CN102609344A - 多子板pci-e系统热插拔子板检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机通信领域，公开了一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法及其装置。既加快了启动过程，提高了启动效率，又能够在绝大部分情况下自动恢复子板的运行和正常连接。本发明中，包括以下步骤：系统中主处理器的内核启动后，获取该系统当前所有PCI-E槽位的子板信息；根据子板信息对各槽位分别判断是否存在子板和子板是否PCI-E连接正常；对于判定为存在子板且子板PCI-E连接不正常的槽位，先后执行热拔程序和热插程序。

Description

多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法及其装置

技术领域

本发明涉及计算机通信领域，特别涉及一种PCI-E子板热插拔技术。

背景技术

外围器件高速互联(Peripheral Component Interconnect Express，简称“PCI-E”)接口标准是一种由英特尔(Intel)公司于1991年推出的用于定义局部总线的标准，采用了目前业内流行的点对点串行连接技术，与外围器件互联(Peripheral Component Intercon nect，简称“PCI”)或更早期的计算机总线的共享并行架构相比，采用PCI-E接口标准连接的每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCI-E的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。PCI-E设备能够支持热拔插以及热交换特性，PCI-E最大的意义在于它的通用性，不仅可以让它用于南桥和其他设备的连接，也可以延伸到芯片组间的连接，甚至也可以用于连接图形芯片，这样，整个I/O系统将重新统一起来，将更进一步简化计算机系统，增加计算机的可移植性和模块化。

为了防止子板启动时间过长导致无法正常扫描该子板，现有的多子板PCI-E方案在每块子板上添加了config_done信号，当子板正常启动后把该信号拉高，主板在检测到所有子板的信号都拉高后再开始扫描PCI-E。本发明的发明人发现，由于热插拔信号完全可以作为检测信号通过南桥片的寄存器来获取，因此该config_done信号实际上是多余的。且在子板启动时间较长的情况下，子板还没有启动完成时，该子板连接检测已经完成了，就找不到该子板了，导致热插拔不可能成功。

标准热插拔实现的过程如图1所示，首先是卡插入的过程，假定当前的插槽处于关闭状态：

1.插入PCI-E卡，这时系统的热插拔控制器会检测到PCI-E子板存在检测信号，表示现在已经有子板插到插槽中了；

2.插入PCI-E子板后，如果有卡扣，则锁好，这时如果系统有卡扣的检测装置会获取到卡扣状态信号，表示卡扣已锁好；

3.按下Attention按钮，通知热插拔服务程序PCI-E卡已经装入，该事件会触发热插拔控制器的相应的寄存器置位，并触发一个系统中断到根复合体(系统也可以通过轮询的方式来获取该信息，当然寄存器还是要置位的)，热插拔驱动可以通过读取寄存器识别卡插入的请求；

4.热插拔服务程序通过热插拔驱动控制热插拔控制器不断闪烁子板的电源指示灯，提醒用户此时不能拔出子卡；

5.当热插拔软件同意卡插入后，会继续控制电源灯闪烁，表示正在进行确认，如果请求被拒绝，电源灯将停止闪烁，变成关闭的状态；

6.当请求被认可后，热插拔服务软件会通过驱动控制插槽的开启以及复位的操作，打开电源指示灯；

7.驱动开始检测连接的状态，并分配相应的资源；

8.然后根据厂商号或者设备号等信息搜索相应的设备，加载相应的驱动并初始化，卡的热插入过程到此完成。

以下是卡拔出的过程：

1.按下Attention按钮，通过中断(也可以是轮询的方式)通知热插拔服务软件，软件通过驱动命令控制热插拔控制器使电源灯闪烁；

2.热插拔软件开始确认请求并同时继续闪烁电源灯，此时是不允许拔出的，当该请求被拒绝后，服务软件会通知控制器取消电源的的闪烁并回复点亮的状态；

3.如果同意请求，服务软件会通知该子板的驱动停止对子板的任何操作，正在进行的操作或者完成或者取消；

4.通过桥片的连接控制寄存器断开该子板的连接，禁止相应的端口，关闭相应的插槽；

5.关闭相应的电源指示灯，这时可以安全的拔出子卡了。

标准的热插拔的子板检测过程如图2所示，控制器在收到Attention信号后，首先打开该子板的电源，然后需要等待5秒，再检测子板的连接状态，并判断该子板连接是否正常，若正常，则再检测其他状态后分配PCI资源，若连接不正常，则报告错误并关闭子板电源。但是现在的某些子板的程序加载时间是要超过5秒的，这就导致了某些子板的PCI接口还没有初始化完成，热插拔控制器就开始检测连接状态了，这样的话自然无法检测到该子板了。改进的最简单的方法无疑是把等待时间加长，但是这样其他启动很快的子板的检测时间无疑会加长，从而导致热插拔的效率太低。同时，现有的多子板PCI-E方案没有在子板无法启动后采用相应的自动恢复机制，出现了问题后只能断电重启，而且在子板损坏时没有预警机制，不利于维护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法及其装置，既加快了启动过程，提高了启动效率，又能够在绝大部分情况下自动恢复子板的运行和正常连接。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法，包括以下步骤：

系统中主处理器的内核启动后，获取该系统当前所有PCI-E槽位的子板信息；

根据子板信息对各槽位分别判断是否存在子板和子板是否PCI-E连接正常；

对于判定为存在子板且子板PCI-E连接不正常的槽位，先后执行热拔程序和热插程序。

本发明的实施方式还公开了一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置，包括以下单元：

获取单元，用于在系统中主处理器的内核启动后，获取该系统当前所有PCI-E槽位的子板信息；

判断单元，用于根据获取单元所获取的子板信息对各槽位分别判断是否存在子板和子板是否PCI-E连接正常；

执行单元，用于对于判断单元判定为存在子板且子板PCI-E连接不正常的槽位，先后执行热拔程序和热插程序。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

在内核启动后，不再等待所有子板都启动后再进行PCI-E扫描，而是直接开始PCI-E扫描，并在检测到有槽位存在子板但子板PCI-E连接不正常时，对该槽位先后执行热拔程序和热插程序，既加快了启动过程，提高了启动效率，又能够在绝大部分情况下自动恢复子板的运行和正常连接。

进一步地，如果子板已上电，则先执行热拔程序再执行热插程序，否则直接执行热插程序，可以恢复子板的运行和正常连接。

进一步地，能够检测所有子板的连接状态并上报到客户端，方便了设备状态的监测，有效的降低了维护成本。取消了子板的config_done信号，减少了从主板到子板的连线，降低了硬件的复杂度。

进一步地，子板是否连接正常的检测次数不超过3次，能够快速检测所有子板的连接状态并上报到客户端，进一步方便了设备状态的监测。

进一步地，在检测到Attention按下信号后，周期性查询子板的PCI-E连接状态，直到子板PCI-E连接正常或达到超时时间，而不是只在指定的超时时间之后一次性地检测，解决了热插拔过程中由于子板启动过慢导致的无法检测到该子板的问题，动态监测的同时有效地提高了热插拔过程中的子板检测效率。

附图说明

图1是现有技术中标准热插拔实现的流程示意图；

图2是现有技术中标准的热插拔的子板检测示意图；

图3是本发明第一实施方式中一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法的流程示意图；

图4是本发明第二实施方式中一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法的流程示意图；

图5是本发明第三实施方式中一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法的流程示意图；

图6是本发明第四实施方式中一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置的结构示意图；

图7是本发明第五实施方式中一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置的结构示意图；

图8是本发明第五实施方式中一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置的结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法。图3是该多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法的流程示意图。具体地说，如图3所示，该多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法包括以下步骤：

在步骤301中，系统中主处理器的内核启动后，获取该系统当前所有PCI-E槽位的子板信息。

此后进入步骤302，根据所述子板信息对各槽位分别判断是否存在子板和子板是否PCI-E连接正常。

此后进入步骤303，对于判定为存在子板且子板PCI-E连接不正常的槽位，先后执行热拔程序和热插程序，此后结束本流程。

在内核启动后，不再等待所有子板都启动后再进行PCI-E扫描，而是直接开始PCI-E扫描，并在检测到有槽位存在子板但子板PCI-E连接不正常时，对该槽位先后执行热拔程序和热插程序，既加快了启动过程，提高了启动效率，又能够在绝大部分情况下自动恢复子板的运行和正常连接。

此外，当前所有槽位的子板信息中包括各槽位所对应的表示是否存在子板的寄存器信息和表示子板PCI-E连接是否正常的寄存器信息。

本发明第二实施方式涉及一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法。图4是该多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法的流程示意图。

第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：如果子板已上电，则先执行热拔程序再执行热插程序，否则直接执行热插程序，可以恢复子板的运行和正常连接。能够检测所有子板的连接状态并上报到客户端，方便了设备状态的监测，有效的降低了维护成本。

取消了子板的config_done信号，减少了从主板到子板的连线，降低了硬件的复杂度。子板是否连接正常的检测次数不超过3次，能够快速检测所有子板的连接状态并上报到客户端，进一步方便了设备状态的监测。具体地说：

先后执行热拔程序和热插程序的步骤，包括以下子步骤：

检测子板是否上电，若未上电，则执行热插程序，若已上电，则先执行热拔程序再执行热插程序。

若子板不在对应槽位，或者在对应槽位且正常连接，或者执行完热插程序，则判断系统中的所有槽位是否全部检测完毕。

若完毕，则判断所有子板是否全部连接正常，若不正常，判断检测次数是否小于或等于第一阈值，若否，则将不正常的槽位上报，若是，则继续获取对应槽位的子板信息。

此外，在本发明的其他某些实施方式中，获取所有在对应槽位的子板信息可以一次获取，也可以每个子板状态检测时获取该子板信息。

第一阈值可以为3。

作为本发明的一个优选实施例，如图4所示，该多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法包括以下步骤：

在步骤401中，启动PCI-E系统。

此后进入步骤402，PCI-E正常初始化和扫描子板。

此后进入步骤403，系统中的主处理器的内核启动完毕。

此后进入步骤404，获取该系统当前所有PCI-E槽位的子板信息。

此后进入步骤405，判断各个槽位是否存在子板。

若是，则进入步骤410；否则进入步骤406。

在步骤406中，判断所有槽位是否都已经检测完毕。

若是，则进入步骤407；否则返回步骤405。

在步骤407中，判断各个槽位中的子板连接状态是否都正常。

若是，则结束本流程；否则进入步骤408。

在步骤408中，判断连接状态异常的子板检测次数是否达到第一阈值。

若是，则进入步骤409；否则返回步骤404，继续获取所有槽位的子板信息。

在步骤409中，将出问题的槽位号上报到客户端，此后结束本流程。

在步骤410中，对于在槽位中的子板，判断该子板连接是否正常。

若是，则返回步骤406，继续判断所有槽位是否检测完毕；否则进入步骤411。

在步骤411中，启动程序自动热插拔恢复机制。

此后进入步骤412，判断该连接异常的子板是否上电。

若是，则进入步骤413；否则进入步骤414。

在步骤413中，对于已上电的子板执行热拔程序。

此后进入步骤414，对未上电的子板或者执行完热拔程序的子板执行热插程序。

此后返回步骤406，继续判断所有槽位是否检测完毕。

本发明第三实施方式涉及一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法。图5是该多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法的流程示意图。

第三实施方式在第二实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：在检测到Attention按下信号后，周期性查询子板的PCI-E连接状态，直到子板PCI-E连接正常或达到超时时间，而不是只在指定的超时时间之后一次性地检测，解决了热插拔过程中由于子板启动过慢导致的无法检测到该子板的问题，动态监测的同时有效地提高了热插拔过程中的子板检测效率。

具体地说：

该多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法还包括以下步骤：

检测到Attention按下信号后，开启该信号对应槽位的子板电源，并周期性查询子板的PCI-E连接状态，直到子板PCI-E连接正常或达到超时时间。Attention按钮是热插拔通知按钮，在热插入子板后按下以通知系统，或在热拔出之前按下以通知系统。

此外，在本发明的其他某些实施方式中，一个Attention按下信号对应一个槽位，也可以对应多个槽位。

作为本发明的一个优选实施方式，具体步骤，如图5所示，该多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法包括以下步骤：

在步骤501中，按下对应槽位的Attention。

此后进入步骤502，热插拔控制器收到信号并控制子板电源开启。

此后进入步骤503，扫描子板的PCI-E连接状态。

此后进入步骤504，判断该子板PCI-E连接是否正常。

若是，则进入步骤505；否则进入步骤507。

在步骤505中，检测该子板的其他状态。

此后进入步骤506，为该PCI-E连接正常的子板分配资源，此后结束本流程。

在步骤507中，对于PCI-E连接不正常的子板，判断是否已经超时。

若是，则进入步骤509；否则进入步骤508。

在步骤508中，延迟1秒，此后返回步骤503，继续扫描子板的PCI-E的连接状态。

在本发明的其他某些实施例中，延迟时间可以大于或者小于1秒。

在步骤509中，对于检测超时的子板，则报告错误。

此后进入步骤510，关闭子板电源，此后结束本流程。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

本发明第四实施方式涉及一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置。图6是该多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置的结构示意图。该多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置包括以下单元：

获取单元，用于在系统中主处理器的内核启动后，获取该系统当前所有PCI-E槽位的子板信息。

判断单元，用于根据获取单元所获取的子板信息对各槽位分别判断是否存在子板和子板是否PCI-E连接正常。

执行单元，用于对于判断单元判定为存在子板且子板PCI-E连接不正常的槽位，先后执行热拔程序和热插程序。

在内核启动后，不再等待所有子板都启动后再进行PCI-E扫描，而是直接开始PCI-E扫描，并在检测到有槽位存在子板但子板PCI-E连接不正常时，对该槽位先后执行热拔程序和热插程序，既加快了启动过程，提高了启动效率，又能够在绝大部分情况下自动恢复子板的运行和正常连接。

此外，当前所有槽位的子板信息中包括各槽位所对应的表示是否存在子板的寄存器信息和表示子板PCI-E连接是否正常的寄存器信息。

第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明第五实施方式涉及一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置。图7和图8是该多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置的结构示意图。

第五实施方式在第四实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：如果子板已上电，则先执行热拔程序再执行热插程序，否则直接执行热插程序，可以恢复子板的运行和正常连接。能够检测所有子板的连接状态并上报到客户端，方便了设备状态的监测，有效的降低了维护成本。

取消了子板的config_done信号，减少了从主板到子板的连线，降低了硬件的复杂度。子板是否连接正常的检测次数不超过3次，能够快速检测所有子板的连接状态并上报到客户端，进一步方便了设备状态的监测。具体地说：

如图7所示，上述执行单元，包括以下子单元：

检测子单元，用于检测子板是否上电。

热拔子单元，用于对检测子单元所检测到的已上电的子板，执行热拔程序。

热插子单元，用于对检测子单元所检测到的未上电的子板，或对热拔子单元所执行完热拔程序的子板，执行热插程序。

如图8所示，该多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置还包括以下单元：

检测单元，用于若子板不在对应槽位，或者在对应槽位且正常连接，或者执行完热插程序，判断系统中的所有槽位是否全部检测完毕。

子板判断单元，用于检测单元检测系统中的所有槽位完毕后，判断所有子板是否全部连接正常。

次数判断单元，用于在子板判断单元判定有子板连接异常时，判断检测次数是否小于或等于第一阈值。

上报单元，用于次数判断单元判定检测次数大于第一阈值时，将不正常的槽位上报。

此外，在本发明的其他某些实施方式中，获取所有在对应槽位的子板信息可以一次获取，也可以每个子板状态检测时获取该子板信息。

第一阈值可以为3。

第二实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本发明第六实施方式涉及一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置。

第六实施方式在第五实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：周期性查询子板的PCI-E连接状态，直到子板PCI-E连接正常或达到超时时间，解决了热插拔过程中由于子板启动过慢导致的无法检测到该子板的问题，动态监测的同时有效地提高了热插拔过程中的子板检测效率。具体地说：

该多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置还包括以下单元：

轮询单元，用于检测到Attention按下信号后，开启该信号对应槽位的子板电源，并周期性查询子板的PCI-E连接状态，直到子板PCI-E连接正常或达到超时时间。

此外，在本发明的其他某些实施方式中，一个Attention按下信号对应一个槽位，也可以对应多个槽位。

第三实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施方式中。

需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元或模块都是逻辑单元或模块，在物理上，一个逻辑单元或模块可以是一个物理单元或模块，也可以是一个物理单元或模块的一部分，还可以以多个物理单元或模块的组合实现，这些逻辑单元或模块本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元或模块所实现的功能的组合是才解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元或模块引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元或模块。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

系统中主处理器的内核启动后，获取该系统当前所有PCI-E槽位的子板信息；

根据所述子板信息对各槽位分别判断是否存在子板和子板是否PCI-E连接正常；

对于判定为存在子板且子板PCI-E连接不正常的槽位，先后执行热拔程序和热插程序。

2.根据权利要求1所述的多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法，其特征在于，所述先后执行热拔程序和热插程序的步骤，包括以下子步骤：

检测所述子板是否上电，若未上电，则执行热插程序，若已上电，则先执行热拔程序再执行热插程序。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

若子板不在对应槽位，或者在对应槽位且正常连接，或者执行完所述热插程序，则判断系统中的所有槽位是否全部检测完毕；

若完毕，则判断所有子板是否全部连接正常；

若不正常，判断检测次数是否小于或等于第一阈值，若否，则将不正常的槽位上报，若是，则继续获取对应槽位的子板信息。

4.根据权利要求3所述的多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法，其特征在于，所述第一阈值为3。

5.根据权利要求3所述的多子板PCI-E系统热插拔子板检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：

检测到热插拔通知按钮的按下信号后，开启该信号对应槽位的子板电源，并周期性查询子板的PCI-E连接状态，直到子板PCI-E连接正常或达到超时时间。

6.一种多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置，其特征在于，包括以下单元：

获取单元，用于在系统中主处理器的内核启动后，获取该系统当前所有PCI-E槽位的子板信息；

判断单元，用于根据所述获取单元所获取的子板信息对各槽位分别判断是否存在子板和子板是否PCI-E连接正常；

执行单元，用于对于所述判断单元判定为存在子板且子板PCI-E连接不正常的槽位，先后执行热拔程序和热插程序。

7.根据权利要求6所述的多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置，其特征在于，所述执行单元，包括以下子单元：

检测子单元，用于检测所述子板是否上电；

热拔子单元，用于对所述检测子单元所检测到的已上电的子板，执行热拔程序；

热插子单元，用于对所述检测子单元所检测到的未上电的子板，或对所述热拔子单元所执行完热拔程序的子板，执行热插程序。

8.根据权利要求6至7中任一项所述的多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置，其特征在于，还包括以下单元：

检测单元，用于若子板不在对应槽位，或者在对应槽位且正常连接，或者执行完所述热插程序，判断系统中的所有槽位是否全部检测完毕；

子板判断单元，用于所述检测单元检测系统中的所有槽位完毕后，判断所有子板是否全部连接正常；

次数判断单元，用于在所述子板判断单元判定有子板连接异常时，判断检测次数是否小于或等于第一阈值；

上报单元，用于所述次数判断单元判定检测次数大于第一阈值时，将不正常的槽位上报。

9.根据权利要求8所述的多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置，其特征在于，所述第一阈值为3。

10.根据权利要求8所述的多子板PCI-E系统热插拔子板检测装置，其特征在于，还包括以下单元：

轮询单元，用于检测到热插拔通知按钮的按下信号后，开启该信号对应槽位的子板电源，并周期性查询子板的PCI-E连接状态，直到子板PCI-E连接正常或达到超时时间。

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