CN105512007B - 一种pcie硬盘状态灯的控制方法及系统 - Google Patents

一种pcie硬盘状态灯的控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种PCIE硬盘状态灯的控制方法及系统，包括以下步骤：判断PCIE硬盘的当前工作模式；CPU将所述当前工作模式信息发送至南桥芯片；所述南桥芯片将所述当前工作模式信息发送至复杂可编程逻辑控制器；根据所述当前工作模式信息，所述复杂可编程逻辑控制器控制所述当前工作模式对应的状态灯的显示。本发明的PCIE硬盘状态灯的控制方法及系统CPU通过南桥芯片对CPLD进行控制，进而实现对PCIE硬盘的复位和定位操作所对应状态灯的显示控制；能够及时判断PCIE硬盘的使用状态；通过对当前工作模式信息进行海明校验，保证了状态灯的准确显示。

Description

一种PCIE硬盘状态灯的控制方法及系统
技术领域
本发明涉及PCIE固态硬盘的技术领域，特别是涉及一种PCIE硬盘状态灯的控制方法及系统。
背景技术
目前，服务器使用的大部分是SATA/SAS 6G硬盘，小部分使用SATA/SAS 12G硬盘。如图1所示，在控制SATA/SAS 6G/12G硬盘的状态灯显示时，CPU通过SAS控制器连接到SAS扩展器(SAS Expander)上，SAS Expander将信号连接到SFF-8639连接器上，再由SFF-8639连接器外接SATA/SAS 6G/12G硬盘，从而实现CPU对SATA/SAS 6G/12G硬盘信号灯的控制。具体地，系统端的tool下命令到CPU端，由CPU通过SAS控制器去控制SAS Expander发出串行输入输出(Small General Purpose Input Output，SGPIO)信号到复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)，再由CPLD去解析SGPIO组信号并输出到对应硬盘的状态灯，从而实现对SATA/SAS 6G/12G硬盘的状态灯的控制。
随着PCIE固态硬盘的广泛使用，在一些服务器上开始使用PCIE固态硬盘(PCIESSD)。如再参照图1所示方式连接，由于SFF-8639连接器为SATA/SAS硬盘和PCIE SSD提供了非共用的PIN，二者互斥互斥访问。然而，PCIE SSD现有的工作模式导致CPU无法控制PCIESSD状态灯，从而无法及时判断PCIE SSD的使用状态。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种PCIE硬盘状态灯的控制方法及系统，能够实现PCIE硬盘的复位和定位操作所对应状态灯的显示控制，从而便于及时判断PCIE硬盘的使用状态。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种PCIE硬盘状态灯的控制方法，包括以下步骤：判断PCIE硬盘的当前工作模式；CPU将所述当前工作模式信息发送至南桥芯片；所述南桥芯片将所述当前工作模式信息发送至复杂可编程逻辑控制器；根据所述当前工作模式信息，所述复杂可编程逻辑控制器控制所述当前工作模式对应的状态灯的显示。
于本发明的一实施例中，PCIE硬盘的工作模式包括硬盘复位模式和硬盘定位模式。
于本发明的一实施例中，将所述当前工作模式信息发送至所述南桥芯片时，通过所述南桥芯片的GPIO串口扩展器对应的输出电平寄存器来记录所述当前工作模式信息。
于本发明的一实施例中，所述输出电平寄存器共占64比特，低8位由BIOS占用，用两位表示PCIE硬盘的工作模式。
于本发明的一实施例中，所述南桥芯片将所述当前工作模式信息发送至所述复杂可编程逻辑控制器时，包括以下步骤：
对所述当前工作模式信息进行海明校验，生成海明校验编码数据；
将生成的海明校验编码数据发送至所述复杂可编程逻辑控制器。
同时，本发明还提供一种PCIE硬盘状态灯的控制系统，包括判断模块、第一发送模块、第二发送模块和控制模块；
所述判断模块用于判断PCIE硬盘的当前工作模式；
所述第一发送模块与所述判断模块相连，用于通过CPU将所述当前工作模式信息发送至南桥芯片；
所述第二发送模块与所述第一发送模块相连，用于通过所述南桥芯片将所述当前工作模式信息发送至复杂可编程逻辑控制器；
所述控制模块与所述第二发送模块相连，用于根据所述当前工作模式信息，通过所述复杂可编程逻辑控制器控制所述当前工作模式对应的状态灯的显示。
于本发明的一实施例中，PCIE硬盘的工作模式包括硬盘复位模式和硬盘定位模式。
于本发明的一实施例中，所述第一发送模块将所述当前工作模式信息发送至所述南桥芯片时，通过所述南桥芯片的GPIO串口扩展器对应的输出电平寄存器来记录所述当前工作模式信息。
于本发明的一实施例中，所述输出电平寄存器共占64比特，低8位由BIOS占用，用两位表示PCIE硬盘的工作模式。
于本发明的一实施例中，所述平台南桥芯片将所述当前工作模式信息发送至所述复杂可编程逻辑控制器时，包括以下步骤：
对所述当前工作模式信息进行海明校验，生成海明校验编码数据；
将生成的海明校验编码数据发送至所述复杂可编程逻辑控制器。
如上所述，本发明的PCIE硬盘状态灯的控制方法及系统，具有以下有益效果：
(1)CPU通过南桥芯片对CPLD进行控制，进而实现对PCIE硬盘的复位和定位操作所对应状态灯的显示控制；
(2)能够及时判断PCIE硬盘的使用状态；
(3)通过对当前工作模式信息进行海明校验，保证了状态灯的准确显示。
附图说明
图1显示为现有技术中SATA/SAS硬盘的状态灯控制系统的结构示意图；
图2显示为本发明的PCIE固态硬盘的状态灯控制系统的结构示意图；
图3显示为本发明的PCIE硬盘状态灯的控制方法的流程图；
图4显示为本发明的PCIE硬盘状态灯的控制系统的结构示意图。
元件标号说明
1 判断模块
2 第一发送模块
3 第二发送模块
4 控制模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明的PCIE硬盘状态灯的控制方法及系统通过复杂可编程逻辑器件(ComplexProgrammable Logic Device，CPLD)来实现PCIE硬盘的复位(Reset)和定位(Locate)操作所对应状态灯的显示控制。其中，本发明的PCIE硬盘状态灯的控制方法及系统产生数据到CPLD，而CPLD可以控制PCIE硬盘的供电，进而实现对PCIE硬盘状态灯的控制。
参照图2，PCIE固态硬盘的状态灯控制系统的结构中，CPU将PCIE信号线转成SAS信号线直接连接到SFF-8639连接器上，再由SFF-8639连接器外接PCIE SSD。参照图3，本发明的PCIE硬盘状态灯的控制方法包括以下步骤：
步骤S1、判断PCIE硬盘的当前工作模式。
其中，PCIE硬盘的工作模式包括硬盘复位模式和硬盘定位模式。相较于现有技术，本发明增加了硬盘复位模式，从而可以根据状态灯的显示及时判断PCIE硬盘的使用状态。
步骤S2、CPU将所述当前工作模式信息发送至南桥芯片(Platform ControllerHub，PCH)。
其中，将当前工作模式信息发送至PCH时，从系统端修改南桥芯片的GPIO串口扩展器(GPIO Serial eXpander，GSX)对应的输出电平寄存器(Output Level Register)以记录当前工作模式信息。输出电平寄存器共占64bits，其中低8位被BIOS占用，用两位表示一个硬盘的工作模式。其中，高位表示硬盘定位模式，低位表示硬盘复位模式。
步骤S3、PCH将当前工作模式信息发送至复杂可编程逻辑控制器。
其中，步骤S3包括以下步骤：
31)对当前工作模式信息进行海明校验，生成海明校验编码数据。
其中，海明码可以纠正一位错，检测两位错，降低传输中的误码率。通过利用海明校验，能够保证当前工作模式信息能够准确地进行传输，以保证对LED状态灯的准确显示。
32)将生成的海明校验编码数据发送至CPLD。
步骤S4、根据当前工作模式信息，复杂可编程逻辑控制器控制当前工作模式对应的状态灯的显示。
具体地，CPLD解析接收到的数据，获取当前工作模式信息，并输出信号到对应的LED状态灯，以控制相应的LED状态灯的显示。
现有技术中，服务器中的最大应用场景包括24颗PCIE硬盘。下面基于12颗硬盘的应用场景来描述本发明的PCIE硬盘状态灯的控制方法。
首先，利用MMAP函数将GSX寄存器的BASE ADDRESS(0xfed04000)映射到内存，该寄存器共占0x400h bytes，GSX对应的输出电平寄存器的偏移量是0x30h。由于输出电平寄存器的低8位被BIOS占用，故使用bit 8～bit 63。但是为了便于计算，在设计编码时，先按bit0～bit 55编码，最后将终值左移8bit并与BIOS控制的低8位做或运算后再输出。需要注明一点，上述算法只应用在12颗硬盘的场景，24颗硬盘数的场景则需要微调代码才可实现。
硬盘编号与各自的控制位间的分布关系下表所示。
表1、硬盘编号与各自的控制位间的分布关系
对当前工作模式信息进行海明校验时，需要加入海明校验码。海明校验码的编码规则是在正常的数据位中插入校验码，分别放在2n位，n＝0，1，2，3，4……，海明校验码的长度与数据位的长度关系如表2所示。
表2、海明校验码的长度与数据位的长度关系
数据位 1 2～4 5～11 12～26 27～57 58～120 121～247
校验码 2 3 4 5 6 7 8
由于只需要24位即可表示12颗硬盘的两个控制位，所以只需要5个校验码。校验码和数据位组合后的排列关系如表3所示，其中，数据位用Di表示，校验位用Pj表示。
表3、校验码和数据位组合后的排列关系
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
P1 P2 D1 P3 D2 D3 D4 P4 D5 D6 D7 D8 D9 D10
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
D11 P5 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 D19 D20 D21 D22 D23
28
D24
由表3可知：
整个校验数据长度为29位，校验位P1是从第0位开始，每隔一位校验，即校验第0位，2位，4位，6位，8位……
校验位P2是从第1位开始，连续校验两位，间隔两位，再校验两位，即校验第1、2位，第5、6位，第9、10位……
校验位P3是从第3位开始，连续校验四位，间隔四位，再校验四位，即校验第3、4、5、6位，第11、12、13、14位，第19、20、21、22位……
校验位P4是从第7位开始，连续校验八位，间隔八位，再校验八位，即校验第7、8、9、10、11、12、13、14位，第23、24、25、26、27、28位。
校验位P5是从第15位开始，连续校验十六位，间隔十六位，再校验十六位，即校验第15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28位。
因为对于12颗硬盘数量的背板，只需要一共29位数据位和校验位，超出的部分不再校验。如果是24颗硬盘数量的场景，就需要6个校验码。程序需要进行相应调整。
下面使用偶校验来生成校验码，即每个校验码所需要校验的数据位连同校验码本身，包含“1“的个数为偶数，具体校验关系如表4所示。
表4、校验码和数据位的校验关系
将有效数据位放置到正确的海明码位置。根据原始编码与海明码位置的关系的代码如下：
将有效数据位放置到正确位置后，生成校验数据的代码如下：
由于数据位加校验位需空出被BIOS使用的低8位，故传输的数据总和会从GSX的输出寄存器0的32位中溢出。
最后将运算后的数据写回GSX的输出电平寄存器，同样由于数据从GSX输出寄存器0中溢出，所以要把溢出的数据存储到GSX输出寄存器1中。
*((unsigned int*)addr_olvl1)＝gsxOut0；
*((unsigned int*)addr_olvl2)＝gsxOut1；
并且开启序列号进程。
addr_CMD＝gsx_base+0x40；
*((unsigned int*)addr_CMD)＝1；
对于硬件复位的调用，在发送完数据后，需要将原数据复位，因为复位操作只是一次性的，不需要保持。
最后终止发送
*((unsigned int*)addr_CMD)＝0；
参照图4，本发明的PCIE硬盘状态灯的控制系统包括判断模块1、第一发送模块2、第二发送模块3和控制模块4。
判断模块1用于判断PCIE硬盘的当前工作模式。
其中，PCIE硬盘的工作模式包括硬盘复位模式和硬盘定位模式。相较于现有技术，本发明增加了硬盘复位模式，从而可以根据状态灯的显示及时判断PCIE硬盘的使用状态。
第一发送模块2与判断模块1相连，用于通过CPU将所述当前工作模式信息发送至PCH。
其中，将当前工作模式信息发送至PCH时，从系统端修改南桥芯片的GPIO串口扩展器(GPIO Serial eXpander，GSX)对应的输出电平寄存器(Output Level Register)以记录当前工作模式信息。输出电平寄存器共占64bits，其中低8位被BIOS占用，用两位表示一个硬盘的工作模式。其中，高位表示硬盘定位模式，低位表示硬盘复位模式。
第二发送模块3与第一发送模块2相连，用于通过PCH将当前工作模式信息发送至复杂可编程逻辑控制器。
其中，第二发送模块3通过以下步骤来发送当前工作模式信息：
31)对当前工作模式信息进行海明校验，生成海明校验编码数据。
其中，海明码可以纠正一位错，检测两位错，降低传输中的误码率。通过利用海明校验，能够保证当前工作模式信息能够准确地进行传输，以保证对LED状态灯的准确显示。
32)将生成的海明校验编码数据发送至CPLD。
控制模块4与第二发送模块3相连，用于根据当前工作模式信息，通过复杂可编程逻辑控制器控制当前工作模式对应的状态灯的显示。
具体地，CPLD解析接收到的数据，获取当前工作模式信息，并输出信号到对应的LED状态灯，以控制相应的LED状态灯的显示。
综上所述，本发明的PCIE硬盘状态灯的控制方法及系统CPU通过南桥芯片对CPLD进行控制，进而实现对PCIE硬盘的复位和定位操作所对应状态灯的显示控制；能够及时判断PCIE硬盘的使用状态；通过对当前工作模式信息进行海明校验，保证了状态灯的准确显示。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种PCIE硬盘状态灯的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
判断PCIE硬盘的当前工作模式；
CPU将所述当前工作模式信息发送至南桥芯片；
所述南桥芯片将所述当前工作模式信息发送至复杂可编程逻辑控制器；
根据所述当前工作模式信息，所述复杂可编程逻辑控制器控制所述当前工作模式对应的状态灯的显示；
PCIE硬盘的工作模式包括硬盘复位模式和硬盘定位模式。
2.根据权利要求1所述的PCIE硬盘状态灯的控制方法，其特征在于：将所述当前工作模式信息发送至所述南桥芯片时，通过所述南桥芯片的GPIO串口扩展器对应的输出电平寄存器来记录所述当前工作模式信息。
3.根据权利要求2所述的PCIE硬盘状态灯的控制方法，其特征在于：所述输出电平寄存器共占64比特，低8位由BIOS占用，用两位表示PCIE硬盘的工作模式。
4.根据权利要求1所述的PCIE硬盘状态灯的控制方法，其特征在于：所述南桥芯片将所述当前工作模式信息发送至所述复杂可编程逻辑控制器时，包括以下步骤：
对所述当前工作模式信息进行海明校验，生成海明校验编码数据；
将生成的海明校验编码数据发送至所述复杂可编程逻辑控制器。
5.一种PCIE硬盘状态灯的控制系统，其特征在于：包括判断模块、第一发送模块、第二发送模块和控制模块；
所述判断模块用于判断PCIE硬盘的当前工作模式；
所述第一发送模块与所述判断模块相连，用于通过CPU将所述当前工作模式信息发送至南桥芯片；
所述第二发送模块与所述第一发送模块相连，用于通过所述南桥芯片将所述当前工作模式信息发送至复杂可编程逻辑控制器；
所述控制模块与所述第二发送模块相连，用于根据所述当前工作模式信息，通过所述复杂可编程逻辑控制器控制所述当前工作模式对应的状态灯的显示；
PCIE硬盘的工作模式包括硬盘复位模式和硬盘定位模式。
6.根据权利要求5所述的PCIE硬盘状态灯的控制系统，其特征在于：所述第一发送模块将所述当前工作模式信息发送至所述南桥芯片时，通过所述南桥芯片的GPIO串口扩展器对应的输出电平寄存器来记录所述当前工作模式信息。
7.根据权利要求6所述的PCIE硬盘状态灯的控制系统，其特征在于：所述输出电平寄存器共占64比特，低8位由BIOS占用，用两位表示PCIE硬盘的工作模式。
8.根据权利要求5所述的PCIE硬盘状态灯的控制系统，其特征在于：所述南桥芯片将所述当前工作模式信息发送至所述复杂可编程逻辑控制器时，包括以下步骤：
对所述当前工作模式信息进行海明校验，生成海明校验编码数据；
将生成的海明校验编码数据发送至所述复杂可编程逻辑控制器。
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