有端口，诸如控制器12上的磁盘适配器123a等、其他切换设备13b等以及硬盘驱动111的任何设备连接到端口。每个端口具有后面将详细说明的收发器。如果对每个收发器设置了参数信息中包含的参数值，则扩展器130可以优化与该收发器连接的设备之间的数据传送的状态。硬盘驱动111同样具有硬盘驱动111的收发器。如果对每个收发器设置了参数信息中包含的参数值，则硬盘驱动可以优化与该收发器连接的设备之间的数据传送的状态。在此实施例中，将以例如6Gbps的高速度转发数据的高速模式和以例如3Gbps的低速度转发数据的低速模式作为数据传送模式的示例进行说明。

图3示出了扩展器130的配置的示例。扩展器130具有多个端口131、切换电路132、CPU 135以及存储器134。每个端口131具有发送器131t(Tx)、接收器131r(Rx)、缓冲器(图未示)以及错误检测电路(图未示)。

缓冲器临时存储接收数据帧或发送数据帧。错误检测电路监视每个端口131处的通信错误。即，错误检测电路检查通过每个端口131的数据帧中包含的奇偶性等；并且，如果预定错误样式被匹配，则增加该错误样式的错误计数器值。如果错误计数器值超过指定阈值，则错误检测电路输出错误信息并经由切换电路132将其写到缓冲器。

例如，磁盘控制器12、其他扩展器130和磁盘单元11的硬盘驱动111被连接到端口131。每个端口131被分配了切换设备13中的唯一编号(端口编号)，使得端口131可以识别彼此。每个端口131连接到扩展器130中的切换电路132。

切换电路132包括由地址锁存器和选择器构成的切换元件。切换电路132分析已输入的帧中的头信息，并依据地址表切换该帧的发送目的地。

存储器134存储包含用于优化数据传送的参数值的参数信息。CPU 135基于存储器134中的参数信息，对端口131的收发器131t、131r中的任何一个设置与硬盘驱动111的位置、信号幅度、预强调以及均衡器中的任意一个或任意组合有关的参数值。

初始化数据

图4示出了初始化数据的内容的示例。初始化数据是与所谓的缺省设置有关的信息，并包含每个收发器131t、131r的链接速度和参数值。同样，在以下说明中将收发器称作PHY。

链接速度字段表示是否接口速度设置是低速模式(低)或高速模式(高)。如果它是低速模式，则低速模式字段被设置为1且高速模式字段被设置为0。另一方面，如果它是高速模式，则低速模式字段被设置为0而高速模式字段被设置为1。如果设置了特定参数，则每个相关参数字段被设置为1；而如果没有设置特定参数，则每个相关参数字段被设置为0。参数值的示例可以是如上所述的信号振幅、预强调和均衡器中的任何一个。顺便提及，必然发生的事情是链接速度被包含在参数信息中，且链接速度可以被考虑为参数值的一部分。

(2)磁盘阵列系统的动作的示例

如上已描述了磁盘阵列系统1的配置。接下来将说明用于扩展磁盘阵列系统1中的硬盘驱动的方法。顺便提及，高速模式被提及作为适合于(或最适合于)硬盘驱动111的操作的指定操作模式的示例，而低速模式被提及作为本实施例中的预定操作模式的示例；然而，指定操作模式和预定操作模式不限于上述示例，且可以进行其他设置。表达链接上(或连上)意味着(两个相关设备)进入可以通信的状态。

参数值应当被优化的情况

磁盘阵列系统1支持作为高速模式的6Gbps的数据传送。然而，由于高速模式的数据传送会进一步显著增加信号的降级，因此存在可能不会以6Gbps实现连上的概率，除非通过对控制器12、扩展器130以及硬盘驱动111的收发器设置适当的参数值(例如振幅、预强调和均衡器)来确保好的信号质量。

由于发起方和目标之间的连接关系(包括线缆)在控制器12与扩展器130之间以及在扩展器130之间是固定的，因此，在初始化时可以固定参数值。这是因为这些设备之间的连接关系不受添加硬盘驱动111的影响。

另一方面，关于扩展器130与硬盘驱动111之间的关系，板的布线长度依赖于磁盘单元11中的硬盘驱动111的位置而变化，硬盘驱动111支持多个模型，且信号性质依赖于硬盘驱动111的模型而变化。因此，关于磁盘阵列系统1，有必要通过不管硬盘驱动111安装在哪个位置而弹性地改变参数值来确保好的信号质量。

由于哪个硬盘驱动111被安装在磁盘阵列系统1中的哪个位置不是固定的，因此不可能预先对每个位置设置优化参数值。并且，由于存在没有优化参数而磁盘阵列系统1不能以高速模式连上的概率，因此不可能在初始化启动时以高速模式稳定地开始扩展器130与硬盘驱动111之间的连接。

为了在以低速模式初始化启动磁盘阵列系统1后将接口速度模式从低速模式切换到高速模式，依据硬盘驱动的每个位置和模型对扩展器130和硬盘驱动111设置优化参数值。由于硬盘驱动111的代改变周期性发生，因此不可能预先在磁盘阵列系统1中存储将来会商业化的可能的硬盘驱动111的所有优化参数值。

如果每个硬盘驱动111存储自身在优化状态的参数值，即，在磁盘阵列系统1中的所有位置处的硬盘驱动111的收发器的优化参数值和扩展器130的收发器131t、131r的优化参数值，并且当硬盘驱动111被安装在磁盘阵列系统1上时，控制器12从硬盘驱动111读取参数信息，并对扩展器130和硬盘驱动111设置所读取的参数信息，由此使得可以对所有位置设置优化参数值。以下将主要说明对扩展器130的收发器设置参数值的情况。同样，以几乎相同的方式对硬盘驱动111的收发器设置参数值。

(2)硬盘驱动扩展方法

(2-1)以低速模式启动(在系统上电时)

图5示出了在以低速模式启动时每个部件的动作的示例。在图5所示的示例中，在最左侧竖线中排列的一系列动作表示由处理器124a(在图中表示为MP)执行的处理，在左侧第二条竖线中排列的一系列动作表示由磁盘适配器123a等的控制器127a等(在图中表示为CTL)执行的处理，在右侧第二条竖线中排列的一系列动作表示由扩展器130(在图中被表示为扩展器或EXP)执行的处理，以及在最右侧竖线中排列的一系列动作表示由硬盘驱动111执行的处理。同样的说明应用于之后描述的图6和7。

当如图5所示系统上电时，所有设备执行初始化(初始化设置)处理(步骤S101、S201、S202、S301、S401)。具体的，扩展器130从外部存储器133读取初始化数据(步骤S201)并且然后基于该初始化数据执行初始化(步骤S202)。该初始化数据包含扩展器130的每个端口的速度设置值；且连接到硬盘驱动111的端口的速度模式是低速模式(例如，3Gbps)，而其他端口的速度模式是高速模式(例如，6Gbps)。

在完成初始化后，扩展器130和硬盘驱动111发出链接初始化请求(步骤S102、S203)并在设备之间执行链接初始化处理。结果，扩展器130和硬盘驱动111以低速模式链接上(步骤S103、S204)。

处理器124a向控制器127a发出链接初始化请求(步骤S402)，并且控制器127a向扩展器130做出链接初始化请求(步骤S302)。由于扩展器130已做出链接初始化请求，因此控制器127a和扩展器130以高速模式链接上(步骤S303、S206)；并且，控制器127a将链接上报告给处理器124a，且处理器124a由此确认成功链接上(步骤S304、S403)。

随后，处理器124a检查链接速度和关于硬盘驱动的当前信息(或安装信息)(步骤S404、S307、S207、S308、S405)，由此完成低速模式启动。例如依据SAS(串行附接SCSI)标准的SMP指令被用以检查来自控制器127a的链接速度和关于硬盘驱动的当前信息。在步骤S406，处理器124a将链接速度和当前信息存储在服务处理器4中包含的存储器单元中。

(2-2)低速模式启动(当添加了硬盘驱动时)

图6示出了当添加了硬盘驱动111时的低速模式的启动处理。由于在此流程图中的大部分处理步骤，除了它们中仅仅一部分外，几乎和图5中示出的相同，因此，关于相同处理步骤的说明已被省略，且以下主要说明它们之间的差异。

由于在添加了硬盘驱动111时系统已在高速模式下操作，因此在该流程图中省略了图5中的步骤S201、S202、S206、S301、S302、S303、S304、S401。

由于如上所述在添加了硬盘驱动111时系统已在高速模式下操作，因此，当由硬盘驱动扩展触发时(步骤S100)，添加的硬盘驱动111被初始化(步骤S101)且向扩展器130发出链接初始化请求(步骤S102)。

当由链接初始化请求触发时，扩展器130做出链接初始化请求(步骤S203)且与控制器127a链接上(步骤S103和S204)。由于扩展器130使用外部存储器133中的初始化数据，因此，扩展器以低速模式与硬盘驱动111链接上且以高速模式分别与另一个扩展器130和控制器127a链接上。

扩展器130向处理器124a发送链接上响应(步骤S205)，且处理器124a从扩展器130接收链接上响应(步骤S403a)。随后的处理步骤与图5中的相同，因此已省略其说明。

(2-3)以低速模式启动(处理器的链接初始化)

图7示出了当以低速模式启动系统时的处理序列的示例。由于图7中的大多数处理步骤，除了它们中的仅仅一部分外，几乎与图5所示的相同，因此已省略有关相同处理步骤的说明且以下将主要说明它们之间的差异。

在图5所示的上述处理序列中，扩展器130在完成扩展器130和硬盘驱动111的初始化之后做出链接初始化请求(图5中的步骤S203)。另一方面，在图7所示的流程图中，处理器124a扮演链接初始化控制的重要角色。

具体的，在完成初始化后(步骤S401)，处理器124a对控制器127a做出链接初始化请求(步骤S402a)并且还经由控制器127a向扩展器130做出链接初始化请求(步骤S402b、S305)。响应于链接初始化请求，扩展器130向控制器127a做出链接初始化请求并且然后以高速模式与控制器127a链接上(步骤S203a、S206、S303)，并且还以低速模式与硬盘驱动111和另一个扩展器130链接上(步骤S204、S103)。随后的处理步骤与图5中的类似，因此省略其说明。

如果跟随上述过程，则扩展器130和硬盘驱动111依据来自处理器124a的指示开始链接初始化。与图5所示在完成扩展器130和硬盘驱动111的初始化后自动发出链接初始化请求的情况相比，上述过程具有以下优点：可以控制多个硬盘驱动111以防止它们同时执行链接初始化处理并且在多个硬盘驱动111连接到扩展器130的配置中防止负载功率临时达到峰值。

(2-4)判断参数信息获取请求的必要性的处理

图8示出了用于判断参数信息获取请求的必要性的处理。在图8所示的示例中，左侧竖线中排列的一系列动作表示由服务处理器4执行的处理，中间竖线中排列的一系列动作表示由处理器124a执行的处理，以及右侧竖线中排列的一系列动作表示由控制器127a执行的处理。相同的说明应用于后面描述的图10和11。

这个必要性判断处理判断是否有必要从例如硬盘驱动111读取和获取参数信息。执行这样的必要性判断处理首先是因为并非所有硬盘驱动有必要以高速模式操作，其次是因为有关硬盘驱动的相同模型的参数信息已存储在存储器150a中，该参数信息可以被再次使用。

处理器124a向控制器127a发出关于已被低速模式启动的硬盘驱动111的硬盘驱动信息的请求(步骤S411)。响应于处理器124a做出的请求，控制器127a向处理器124a响应有关硬盘驱动111的硬盘驱动信息，包括模型名称、容量和转数(步骤S311)。

随后，处理器124a从服务处理器4请求系统配置信息(步骤S412)。响应于该请求，服务处理器4向处理器124a返回在构造该系统时已注册的系统配置信息(步骤S511)。

处理器124a将这些信息条进行比较并检查系统配置信息是否与HDD信息匹配(步骤S413)。如果系统配置信息与HDD信息不匹配，则处理器124a执行使硬盘驱动不可用的处理(步骤S414)。另一方面，如果系统配置信息与HDD信息匹配，则处理器124a检查硬盘驱动111是否能以高速模式(6Gbps)操作(步骤S415)。如果硬盘驱动111能以高速模式操作，则处理器124a确定有必要请求参数信息(步骤S418)。另一方面，如果硬盘驱动111不能以高速模式操作，则处理器124a确定不必请求参数信息(步骤S419)。

(2-5)参数信息读取和模式切换

图9示出了参数信息读取和模式切换处理。在图9所示的示例中，最左侧竖线中排列的一系列动作表示由处理器124a执行的处理，左侧第二竖线中排列的一系列动作表示由磁盘适配器123a的控制器127a执行的处理，右侧第二竖线中排列的一系列动作表示由扩展器130执行的处理，且最右侧竖线中排列的一系列动作表示由硬盘驱动111执行的处理。相同的说明应用于后面描述的图12至14。

图9中的流程图示出了对被确定为参数信息获取请求是必要的硬盘驱动111执行的处理。处理器124a对参数信息获取请求是必要的每个硬盘驱动分配编号，磁盘编号被认为是n。处理器124a对磁盘编号N为0的硬盘驱动111执行参数信息获取请求处理(步骤S421、S422)。

例如，依据SCSI标准的日志检测命令被使用在该参数信息获取请求处理中。处理器124a将获得的参数信息存储在本地存储器(图未示)中，从参数信息中提取安装了硬盘驱动的位置的参数值(步骤S424)，并对硬盘驱动111和扩展器130设置该参数值(步骤S425、S122、S426、S221)。例如，依据SCSI标准的模式选择命令可以被用于参数值的设置。此外，例如，依据SCSI标准的模式检测命令可以被用于设置确认。

随后，处理器124a向扩展器130做出链接初始化请求(步骤S427)并与扩展器130和硬盘驱动111链接上(步骤S223、S123)。接下来，处理器124a获取硬盘驱动111的链接速度(步骤S428、S224)。

处理器124a检查它们是否以高速模式链接上(步骤S429)。如果它们以高速模式链接上，则处理器124a检查是否所有硬盘驱动111分别与扩展器链接上(步骤S431)。另一方面，如果它们没有以高速模式链接上，则处理器124a返回上述的步骤S422并重复该处理。

如果在步骤S431中所有硬盘驱动111分别以高速模式链接上，则处理器124a结束该处理。另一方面，如果存在剩余的要被链接上的任何硬盘驱动，则处理器124a增加磁盘编号(步骤S430)并进行到下一个硬盘驱动。

如果处理器124a重复上述处理且安装在系统中并且是高速模式的目标的所有硬盘驱动的速度模式被切换为高速模式，则完成用于切换到高速模式的处理。

如果本地存储器没有足够的存储容量来存储所有硬盘驱动111的所有参数信息条，则处理器124a可以在每次处理进行到下一个硬盘驱动111时以新的参数信息盖写已存储在本地存储器中的参数信息。结果，可以减少上述处理所需的本地存储器的存储区域。

(3)其他实施例

(3-1)用于判断参数信息获取请求的必要性的处理

图10示出了用于判断参数信息获取请求的必要性的处理。由于图10中的大部分处理步骤，除了它们中的仅仅一部分外，几乎与图8所示的相同，因此已省略了关于相同处理步骤的说明并且以下主要说明它们之间的差异。

图8所示的处理序列与图10所示的处理序列之间的差异在于在图10所示的处理序列中存在步骤S416。如果添加的硬盘驱动111可以以高速模式操作，则处理器124a在步骤S416检查在系统中是否存在与添加的硬盘驱动相同模型的另一个硬盘驱动111。

如果处理器124a存储了所有获得的参数信息条并且使它们保留在本地存储器中而无需盖写已获得的参数信息，则没有必要从与系统中的现有硬盘驱动111相同模型的所添加的硬盘驱动111读取参数信息。

结果，处理器124a不必在每次添加硬盘驱动111时从添加的硬盘驱动111获取参数信息。因此，负载将会被减少且资源可以由此被分配给其他处理。

(3-2)用于判断参数信息获取请求的必要性的处理

图11示出了用于判断参数信息获取请求的必要性的处理。由于图11中大多数的处理步骤，除了它们中的仅仅一部分外，几乎与图10中所示的相同，因此已省略关于相同处理步骤的说明，且以下主要描述它们之间的差异。

图10所示的处理序列和图11所示的处理序列之间的差异在于图11所示的处理序列中存在步骤S417。在步骤S415，如果硬盘驱动111自身具有基于收发器131t、131r处的信号质量自动地设置参数值的功能且该功能是有效的，则控制器124a防止发生如上述实施例所述的设置参数值的功能的操作。

(3-3)参数信息读取和高速模式切换

图12示出了参数信息读取和高速模式切换处理的处理序列。由于图12中的大部分处理步骤，除了它们中的仅仅一部分外，几乎与图9所示的相同，因此，已省略了关于相同处理步骤的说明且以下将主要说明它们之间的差异。

图9所示的处理序列与图12所示的处理序列之间的差异在于关于图12中的步骤S423a的处理。在步骤S423a中，处理器124a将已从硬盘驱动111接收到的参数信息存储在共享存储器125a(图中的SM)中而不是本地存储器中。结果，共享存储器125a中存储的参数信息可以被其他的处理器125b访问。

(3-4)参数信息读取和高速模式切换

图13示出了参数信息读取和高速模式切换处理的处理序列。由于图13中的大部分处理步骤，除了它们中的仅仅一部分外，几乎与图9所示的相同，因此，已省略了关于相同处理步骤的说明且以下将主要说明它们之间的差异。

图9所示的处理序列与图13所示的处理序列之间的差异在于关于图13中的步骤S423b的处理。在步骤S423b中，处理器124a将已从硬盘驱动111接收到的参数信息存储在服务处理器4(图中的SVP)中而不是本地存储器中。结果，在服务处理器4的存储区域中存储的参数信息可以被其他的处理器访问。

(3-5)参数信息读取和高速模式切换

图14示出了参数信息读取和高速模式切换处理的处理序列。由于图14中的大部分处理步骤，除了它们中的仅仅一部分外，几乎与图9所示的相同，因此已省略关于相同处理步骤的说明且以下将主要说明它们之间的差异。

图9所示的处理序列与图14所示的处理序列之间的差异在于关于图14中的步骤S222、S427的处理。在从处理器124a接收到参数值后，扩展器130自身在步骤S222做出链接初始化请求。换句话说，在图14所示的处理序列中，处理器124a不再需要像图9中的步骤S427那样向扩展器130做出链接初始化请求。

具体的，在图9中，处理器124a对扩展器130和硬盘驱动111设置参数值，并且然后做出链接初始化请求(步骤S425、S427)。另一方面，在图14所示的处理序列中，在处理器124a对扩展器130设置参数值后，扩展器130代替处理器124a自动地开始向硬盘驱动111做出链接初始化请求(步骤S222)。通过这样的配置，可以减少处理器124a上的负荷。

(3-6)单端口硬盘驱动

图15示出了作为上述实施例的变形的转换器14的配置的示例。尽管上述磁盘阵列系统1使用双端口硬盘驱动111来采用冗余配置，但可以具有一个端口的硬盘驱动(此后称作单端口硬盘驱动)来减少成本。在此情况下，转换器14插入到单端口硬盘驱动和磁盘单元11之间来保持系统的冗余配置。转换器14用作用于使用单端口硬盘驱动而不是两端口硬盘驱动111的转换器。

转换器14可以安装在磁盘单元11上，而不管例如单端口硬盘驱动的尺寸和形状。尽管参数信息对于每个硬盘驱动变化，但转换器14具有能够存储与每个硬盘驱动对应的参数信息的足够的存储区域(对应于上述的存储器单元14b)。

转换器14连接到单端口硬盘驱动，使得一个转换器14对应于一个硬盘驱动；并且在单端口硬盘驱动出货时确认转换器14将连接到的磁盘阵列系统1的类型。因此，如果依据出货的时机预先在转换器14中存储了适合的参数信息，则不必要再存储任何额外的参数信息且可以有效利用该存储区域。

接下来将说明转换器14的特定配置。转换器14包括CPU(中央处理单元)14a，存储器单元14b，选择器14c，转换单元14d，第一接收器和发送器14e、14f，第二接收器和发送器14g、14h以及第三接收器和发送器14i、14j。CPU 14a控制整个转换器14。在从处理器124a接收到参数信息获取请求和上述的参数设置请求后，CPU 14a提供在存储器单元14b中准备好的参数信息。

第一接收器和发送器14e、14f和第二接收器和发送器14g、14h对应于上述的两个端口。第三接收器和发送器14i、14j是上述单端口硬盘驱动的I/O接口连接到的端口。转换单元14d执行协议转换。选择器14c具有在CPU 14a的控制下选择第一接收器和发送器14e、14f以及第二接收器和发送器14g、14h中的任何一个的切换功能。

(4)本实施例的有益效果

如上所述，依据本实施例的磁盘阵列系统1，预先在作为要被添加的目标对象的硬盘驱动111中存储包括有关适合于操作的指定操作模式的信息(例如，高速模式的参数值)的特定参数信息。当因硬盘驱动111附加到磁盘适配器123a等而被触发时，处理器124a基于已预先准备好的预定参数信息临时地以低速模式操作硬盘驱动111，从硬盘驱动111读取特定参数信息，并基于该特定参数信息以高速模式操作硬盘驱动111。

依据本实施例的磁盘阵列系统1具有如下特性。首先，在硬盘驱动111初始化启动时以低速模式启动硬盘驱动111，使得硬盘驱动111可以甚至无需使用优化参数值而被启动。其次，硬盘驱动111预先存储包括优化参数值的特定参数信息。因此，处理器127a从硬盘驱动111读取该特定参数信息。第三，由于处理器124a对硬盘驱动111和扩展器130设置例如包含在读取的特定参数信息中的优化参数值并将操作模式改变为高速模式，因此，硬盘驱动111基于例如优化参数值而操作。

通过该配置，即使在安装了任意的硬盘驱动111时，磁盘阵列系统1也可以以适合于硬盘驱动111的高速模式操作硬盘驱动111。因此，即使在添加会在将来出现的任意硬盘驱动111时，磁盘阵列系统1在即使以高速模式执行与硬盘驱动111的通信时也可以通过设置适合的参数值并由此减少错误率来确保数据通信的质量。

依据磁盘阵列系统1，磁盘控制器12包括：通道适配器121a，用作与主机计算机(图未示)的接口；切换设备122a等，用作用于控制通道适配器121a与磁盘适配器123a之间的数据传送的第一切换单元；以及存储器单元121a，在存储器单元121a中预先存储了预定参数信息。磁盘单元11包括切换设备13a等，用作用于控制由至少一个硬盘驱动111和上述硬盘驱动111构成的磁盘阵列的第二切换单元。

依据磁盘阵列系统1，切换设备13a等包括用于控制每个硬盘驱动111之间的数据传送的扩展器130。

依据上述磁盘阵列系统1，扩展器13a等包括：端口131，具有收发器，该收发器用于执行与连接到每个磁盘适配器123a等的硬盘驱动111的数据通信；切换电路132，用于控制经由端口131每个硬盘驱动111之间的数据传送；以及控制单元135，用于控制切换电路132。处理器124a等基于特定参数信息对收发器131t、131r设置参数值。

依据磁盘阵列系统1，硬盘驱动111保存关于其在磁盘单元11中的位置的信息作为特定参数信息。

通过该配置，尽管布线长度依赖于硬盘驱动111放在磁盘单元11中的位置而变化，但也可以考虑到布线长度来启动和操作硬盘驱动111。

依据磁盘阵列系统1，作为特定参数信息，硬盘驱动111具有关于特性的信息，包括信号振幅、预强调和均衡器中的任何一个(或任意组合)。

通过该配置，可以考虑到这些特征中的任意一个来以合适的操作模式启动和操作硬盘驱动111。

依据上述磁盘阵列系统1，处理器124a等检查硬盘驱动111是否支持作为能以指定操作模式操作的模型，如果不支持，则处理器124a等不从硬盘驱动111读取特定参数信息。通过该配置，处理器124a等可以避免执行无用的处理，从而可以将资源分配给其他的处理。

依据上述磁盘阵列系统1，如果磁盘阵列系统1的处理器124a等从硬盘驱动111读取特定参数信息一次，则它将读取的特定参数信息存储在指定的存储单元中。

依据上述磁盘阵列系统1，一旦磁盘阵列系统1的处理器124a等从硬盘驱动111读取特定参数信息，它以读取的特定参数信息盖写该指定的存储单元中的特定参数信息并将其存储在该指定的存储单元中。

通过该配置，可以减少用于存储从硬盘驱动111读取的特定参数的存储容量。

依据上述磁盘阵列系统1，如果在指定的存储单元中已经存在与硬盘驱动111对应的特定参数信息，则磁盘阵列系统1的处理器124a等不从硬盘驱动111读取特定参数信息，并使用已经存储在该指定的存储单元中的特定参数信息。

通过该配置，处理器124a在此情况下不从硬盘驱动读取特定参数信息，从而可以将资源分配给其他的处理。

用于依据上述实施例的磁盘阵列系统1中的硬盘驱动111的扩展方法包括：由处理器124a等执行的初始化启动步骤，用于在硬盘驱动111附加到磁盘适配器123a等而被触发时，基于已预先准备好的预定参数信息来临时以预定低速模式操作所述硬盘驱动111，其中，所述硬盘驱动111已预先保存了特定参数信息，所述特定参数信息包括与适合于操作的指定操作模式有关的信息；由所述处理器124a等执行的获取步骤，用于以所述预定操作模式从所述硬盘驱动111读取所述特定参数信息；以及由处理器124a等执行的正常操作步骤，用于基于所述特定参数信息来以指定操作模式(高速模式)操作所述硬盘驱动。

(5)其他实施例

上述实施例是为了描述本发明的目的而给出的示例，其不试图将本发明仅仅限于这些实施例。相应地，可以以各种方式利用本发明，除非该利用已经脱离本发明的主旨。例如，在上述实施例中已顺序地说明了各种程序的处理序列；然而，处理序列的顺序不特别地限于以上所述。因此，除非获得任何冲突的处理结果，否则，可以改变处理的顺序或可以执行同时的操作。

Claims (11)

1.一种磁盘阵列系统，包括磁盘单元和磁盘控制器，所述磁盘单元备有至少一个能基于设置来改变操作状态的硬盘驱动器，且所述磁盘单元安装在所述磁盘控制器上，

所述磁盘控制器包括：

磁盘适配器，用于附加和移除硬盘驱动器，所述硬盘驱动器已经预先保存了特定参数信息，所述特定参数信息包括与适合于操作的特定操作模式有关的信息；以及

处理器，其在因所述硬盘驱动器附加到所述磁盘适配器上而被触发时，基于已预先准备好的特定参数信息来以特定操作模式操作所述硬盘驱动器，从所述硬盘驱动器读取所述特定参数信息，并基于所述特定参数信息来以所述特定操作模式操作所述硬盘驱动器，

所述磁盘单元包括：

至少一个扩展器设备，其包括存储器和多个端口，所述多个端口中的每一个端口与所述磁盘控制器、其他切换设备以及所述硬盘驱动器中的任何一个设备相连接；

所述磁盘阵列系统的特征在于，所述磁盘控制器被配置用于：

在因为至少一个硬盘驱动器中的第一硬盘驱动器附加到磁盘适配器而被触发时，所述磁盘控制器基于已预先准备好的特定参数信息临时地以低速通信模式操作所述第一硬盘驱动器，其中至少一个扩展器设备包括多个端口中的与第一硬盘驱动器相连接的第一端口；

以低速通信模式从第一硬盘驱动器读取所述特定参数信息；

更新针对至少一个扩展器设备中的第一扩展器设备的存储器上所管理的第一端口的在特定参数信息中的包含的特定参数值；并且

利用针对第一端口的更新后的在特定参数信息中的包含的特定参数值来控制第一硬盘驱动器和第一扩展器设备以高速通信模式进行链接。

2.根据权利要求1所述的磁盘阵列系统，其特征在于，所述磁盘控制器包括：

通道适配器，作为与主机系统的接口；

第一切换单元，用于控制所述通道适配器与所述磁盘适配器之间的数据传送；以及

存储器单元，用于预先存储所述特定参数信息；并且

所述磁盘单元包括第二切换单元，所述第二切换单元用于控制由所述至少一个硬盘驱动器构成的磁盘阵列、以及所述硬盘驱动器。

3.根据权利要求2所述的磁盘阵列系统，其特征在于，所述第二切换单元包括扩展器，所述扩展器用于控制各个硬盘驱动器之间的数据传送。

4.根据权利要求3所述的磁盘阵列系统，其特征在于，所述扩展器包括：

端口，所述端口包括收发器，用于执行与连接到所述磁盘适配器的每个硬盘驱动器的数据通信；

切换电路，用于控制经由所述端口连接的各个硬盘驱动器之间的数据传送；以及

控制单元，用于控制所述切换电路；并且

所述处理器基于所述特定参数信息对所述收发器设置参数值。

5.根据权利要求1所述的磁盘阵列系统，其特征在于，所述硬盘驱动器将与它在所述磁盘单元中的位置有关的信息作为所述特定参数信息保存。

6.根据权利要求1所述的磁盘阵列系统，其特征在于，所述硬盘驱动器将与包括信号幅度、预强调和均衡器在内的特性中的任何特性有关的信息作为所述特定参数信息保存。

7.根据权利要求1所述的磁盘阵列系统，其特征在于，所述处理器检查所述硬盘驱动器是否作为能够以所述特定操作模式进行操作的模型被支持，且，如果不被支持，则所述处理器不从所述硬盘驱动器读取所述特定参数信息。

8.根据权利要求1所述的磁盘阵列系统，其特征在于，所述处理器只要从所述硬盘驱动器读取所述特定参数信息一次，所述处理器就将所读取的特定参数信息存储在指定存储器单元中。

9.根据权利要求8所述的磁盘阵列系统，其特征在于，一旦所述处理器从所述硬盘驱动器读取了所述特定参数信息，所述处理器以所读取的特定参数信息来盖写所述指定存储器单元中的所述特定参数信息，并将盖写后的所述特定参数信息存储在所述指定存储器单元中。

10.根据权利要求8所述的磁盘阵列系统，其特征在于，如果在所述指定存储器单元中已经存在与所述硬盘驱动器对应的所述特定参数信息，则所述处理器不从所述硬盘驱动器读取所述特定参数信息，而使用已存储在所述指定存储器单元中的所述特定参数信息。

11.一种磁盘阵列系统的硬盘驱动器扩展方法，所述磁盘阵列系统包括磁盘单元和磁盘控制器，所述磁盘单元备有至少一个能基于设置来改变操作状态的硬盘驱动器，且所述磁盘单元安装在所述磁盘控制器上，其中所述磁盘单元包括至少一个扩展器设备，其包括存储器和多个端口，所述多个端口中的每一个端口与所述磁盘控制器、其他切换设备以及所述硬盘驱动器中的任何一个设备相连接；所述硬盘驱动器扩展方法包括：

初始启动步骤，由处理器执行，用于在因所述硬盘驱动器附加到所述磁盘适配器上而被触发时，基于已预先准备好的特定参数信息来以特定操作模式操作所述硬盘驱动器，其中，所述硬盘驱动器已预先保存了特定参数信息，所述特定参数信息包括与适合于操作的特定操作模式有关的信息；

获取步骤，由所述处理器执行，用于以所述特定操作模式从所述硬盘驱动器读取所述特定参数信息；以及

正常操作步骤，由所述处理器执行，用于基于所述特定参数信息来以所述特定操作模式操作所述硬盘驱动器，

所述硬盘驱动器扩展方法的特征在于，所述磁盘控制器被配置用于：

在因为至少一个硬盘驱动器中的第一硬盘驱动器附加到磁盘适配器而被触发时，所述磁盘控制器基于已预先准备好的特定参数信息临时地以低速通信模式操作所述第一硬盘驱动器，其中至少一个扩展器设备包括多个端口中的与第一硬盘驱动器相连接的第一端口；

以低速通信模式从第一硬盘驱动器读取所述特定参数信息；

更新针对至少一个扩展器设备中的第一扩展器设备的存储器上所管理的第一端口的在特定参数信息中的包含的特定参数值；并且

利用针对第一端口的更新后的在特定参数信息中的包含的特定参数值来控制第一硬盘驱动器和第一扩展器设备以高速通信模式进行链接。