CN105095142A - 控制扩展卡的系统及方法 - Google Patents

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    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4063—Device-to-bus coupling
    • G06F13/4068—Electrical coupling
    • G06F13/4081—Live connection to bus, e.g. hot-plugging

Abstract

本发明提出了一种控制扩展卡的系统及方法，该系统包括：操作系统、控制器、扩展卡Expander、连接器；其中，控制器受操作系统控制并与Expander卡相连，Expander卡与连接器相连；Expander卡具有独立的电源，并且电源由控制器控制。通过本发明的系统，能够实现Expander卡模块化，从而减少空间资源的占用，同时，还实现了在保证系统的稳定性和连续性的前提下对Expander卡的热插拔，进而提高了整个系统的可用性。

Description

控制扩展卡的系统及方法
技术领域
本发明涉及计算机领域，具体来说，涉及一种控制扩展卡的系统及方法。
背景技术
在大数据时代，各个应用领域对数据存储量的需求逐渐变大。同时，由于使用空间的限制，数据存储领域对存储密度的要求也逐步增高，因此，这种迫切的需求催生了高密度存储产品的发展。
但随着存储密度的升高，高密度存储设备的日常维护问题也日渐严峻。除了CPU、主板、内存、PCI-E板卡等核心部件之外，SAS卡、Expander卡等目前也大多要求离线维护。然而，小范围的系统维护却容易造成更大面积的数据暂时失效。
现在Expander卡的一般连接方式是，将Expander卡固定在机箱内的某个位置，如某个硬盘槽位或者主板的PCI-E插槽上(物理上固定，但无任何电气连接)。在Expander卡上连接D型大4pin电源线作为供电；将RAID/SAS卡上引出的mini-sas线缆接入Expander卡的入口，将硬盘背板上的mini-sas线缆接入Expander卡的出口，这种连接方式非常复杂。因此，目前的Expander卡无法满足方便的热插拔的需求，并且无法满足实际操作中的在线维护。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种控制扩展卡的系统及方法，能够能够实现Expander卡模块化，从而减少空间资源的占用，同时，还实现了在保证系统的稳定性和连续性的前提下对Expander卡的热插拔，进而提高了整个系统的可用性。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种控制扩展卡的系统。
该系统包括：
操作系统、控制器、扩展卡Expander、连接器；
其中，控制器受操作系统控制并与Expander卡相连，Expander卡与连接器相连；
Expander卡具有独立的电源，并且电源由控制器控制。
优选的，操作系统通过管理接口与控制器进行交互。
以及，Expander卡通过总线接口与控制器进行连接。
其中，操作系统监测Expander卡的状态信息，并通过管理接口将状态信息发送至控制器。
优选的，状态信息包括以下至少之一：
工作状态、温度状态。
优选的，管理接口包括以下任意之一：
IPMI接口、I2C接口、LPC接口、SMBus接口。
其中，控制器通过总线接口控制电源的上/下电；以及
控制器通过总线接口监测Expander卡是否在位。
优选的，总线接口为以下任意之一：
GPIO接口、I2C接口转换GPIO接口。
优选的，控制器包括以下任意之一：
基板控制器BMC、单片机、DSP控制器、FPGA控制器。
优选的，连接器与服务器中的多个硬件相连，硬件包括以下至少之一：
主板、多个硬盘、电源。
根据本发明的另一方面，提供了一种控制扩展卡的方法。
该方法包括：
当扩展卡Expander在位且在需要拔出的情况下，操作系统对Expander进行卸载；
在Expander卡被卸载后，操作系统向控制器发送断开Expander卡电源的指令；
控制器接收到断开电源的指令后，断开Expander卡的电源；以及
在Expander卡需要插入的情况下，将Expander卡插入对应的插槽；
在Expander卡插入对应的插槽后，操作系统向控制器发送对Expander卡进行供电的指令；
控制器接收到供电指令后，对Expander卡进行供电；
在Expander卡上电后，操作系统监测Expander卡的状态信息，并将状态信息发送至控制器。
优选的，控制器包括以下任意之一：
基板控制器BMC、单片机、DSP控制器、FPGA控制器。
本发明通过本发明的系统，能够实现Expander卡模块化，从而减少空间资源的占用，同时，还实现了在保证系统的稳定性和连续性的前提下对Expander卡的热插拔，进而提高了整个系统的可用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的控制扩展卡的系统的示意图；
图2是根据本发明实施例的控制扩展卡的方法的示意流程图；
图3是根据本发明另一实施例的控制扩展卡的方法的示意流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种控制扩展卡的系统。
如图1所示，根据本发明实施例的控制扩展卡的系统，包括：
操作系统、控制器、扩展卡Expander、连接器；
其中，控制器受操作系统控制并与Expander卡相连，Expander卡与连接器相连；
Expander卡具有独立的电源，并且电源由控制器控制。
综上，通过本实施例所描述的方法，能够实现Expander卡模块化，从而减少空间资源的占用，同时，还实现了在保证系统的稳定性和连续性的前提下对Expander卡的热插拔，进而提高了整个系统的可用性。
具体的，在本发明的一个优选的实施例中，操作系统可以通过管理接口与控制器进行连接，并通过管理接口控制该控制器，从而与其进行交互。优选的，本发明中的控制器可以为以下任意之一：基板控制器BMC、单片机、DSP控制器、FPGA控制器。优选的，管理接口包括以下任意之一：IPMI接口、I2C接口、LPC接口、SMBus接口。
此外，在本发明的一个优选的实施例中，Expander卡可以通过总线接口与控制器进行连接。在本发明的一个优选的实施例中，控制器可以通过总线接口控制电源的上/下电；以及控制器通过总线接口监测Expander卡是否在位，即判断当前Expander卡是否成功插入到服务器中。优选的，总线接口为以下任意之一：GPIO接口、I2C接口转换GPIO接口。特别的，在本发明的一个具体的实施例中，如果系统中存在多个Expander卡，则每个Expander卡会对应一个专用的总线接口。
特别的，在本发明的一个优选的实施例中，操作人员提前在操作系统中部署相关软件和驱动程序，所述相关软件和驱动程序可以提供命令窗供操作人员输入相关命令，从而使操作系统监测Expander卡的各类状态信息，并且对Expander卡的各类状态信息进行汇总。特别的，所述驱动程序可以使操作人员在操作系统层面直接管理特定的Expander卡及其上的硬盘，并在不产生系统I/OError和硬件报错的情况下，安全卸载指定的Expander卡。优选的，上述状态信息包括但不限于以下内容：Expander卡的工作状态、温度状态。随后，操作系统会通过管理接口将状态信息发送至控制器。
另外，在本发明的一个优选的实施例中，Expander卡与一定制专用连接器相连，并通过该连接器与服务器中的硬件相连接，从而可以使得Expander卡模块化。通过定义这种专用连接器的针脚，把需要连接各种链路的线缆转移到电路板上。通过连接器的插拔可以方便的插拔Expander卡本身以及供电链路、数据链路，从而实现对Expander卡的热插拔。
根据本发明的实施例，还提供了一种控制扩展卡的方法。
根据本发明实施例的控制扩展卡的方法，该方法可应用于当Expander卡或Expander卡上的硬盘需要维护的情况。该方法可以在系统处于运行状态下进行，即在系统运行下实现Expander卡及其上硬盘的热插拔。
具体的，如图2所示为当扩展卡Expander在位且在需要拔出的情况下的具体流程图。在图2中：
步骤S201：操作系统对Expander进行卸载；
步骤S203：在Expander卡被卸载后，操作系统向控制器发送断开Expander卡电源的指令；
步骤S205：控制器接收到断开电源的指令后，断开Expander卡的电源。
具体的，如图3所示为在Expander卡需要插入的情况下的具体流程图。在图3中：
步骤S301：将Expander卡插入对应的插槽；
步骤S303：在Expander卡插入对应的插槽后，操作系统向控制器发送对Expander卡进行供电的指令；
步骤S305：控制器接收到供电指令后，对Expander卡进行供电；
步骤S307：在Expander卡上电后，操作系统监测Expander卡的状态信息，并将状态信息发送至控制器。
为了更清楚的理解本发明的技术方案，下面以具体实施例进行阐述：
在本实施例中，该控制器为BMC，但是本发明并不限制控制的类型，控制器还可以为单片机、DSP控制器、FPGA控制器。以及，在本实施例中，操作系统通过IPMI接口与BMC进行通信，但是本发明并不限制管理接口的类型，该管理接口还可以为I2C接口，LPC接口，SMBus接口。
预先在操作系统上部署相关的驱动程序和软件，用户可通过软件的API编写程序，或通过Shell命令对操作系统发出命令。
Expander卡在位时，操作人员可通过操作系统中的软件和驱动程序提供的配套命令，命令操作系统侦测当前系统可识别的，即在位的Expander卡的工作状态信息以及温度状态信息。接着，通过IPMI命令将侦测到的Expander卡的状态信息发送至BMC。BMC中存储有Expander卡的各类状态信息。
BCM会通过GPIO接口实时侦测Expander卡及其上硬盘的在位信号，判断当前Expander卡是否成功插入到系统中。特别的，在本实施例中，BMC是通过GPIO与Expander卡进行通信。但是本发明并不限制接口类型，接口还可以为I2C转换GPIO或其他形式的通信方式。
当操作人员需要对Expander卡进行在线维护时，首先操作人员通过软件以及驱动程序对此Expander卡以及卡上连接的硬盘进行操作系统层面的卸载。特别的，由于上述驱动程序可以使操作人员在操作系统层面直接管理特定的Expander卡及其上的硬盘，并在不产生系统I/OError和硬件报错的情况下，安全卸载指定的Expander卡，因此在操作人员对Expander卡进行卸载后，系统并不会上报任何硬件错误。
完成卸载后，可通过IPMI指令，对照预先获取的Expander卡的状态信息及其上硬盘的状态信息和BMC中的在位信号，使BMC通过GPIO接口断开该Expander卡的供电。操作系统可拔出该Expander卡对其或其上的硬盘进行维护或更换。
当维护完毕，插回Expander卡，通过IPMI指令命令BMC对该Expander卡进行上电，从而启动Expander卡。
Expander卡启动后，服务器中的RAID/SAS卡会重新对Expander卡进行识别，并上报给操作系统。此时，通过预先部署在操作系统中的驱动程序以及配套软件可以侦测到新插入的Expander卡以及卡上连接的硬盘信息，操作系统再次通过IPMI指令将侦测到的状态信息发送至BMC中，从而更新BMC中存储的关于该Expander卡及其上硬盘的状态信息。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过将Expander卡模块化并且通过控制器与总线接口控制Expander卡的上/下电，从而实现了在保证系统的稳定性和连续性的前提下对Expander卡的在线维护，进而提高了整个系统的可用性。此外，本发明还可以通过使Expander卡与连接器相连的技术特征，使供电系统和数据链路都通过连接器与Expander卡连接，从而使整个系统的布线变得更加简洁、美观，并且使日常维护变得更加方便、快捷。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制扩展卡的系统，其特征在于，包括：
操作系统、控制器、扩展卡Expander、连接器；
其中，所述控制器受所述操作系统控制并与Expander卡相连，所述Expander卡与所述连接器相连；
所述Expander卡具有独立的电源，并且所述电源由所述控制器控制。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：
所述操作系统通过管理接口与所述控制器进行交互；以及
所述Expander卡通过总线接口与所述控制器进行连接。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，包括：
所述操作系统监测所述Expander卡的状态信息，并通过所述管理接口将所述状态信息发送至所述控制器。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述状态信息包括以下至少之一：
工作状态、温度状态。
5.根据权利要求2-4任一所述的系统，其特征在于，所述管理接口包括以下任意之一：
IPMI接口、I2C接口、LPC接口、SMBus接口。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，包括：
所述控制器通过所述总线接口控制所述电源的上/下电；以及
所述控制器通过所述总线接口监测所述Expander卡是否在位。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器包括以下任意之一：
基板控制器BMC、单片机、DSP控制器、FPGA控制器。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述连接器与服务器中的多个硬件相连，所述硬件包括以下至少之一：
主板、多个硬盘、电源。
9.一种控制扩展卡的方法，其特征在于，包括：
当扩展卡Expander在位且在需要拔出的情况下，操作系统对所述Expander进行卸载；
在所述Expander卡被卸载后，所述操作系统向控制器发送断开所述Expander卡电源的指令；
所述控制器接收到所述断开电源的指令后，断开所述Expander卡的电源；以及
在Expander卡需要插入的情况下，将所述Expander卡插入对应的插槽；
在所述Expander卡插入对应的插槽后，所述操作系统向所述控制器发送对所述Expander卡进行供电的指令；
所述控制器接收到所述供电指令后，对所述Expander卡进行供电；
在所述Expander卡上电后，所述操作系统监测所述Expander卡的状态信息，并将所述状态信息发送至所述控制器。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制器包括以下任意之一：
基板控制器BMC、单片机、DSP控制器、FPGA控制器。
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