CN104731741B - 热插拔的实现方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种热插拔的实现方法，所述方法包括：检测预设GPIO是否为低电平，所述预设GPIO被配置为输入功能且配置为低电平有效，用于接收热插拔产生的系统枚举信号；当所述预设GPIO为低电平时，触发系统控制中断；读取设备状态，根据所述设备状态判断有设备接入还是有设备被拔掉；执行与判断结果对应的动作。采用该方法，能够节省资源、减少成本，同时降低设计难度。此外，还提供了一种热插拔的实现系统。

Description

热插拔的实现方法和系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种热插拔的实现方法和系统。

背景技术

热插拔（hot-plugging或Hot Swap）即带电插拔，热插拔功能是允许用户在不关闭操作系统，不切断电源的情况下取出硬盘、电源或板卡等部件，进行维护或更换，从而提高了系统对故障的及时恢复能力、扩展性和灵活性等。PICMG（PCI Industrial ComputerManufacturers Group，PCI工业计算机制造商协会）协会也将热插拔功能加入了CPCI（Compact Peripheral Component Interconnect，紧凑型PCI）规范，成为高端CPCI产品必备的功能。

热插拔的实现方法通常是：通过在卡的插入/拔出机构中添加一个微开关装置，这个开关藏在手柄中，当CPCI卡被插入或拔出时，在卡开始或停止工作之前，微开关首先改变状态，产生ENUM#信号，即系统枚举信号，该信号通过某种途径通知OS（Operating System，操作系统）将要插入或拔出一个卡，OS再执行总线枚举、安装驱动程序或卸载驱动程序等动作。

传统技术中，ENUM#信号通知OS的方法，通常采用一个专用的CPLD（Complexprogrammable logic devices，复杂可编程逻辑器件）芯片，将输入的ENUM#信号转换成Serial IRQ（Serial Interrupt Request，串行中断请求），通过Serial IRQ来通知OS执行相应的动作。

但是，传统的X86架构是使用中断服务程序处理各种中断事件，随着X86架构的不断发展，基于X86架构的系统功能越来越复杂，接口越来越丰富，要处理的中断也越来越多。众多的PCI（Peripheral Component Interconnect，总线接口标准）设备、串口、打印口、键盘和鼠标等都使用Serial IRQ，资源有限。并且传统技术中由于要采用专用的CPLD芯片，增加了成本，同时CPLD需要编程，以将ENUM#信号模拟转换成serial IRQ的协议发出，因此增加了设计难度。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能节省资源、减少成本且降低设计难度的热插拔的实现方法和系统。

一种热插拔的实现方法，所述方法包括：

检测预设GPIO是否为低电平，所述预设GPIO被配置为输入功能且配置为低电平有效，用于接收热插拔产生的系统枚举信号；

当所述预设GPIO为低电平时，触发系统控制中断；

读取设备状态，根据所述设备状态判断有设备接入还是有设备被拔掉；

执行与判断结果对应的动作。

在其中一个实施例中，所述读取设备状态，根据所述设备状态判断有设备接入还是有设备被拔掉的步骤为：

检测当前状态寄存器的值，如果为低电平，则判定为有设备接入，如果为高电平，则判定为有设备被拔掉；或者

检测当前状态寄存器的值，如果为高电平，则判定为有设备接入，如果为低电平，则判定为有设备被拔掉。

在其中一个实施例中，所述执行与判断结果对应的动作的步骤，包括：

当判定为有设备接入时，通知操作系统有设备接入，并基于当前操作系统，对接入的设备进行初始化；

当判定为有设备被拔掉时，通知操作系统有设备被拔掉，并从操作系统的逻辑设备列表中移除所述设备。

在其中一个实施例中，在所述执行与判断结果对应的动作的步骤之后，还包括：

将所述GPIO设置为高电平。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

配置所述GPIO为输入功能；

配置所述GPIO为低电平有效；

配置所述GPIO可触发系统控制中断。

一种热插拔的实现系统，所述系统包括：

检测模块，用于检测预设GPIO是否为低电平，所述预设GPIO被配置为输入功能且配置为低电平有效，用于接收热插拔产生的系统枚举信号；

所述检测模块还用于当所述预设GPIO为低电平时，触发系统控制中断；

热插拔处理模块，用于读取设备状态，根据所述设备状态判断有设备接入还是有设备被拔掉；

所述热插拔处理模块还用于执行与判断结果对应的动作。

在其中一个实施例中，所述热插拔处理模块用于检测当前状态寄存器的值，如果为低电平，则判定为有设备接入，如果为高电平，则判定为有设备被拔掉；或者

所述热插拔处理模块用于检测当前状态寄存器的值，如果为高电平，则判定为有设备接入，如果为低电平，则判定为有设备被拔掉。

在其中一个实施例中，所述热插拔处理模块还用于当判定为有设备接入时，通知操作系统有设备接入，并基于当前操作系统，对接入的设备进行初始化；当判定为有设备被拔掉时，通知操作系统有设备被拔掉，并从操作系统的逻辑设备列表中移除所述设备。

在其中一个实施例中，所述热插拔处理模块还用于在执行与判断结果对应的动作之后，将所述GPIO设置为高电平。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：

配置模块，用于配置所述GPIO为输入功能、配置所述GPIO为低电平有效和配置所述GPIO可触发系统控制中断。

上述热插拔的实现方法和系统中，由于GPIO被配置为输入功能且低电平有效，用于接收热插拔产生的系统枚举信号，当检测到预设GPIO为低电平时，则说明产生了热插拔，触发系统控制中断（System Control Interrupt，SCI），从而调用中断处理程序，该中断处理程序能够读取设备状态，根据设备状态判断有设备接入还是有设备被拔掉，并执行与判断结果对应的动作。由于SCI是操作系统可见的、可以共享的且由低电平触发的一种中断，通过触发SCI使得对应的中断处理程序得以执行，从而实现热插拔。相对于传统的将输入的ENUM#信号转换成Serial IRQ的方式，该方法和系统能够节省资源，且不依赖于专用的CPLD芯片，因此能够节省成本，同时降低了设计难度。

附图说明

图1为一个实施例中热插拔的实现方法的应用环境图；

图2为一个实施例中热插拔的实现方法的流程示意图；

图3为另一个实施例中热插拔的实现方法的流程示意图；

图4为一个实施例中热插拔的实现系统的结构示意图；

图5为另一个实施例中热插拔的实现系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图1，本发明实施例所提供的热插拔的实现方法可应用于如图1所示的环境中。在图1中，CPCI采用背板和垂直连接的功能板构成，其中：功能板为根据系统功能需要，在处理器板支持的总线上开发的能够实现指定功能的CPCI功能板卡，如实现串口功能的串口卡。背板是实现功能板与处理器板的数据通讯和控制的CPCI背板。处理器板即为CPU板卡，其不依赖功能板，可单独运行，处理器板有可运行的操作系统，通过总线与功能板通讯。

功能板在插入或拔出时，比如当功能板需要进行在线维护时，通常是打开手柄准备拔出的过程中，触动手柄中的开关，开关状态改变，从而产生系统枚举信号（ENUM#信号），该信号经过背板通知处理器板有拔出或插入动作。本发明方案中，通过触发SCI实现热插拔功能。由于SCI是操作系统可见的、可以共享的且由低电平触发的一种中断，通过触发SCI使得对应的中断处理程序得以执行，从而实现热插拔。相对于传统的将输入的ENUM#信号转换成Serial IRQ的方式，该方法和系统能够节省资源，且不依赖于专用的CPLD芯片，因此能够节省成本，同时降低了设计难度。

如图2所示，在一个实施例中，提供了一种热插拔的实现方法，包括：

步骤202，检测预设GPIO是否为低电平，该预设GPIO被配置为输入功能且配置为低电平有效，用于接收热插拔产生的系统枚举信号。

本实施例中，可将主板/底板插槽上的一个针脚和GPIO（General Purpose Input/Output）相连接，该GPIO硬件默认上拉为高电平，待插入的设备对应针脚硬件连接触动手柄中的开关。

进一步的，预先可对GPIO进行配置，包括：配置该GPIO为输入功能；配置该GPIO为低电平有效；配置该GPIO可触发SCI。

具体的，将GPIO配置为输入功能，使得GPIO只接收输入信号，由于GPIO与插槽上的一个针脚相连接，因此GPIO能接收热插拔产生的ENUM#信号。由于SCI是操作系统可见的、可以共享的且由低电平触发的一种中断，配置GPIO为低电平有效，且可触发SCI，使得当该GPIO为低电平时，就可触发SCI。

另外，可使用单功能的GPIO信号，也可使用多功能复用信号作为GPIO信号，当使用多功能复用信号时，需将该信号配置为GPIO信号。

步骤204，当预设GPIO为低电平时，触发SCI。

步骤206，读取设备状态，根据设备状态判断有设备接入还是有设备被拔掉。

触发SCI则即可调用中断处理程序，该中断处理程序用于执行步骤206及后续步骤。

可以理解的是，接入或拔出设备，设备对应的状态寄存器的值是由高变为低，还是由低变为高，可以事先由用户自定义。

在一个实施例中，预先定义了有设备接入，则对应的状态寄存器的值由高变为低，有设备被拔掉，则对应的状态寄存器的值由低变为高。步骤206为：检测当前状态寄存器的值，如果为低电平，则判定为有设备接入，如果为高电平，则判定为有设备被拔掉。

在另一个实施例中，预先定义了有设备接入，则对应的状态寄存器的值由低变为高，有设备被拔掉，则对应的状态寄存器的值由高变为低。步骤206为：检测当前状态寄存器的值，如果为高电平，则判定为有设备接入，如果为低电平，则判定为有设备被拔掉。

步骤208，执行与判断结果对应的动作。

具体的，在一个实施例中，步骤208包括：当判定为有设备接入时，通知操作系统有设备接入，并基于当前操作系统，对接入的设备进行初始化；当判定为有设备被拔掉时，通知操作系统有设备被拔掉，并从操作系统的逻辑设备列表中移除所述设备。

在一个实施例中，在步骤208之后，还包括：将GPIO设置为高电平。将GPIO设置为高电平，则表示中断执行完毕，使得一次GPIO电平的变化只能触发一次SCI。由于GPIO被配置为低电平有效，当GPIO电平变低则会触发SCI，因此在执行与判断结果对应的动作后，如果不将GPIO设置为高电平，则会不断触发SCI，从而产生的很多意想不到的异常事件，严重影响操作系统运行效率。因此，在步骤208之后，将GPIO设置为高电平，能够有效避免异常事件。

在一个实施例中，当检测到预设GPIO为高电平，则结束，不触发SCI。

由于GPIO被配置为低电平有效，且只有输入功能，用于接收热插拔产生的ENUM#信号，当检测到GPIO为低电平则能调用SCI对应的中断处理程序，从而读取到设备状态，并根据设备状态能够得知有设备接入还是有设备被拔掉，从而执行与判断结果对应的动作。由于SCI是操作系统可见的、可以共享的且由低电平触发的一种中断，通过触发SCI使得对应的中断处理程序得以执行，从而实现热插拔。相对于传统的将输入的ENUM#信号转换成Serial IRQ的方式，该方法和系统能够节省资源，且不依赖于专用的CPLD芯片，因此能够节省成本，同时降低了设计难度。

在另一个实施例中，如图3所示，提供了一种热插拔的实现方法，该方法以预先定义了有设备接入，则对应的状态寄存器的值由高变为高低，有设备被拔掉，则对应的状态寄存器的值由低变为高为例进行举例说明，包括：

步骤302，检测预设GPIO是否为低电平，若是，则进入步骤304，否则结束。

如上所述，该GPIO被配置为输入功能且低电平有效，用于接收热插拔产生的ENUM#信号。

步骤304，检测当前状态寄存器的值，若为0，则进入步骤306，若为1，则进入步骤310。

步骤306，通知操作系统，有设备接入。

步骤308，基于当前操作系统，对接入的设备进行初始化。

步骤308中，如果接入的设备需要资源的话，还可对接入的设备分配相应的资源，如IO空间、存储空间和中断等。

步骤310，通知操作系统，有设备被拔掉。

步骤312，从操作系统的逻辑设备列表中移除该设备。

步骤312中，如果该设备存在与逻辑设备列表中，并占有系统资源的话，还可释放掉该设备所占用的系统资源。

步骤314，将GPIO设置为高电平。

如图4所示，在一个实施例中，还提供了一种热插拔的实现系统，该系统包括检测模块410和热插拔处理模块420，其中：

检测模块410用于检测预设GPIO是否为低电平，该预设GPIO被配置为输入功能且配置为低电平有效，用于接收热插拔产生的系统枚举信号，当预设GPIO为低电平时，触发SCI。

热插拔处理模块420用于读取设备状态，根据设备状态判断有设备接入还是有设备被拔掉，并执行与判断结果对应的动作。

本实施例中，可将主板/底板插槽上的一个针脚和GPIO（General Purpose Input/Output相连接，该GPIO硬件默认上拉为高电平，待插入的设备对应针脚硬件连接触动手柄中的开关。

进一步的，预先可对GPIO进行配置，包括：配置该GPIO为输入功能；配置该GPIO为低电平有效；配置该GPIO可触发SCI。

另外，可使用单功能的GPIO信号，也可使用多功能复用信号作为GPIO信号，当使用多功能复用信号时，需将该信号配置为GPIO信号。

在一个实施例中，预先定义了有设备接入，则对应的状态寄存器的值由高变为低，有设备被拔掉，则对应的状态寄存器的值由低变为高。热插拔处理模块420用于检测当前状态寄存器的值，如果为低电平，则判定为有设备接入，如果为高电平，则判定为有设备被拔掉。

在另一个实施例中，预先定义了有设备接入，则对应的状态寄存器的值由低变为高，有设备被拔掉，则对应的状态寄存器的值由高变为低。热插拔处理模块420用于检测当前状态寄存器的值，如果为高电平，则判定为有设备接入，如果为低电平，则判定为有设备被拔掉。

在一个实施例中，热插拔处理模块420还用于当判定为有设备接入时，通知操作系统有设备接入，并基于当前操作系统，对接入的设备进行初始化。进一步的，如果接入的设备需要资源的话，热插拔处理模块420还可用于对接入的设备分配相应的资源，如IO空间、存储空间和中断等

热插拔处理模块420还用于当判定为有设备被拔掉时，通知操作系统有设备被拔掉，并从操作系统的逻辑设备列表中移除所述设备。进一步的，如果该设备存在与逻辑设备列表中，并占有系统资源的话，热插拔处理模块420还可用于释放掉该设备所占用的系统资源。

在一个实施例中，热插拔处理模块420还用于在执行与判断结果对应的动作之后，将GPIO设置为高电平。

在一个实施例中，当检测模块410检测到预设GPIO为高电平，则不进行任何处理，也就是不会触发SCI。

在一个实施例中，如图5所示，热插拔的实现系统还包括配置模块430，其中，配置模块430用于配置GPIO为输入功能、配置GPIO为低电平有效和配置GPIO可触发SCI。

由于SCI是操作系统可见的、可以共享的且由低电平触发的一种中断，热插拨处理模块420通过触发SCI使得对应的中断处理程序得以执行，从而实现热插拔。相对于传统的将输入的ENUM#信号转换成Serial IRQ的方式，该热插拔的实现系统能够节省资源，且不依赖于专用的CPLD芯片，因此能够节省成本，同时降低了设计难度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种热插拔的实现方法，所述方法包括：

检测预设GPIO是否为低电平，所述预设GPIO被配置为输入功能且配置为低电平有效，用于接收热插拔产生的系统枚举信号；

当所述预设GPIO为低电平时，触发系统控制中断；所述系统控制中断是由操作系统可见的、可以共享的且由低电平触发的一种中断；

读取设备状态，根据所述设备状态判断有设备接入还是有设备被拔掉；

执行与判断结果对应的动作；

所述读取设备状态，根据所述设备状态判断有设备接入还是有设备被拔掉的步骤为：

检测当前状态寄存器的值，如果为低电平，则判定为有设备接入，如果为高电平，则判定为有设备被拔掉；或者

检测当前状态寄存器的值，如果为高电平，则判定为有设备接入，如果为低电平，则判定为有设备被拔掉。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行与判断结果对应的动作的步骤，包括：

当判定为有设备接入时，通知操作系统有设备接入，并基于当前操作系统，对接入的设备进行初始化；

当判定为有设备被拔掉时，通知操作系统有设备被拔掉，并从操作系统的逻辑设备列表中移除所述设备。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述执行与判断结果对应的动作的步骤之后，还包括：

将所述GPIO设置为高电平。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

配置所述GPIO为输入功能；

配置所述GPIO为低电平有效；

配置所述GPIO可触发系统控制中断。

5.一种热插拔的实现系统，其特征在于，所述系统包括：

检测模块，用于检测预设GPIO是否为低电平，所述预设GPIO被配置为输入功能且配置为低电平有效，用于接收热插拔产生的系统枚举信号；

所述检测模块还用于当所述预设GPIO为低电平时，触发系统控制中断；所述系统控制中断是由操作系统可见的、可以共享的且由低电平触发的一种中断；

热插拔处理模块，用于读取设备状态，根据所述设备状态判断有设备接入还是有设备被拔掉；

所述热插拔处理模块还用于执行与判断结果对应的动作；

所述热插拔处理模块用于检测当前状态寄存器的值，如果为低电平，则判定为有设备接入，如果为高电平，则判定为有设备被拔掉；或者

所述热插拔处理模块用于检测当前状态寄存器的值，如果为高电平，则判定为有设备接入，如果为低电平，则判定为有设备被拔掉。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述热插拔处理模块还用于当判定为有设备接入时，通知操作系统有设备接入，并基于当前操作系统，对接入的设备进行初始化；当判定为有设备被拔掉时，通知操作系统有设备被拔掉，并从操作系统的逻辑设备列表中移除所述设备。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述热插拔处理模块还用于在执行与判断结果对应的动作之后，将所述GPIO设置为高电平。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

配置模块，用于配置所述GPIO为输入功能、配置所述GPIO为低电平有效和配置所述GPIO可触发系统控制中断。