CN109144922B - 数据传输装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种数据传输装置及其方法。该数据传输装置包括多个主控装置、切换电路、至少一从属装置、判断电路、传输通道管控电路与主控装置观察电路；主控装置中的第一主控装置与从属装置进行第一数据传输，在第一数据传输完成前，第二主控装置要求与从属装置进行第二数据传输，藉由传输通道管控电路检测从属装置的传输通道的忙碌闲置状态，主控装置观察电路依据传输通道的忙碌闲置状态将第二主控装置切换至等待模式或传输模式，其中等待模式用以暂停第二主控装置的第二数据传输并等待第一数据传输的完成，传输模式用以使第二主控装置进行第二数据传输。本发明可使多个主控装置对同一个从属装置进行存取时自动切换并且在完整不掉封包的情况下完成传输。

Description

数据传输装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种数据传输技术，且特别涉及一种适用于服务器系统的数据传输装置及其方法。
背景技术
随着科技进步，服务器系统中的各项装置规格不断的改良，因此在现在的高密度运算服务器中，多个运算节点共用系统背板的架构也越来越常见。服务器制造商因为要减少硬件及固件改版，一种运算节点只会有一种硬件版本，因此相同款式的运算节点都会用同组的传输协议(例如I2C总线)的主控装置(Master)存取背板的从属装置(Slave)去得知系统状况(例如风扇转速、电源消耗瓦数等)。因为是相同的拓扑，将所有的总线串接将造成多个拥有同样寻址的主控装置在对从属装置作存取时发生位置冲突，因此需要一个切换器将从属装置的总线切换至需要存取的运算节点。
因此，需要一种数据传输装置及其方法来解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种数据传输装置及其方法，可避免当多个主控装置在同一时间需要对同一个从属装置进行存取，未被切换到的其他主控装置会造成存取失败，进而提供使多个主控装置对同一个从属装置进行存取时可以自动切换并且在完整不掉封包的情况下完成传输的效果。
本发明的实施例的数据传输装置，该数据传输装置包括多个主控装置、至少一从属装置、一切换电路、一判断电路、一主控装置观察电路以及一传输通道管控电路；该切换电路通过一数据传输接口耦接该些主控装置；该至少一从属装置通过数据传输接口耦接该切换电路；该判断电路耦接该切换电路、该主控装置观察电路与该传输通道管控电路；该主控装置观察电路耦接该判断电路与该些主控装置；该传输通道管控电路耦接该从属装置与该判断电路，用以检测该从属装置的传输通道的忙碌闲置状态，其中该些主控装置中的一第一主控装置与该从属装置进行一第一数据传输，在该第一数据传输完成前，该些主控装置中的第二主控装置发出一存取信号以要求与该从属装置进行一第二数据传输，其中依据该传输通道的忙碌闲置状态，该主控装置观察电路将该第二主控装置切换至一等待模式或一传输模式，其中该等待模式用以暂停该第二主控装置的该第二数据传输并等待该第一数据传输的完成，其中该传输模式用以使该第二主控装置进行该第二数据传输。
本发明的实施例的数据传输方法，适用于包括多个主控装置与至少一从属装置并通过一数据传输接口进行数据传输的数据传输装置，该数据传输方法包括：该些主控装置中的一第一主控装置与该从属装置进行一第一数据传输；在该第一数据传输完成前，该些主控装置中的一第二主控装置发出一存取信号以要求与该从属装置进行一第二数据传输；检测该从属装置的传输通道的忙碌闲置状态以判断该第一数据传输是否完成；以及依据该传输通道的忙碌闲置状态，将该第二主控装置切换至一等待模式或一传输模式，其中该等待模式用以暂停该第二主控装置的该第二数据传输并等待该第一数据传输的完成，其中该传输模式用以使该第二主控装置进行该第二数据传输。
基于上述，本发明实施例的数据传输装置及其方法，在多个主控装置中的第一主控装置与从属装置进行第一数据传输，这些主控装置中的第二主控装置在第一数据传输完成前要求与从属装置进行第二数据传输的情况下，藉由传输通道管控电路检测从属装置的传输通道的忙碌闲置状态，主控装置观察电路依据传输通道的忙碌闲置状态可以将第二主控装置切换至等待模式或传输模式，其中等待模式用以暂停第二主控装置的第二数据传输并等待第一数据传输的完成，其中传输模式用以使第二主控装置进行第二数据传输，因此可在多个主控装置间进行自动切换，而不需要另外信号的控制，能够节省设计成本，此外还能在完整不掉封包的情况下完成传输。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1绘示本发明一实施例的数据传输装置的示意图。
图2绘示本发明一实施例的数据传输方法的流程图。
图3绘示本发明一实施例的主控装置与从属装置的数据传输过程示意图。
图4A至图4B绘示本发明另一实施例的数据传输方法的流程图。
图5绘示本发明一实施例的识别数据表的示意图。
主要组件符号说明：
10 数据传输装置
100 传输电路
110 第一主控装置
120 第二主控装置
130 从属装置
140 主控装置观察电路
142 第一观察电路
144 第二观察电路
150 判断电路
152 储存单元
154 处理单元
160 传输通道管控电路
170 切换电路
172、174 双向通道
182、184 数据传输接口
310 第一数据传输
312、320、350 用以要求数据存取的信号
330 等待模式
340 切换操作
510 识别数据表
AS 存取信号
ACK 响应信号
CS 选择信号
EN 激活信号
RAS 代替发送存取信号
SI 状态信息
SS 状态信号
status_0、status_1、status_F 时钟变化
M.addr、S.addr 寻址
S210～S260、S412～S438 数据传输方法的步骤
具体实施方式
现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的组件/构件代表相同或类似部分。
图1绘示本发明一实施例的数据传输装置的示意图。请参考图1，本实施例的数据传输装置10包括多个主控装置，例如第一主控装置110、第二主控装置120，至少一个从属装置130与传输电路100。多个主控装置通过传输电路100与从属装置130进行数据传输。传输电路100例如可以用可编程逻辑装置(Programmable Logic Device)来实现，例如复杂可编程逻辑装置(Complex Programmable Logic Device,CPLD)、现场可编程逻辑门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)，或其他具有类似功能的装置，本发明对此并不限制。
传输电路100包括主控装置观察电路140、判断电路150、传输通道管控电路160与切换电路170。主控装置观察电路140耦接判断电路150、第一主控装置110与第二主控装置120。判断电路150耦接切换电路170、主控装置观察电路140与传输通道管控电路160。传输通道管控电路160耦接从属装置130与判断电路150。
第一主控装置110与第二主控装置120通过数据传输接口184耦接切换电路170的一端，切换电路170的另一端则通过数据传输接口182耦接从属装置130，在本实施例中，数据传输接口182与数据传输接口184例如是I2C传输接口。第一主控装置110与第二主控装置120会通过切换电路170的安排而分别与从属装置130进行数据传输。
在本实施例中，第一主控装置110与第二主控装置120与切换电路170之间配置双向通道174，从属装置130与切换电路170之间配置双向通道172，双向通道172的一端耦接切换电路170，另一端耦接从属装置130，其中双向通道172与双向通道174例如是逻辑通道(Logical Channel)。
在本实施例中，主控装置观察电路140包括多个观察电路，这些观察电路中的每一个分别耦接于各个主控装置，例如第一观察电路142耦接判断电路150与第一主控装置110，第二观察电路144耦接判断电路150与第二主控装置120。在本实施例中，主控装置、从属装置与观察电路的数量仅作为示例，本发明对于主控装置、从属装置与观察电路的数量并不加以限制。
请搭配图1与图3参照图2，图2绘示本发明一实施例的数据传输方法的流程图，图3绘示本发明一实施例的主控装置与从属装置的数据传输过程示意图。数据传输方法20适用于图1与图3的实施例，以下将说明本实施例的数据传输方法20的具体实施方式。
在步骤S210中，多个主控装置中的第一主控装置110与从属装置130进行第一数据传输310，图3中的status_0表示第一主控装置110的传输通道的时钟变化，status_1表示第二主控装置120的传输通道的时钟变化，status_F表示从属装置130的传输通道的时钟变化。当从属装置130为闲置时，第一主控装置110对从属装置130进行存取并发出用以要求数据存取的信号312，从属装置130的传输通道被第一主控装置110所占用，第一主控装置110与从属装置130开始进行第一数据传输310。
在步骤S220中，在第一数据传输310完成前，这些主控装置中的第二主控装置120发出用以要求数据存取的信号320以要求与从属装置130进行第二数据传输。在步骤S230中，传输通道管控电路160可以检测从属装置130的传输通道的忙碌闲置状态。根据从属装置130的传输通道的忙碌闲置状态可以判断第一数据传输310是否完成。请参照图3，如果第一数据传输310尚未完成，对应于第二主控装置120的第二观察电路144将第二主控装置120切换至等待模式330以暂停第二主控装置120的第二数据传输并等待第一数据传输310的完成(步骤S240)。在本实施例中，等待模式例如是利用I2C总线(Internal-IntegratedCircuit Bus,I2C Bus)的时钟延展(clock stretching)功能，将I2C总线的信号线中的时钟线(Serial Clock Line,SCL)维持在低准位，使第二主控装置120暂停发送，即进入等待状态。
如果第一数据传输310已经完成，切换电路170从判断电路150接收选择信号CS并依据选择信号CS将从属装置130的传输通道的传输对象从第一主控装置110切换为第二主控装置120，如图3中的切换操作340所示(步骤S250)。在步骤S260中，第二观察电路144将第二主控装置120从等待模式切换至传输模式，其中传输模式用以使第二主控装置120进行第二数据传输。第二主控装置120被切换到传输模式后才可以开始与从属装置130进行第二数据传输。
特别说明的是，在步骤S260之前，也就是说第二观察电路144将第二主控装置120从等待模式切换至传输模式之前，可以额外进行从属装置状态确认过程，例如传输通道监控电路160发送代替发送存取信号RAS给从属装置130，代替发送存取信号RAS可以是，例如图3中用以要求数据存取的信号350。从属装置130接受后并回传响应信号ACK。在传输通道监控电路160接收响应信号ACK后，第二观察电路144才将第二主控装置120从等待模式切换至传输模式。此具体实施过程可参考图4A与图4B的实施例的说明。
在本实施例中的数据传输方法20或数据传输装置10藉由传输通道管控电路160检测从属装置130的传输通道的忙碌闲置状态，主控装置观察电路140可以依据从属装置130的传输通道的忙碌闲置状态将第二主控装置120切换至等待模式或传输模式，其中等待模式用以暂停第二主控装置120的第二数据传输并等待第一数据传输的完成，其中传输模式用以使第二主控装置120进行第二数据传输，因此可在多个主控装置间进行自动切换，并且在完整不掉封包的情况下完成传输的效果。
接下来，请搭配图1、图3与图5参照图4A与图4B，图4A至图4B绘示本发明另一实施例的数据传输方法的流程图，而图5绘示本发明一实施例的识别数据表的示意图。数据传输方法40可适用于图1至图3与图5的实施例，以下将说明本实施例的数据传输方法40的具体实施方式。
在步骤S412中，第一主控装置110与从属装置130进行第一数据传输，第一数据传输例如是图3所示的第一数据传输310。在步骤S414中，在第一数据传输完成前，第二主控装置120通过切换电路170发出存取信号AS至从属装置130以要求与从属装置130进行第二数据传输。在步骤S416中，第二观察电路144从第二主控装置120接收存取信号AS，并确认存取信号AS所要求的从属装置130是否属于数据传输装置10，其中存取信号AS例如包括从属装置130的寻址，如图3的用以要求数据存取的信号320所示。其中，当确认存取信号AS所要求的从属装置130不属于数据传输装置10，则开始步骤S418，取消第二数据传输，并发出警示，反之，当确认存取信号AS所要求的从属装置130属于数据传输装置10，则开始下一步骤S420。
在步骤S420中，利用传输通道管控电路160检测从属装置130的传输通道的忙碌闲置状态以发送状态信息SI至判断电路150，然后判断电路150根据状态信息SI产生状态信号SS。具体来说，状态信息SI可以被发送至判断电路150的处理单元154，处理单元154根据状态信息SI产生状态信号SS，本发明对此并不加以限定。在步骤S422中，判断电路150进一步将关于传输通道的忙碌闲置状态的状态信号SS发送至主控装置观察电路140，在本实施例中，以将状态信号SS发送至第二观察电路144为例。第二观察电路144从判断电路150接收状态信号SS，并且根据状态信号SS确认第一数据传输是否完成。
特别注意的是，本发明并未限定步骤S420与步骤S416的实施顺序，本领域普通技术人员可依据实际需求而作适当调整。
简言之，在步骤S422中，第二观察电路144藉由接收状态信号SS得知从属装置130的传输通道的闲置忙碌状态来确认第一数据传输是否完成。若第一数据传输尚未完成，则开始步骤S424，反之，若第一数据传输已经完成，则开始步骤S426。
在步骤S424中，第二观察电路144将第二主控装置120切换至等待模式以暂停第二主控装置120的第二数据传输并等待第一数据传输的完成。如上所述，等待模式的实施方式例如是I2C总线(Internal-Integrated Circuit Bus,I2C Bus)的时钟延展(clockstretching)功能。之后，开始下一步骤S426，请再参照图1，在步骤S426中，在第二主控装置120被切换至等待模式后，第二观察电路144发送排队要求信号QUE至判断电路150中的储存单元152。判断电路150包括储存单元152与耦接储存单元152的处理单元154，其中，储存单元152储存有识别数据表510，并且该识别数据表510具有多个数据字段，例如图5中的数据字段F1～F3。排队要求信号QUE包括第二主控装置120与从属装置130的识别信息ID，在图5的实施例中，储存单元152可以将接收到的识别信息ID依序写入这些数据字段F1～F3的其中之一，由于本实施例中目前识别数据表510尚未储存其他识别信息，因此识别信息ID被写入第一个数据字段F1，在此，识别信息ID例如包括第二主控装置120与从属装置130的寻址，可以看到第一个数据字段F1储存了第二主控装置120的寻址M.addr与从属装置130的寻址S.addr。需说明的是图5实施例中的数据字段F1～F3仅为示意，本发明对于数据字段的数量与实施方式并不限制。
等到第一数据传输完成后，则开始步骤S428。在步骤S428中，判断电路150中的处理单元154依序从数据字段读取识别信息，参照图5的实施例，处理单元154会从数据字段F1读取识别信息ID。处理单元154依据所读取的识别信息ID产生选择信号CS，并将选择信号CS发送至切换电路170。进行下一步骤S430，切换电路170根据选择信号CS切换从属装置130的传输通道的传输对象，使得从属装置130可以与在传输模式下的第二主控装置120进行第二数据传输。
第二观察电路144可以将第二主控装置120从等待模式切换至传输模式以使第二主控装置120与从属装置130开始进行第二数据传输，请参照图3的切换操作340。判断电路150藉由接收关于从属装置130的传输通道的忙碌闲置状态的状态信息SI亦可以判断第一数据传输是否完成。因此在步骤S432中，在判断电路150判断第一数据传输已经完成后，发送激活信号EN至传输通道管控电路160。在下一步骤S434中，传输通道管控电路160根据激活信号EN发送代替发送存取信号RAS至从属装置130，代替发送存取信号RAS例如可以是图3中的用以要求数据存取的信号350。从属装置130接受代替发送存取信号RAS后并回传响应信号ACK给传输通道管控电路160。在步骤S436中，传输通道管控电路160接受响应信号ACK后会更新发送给判断电路150的状态信息SI，判断电路150依据更新后的状态信息SI，更新状态信号SS。在步骤S438中，第二观察电路144接收依据响应信号ACK所更新的状态信号SS，以确认从属装置130的状态，然后再将第二主控装置120从等待模式切换至传输模式，使得从属装置130通过切换电路170与在传输模式下的第二主控装置120开始第二数据传输。
除此之外，在其他的实施例中，藉由扩增例如图1中的传输电路100的数目，可实行多个主控装置对多个从属装置间的数据传输，例如一个从属装置对应一个传输电路100，主控装置在存取从属装置时先指定要与哪个从属装置的传输通道进行传输，若指定的传输通道处于闲置，则可直接进行存取，反之，则依据传输通道的忙碌闲置状态对主控装置的操作模式进行切换，上述的数据传输装置与方法可以由图1至图5实施例的叙述中获得足够的教导、建议与实施说明，因此不再赘述。
综上所述，本发明实施例的数据传输装置及其方法，在多个主控装置中的第一主控装置与从属装置进行第一数据传输，这些主控装置中的第二主控装置在第一数据传输完成前要求与从属装置进行第二数据传输的情况下，藉由传输通道管控电路检测从属装置的传输通道的忙碌闲置状态，主控装置观察电路依据传输通道的忙碌闲置状态将第二主控装置切换至等待模式或传输模式，其中等待模式用以暂停第二主控装置的第二数据传输并等待第一数据传输的完成，其中传输模式用以使第二主控装置进行第二数据传输，可在多个主控装置间进行自动切换，并且在完整不掉封包的情况下完成传输的效果。
虽然本发明已以实施例公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，应当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当视所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (13)

1.一种数据传输装置，该数据传输装置包括：
多个主控装置；
一切换电路，该切换电路通过一数据传输接口耦接该些主控装置；
至少一从属装置，该至少一从属装置通过该数据传输接口耦接该切换电路；
一判断电路，该判断电路耦接该切换电路、一主控装置观察电路与一传输通道管控电路；
该主控装置观察电路，耦接该判断电路与该些主控装置；以及
该传输通道管控电路，耦接该从属装置与该判断电路，用以检测该从属装置的传输通道的忙碌闲置状态并发送关于该传输通道的忙碌闲置状态的一状态信息至该判断电路，并且
该判断电路根据从该传输通道管控电路接收的该状态信息产生关于该传输通道的忙碌闲置状态的一状态信号，
其中该些主控装置中的一第一主控装置与该从属装置进行一第一数据传输，
其中该主控装置观察电路从该判断电路接收关于该传输通道的忙碌闲置状态的该状态信号，并且根据该状态信号确认该第一数据传输是否完成，
其中在该第一数据传输完成前，该些主控装置中的第二主控装置发出一存取信号以要求与该从属装置进行一第二数据传输，
其中依据该传输通道的忙碌闲置状态，该主控装置观察电路将该第二主控装置切换至一等待模式或一传输模式，
其中该等待模式用以暂停该第二主控装置的该第二数据传输并等待该第一数据传输的完成，其中该传输模式用以使该第二主控装置进行该第二数据传输，其中当该第一数据传输完成后，该判断电路发送一激活信号至该传输通道管控电路，并且该传输通道管控电路根据该激活信号发送一代替发送存取信号至该从属装置，使得该从属装置通过该切换电路与在该传输模式下的该第二主控装置开始该第二数据传输，
其中该代替发送存取信号包括多个不同的字段，其中至少一个字段包括同一字段中的该些主控装置和该从属装置的识别信息，
其中该切换电路从该判断电路接收一选择信号并依据该选择信号切换该传输通道的传输对象，
其中该切换电路仅选择该第一主控装置与该第二主控装置中的一个连接至该从属装置。
2.如权利要求1所述的数据传输装置，其中该主控装置观察电路包括多个观察电路，该些观察电路中的每一个分别耦接于各该些主控装置。
3.如权利要求1所述的数据传输装置，其中该数据传输接口包括I2C传输接口，并且该等待模式具有一时钟延展功能。
4.如权利要求1所述的数据传输装置，其中该主控装置观察电路接收该存取信号，并确认该存取信号所要求的该从属装置是否属于该数据传输装置，其中该存取信号包括该从属装置的寻址。
5.如权利要求1所述的数据传输装置，其中该判断电路包括：
一处理单元，该处理单元耦接一储存单元与该切换电路；以及
该储存单元，储存一识别数据表，并且该识别数据表具有多个数据字段，
其中当该第二主控装置被切换至该等待模式时，该主控装置观察电路发送一排队要求信号至该储存单元，其中该排队要求信号包括该第二主控装置与该从属装置的识别信息，且该储存单元将该识别信息依序写入该些数据字段的其中之一。
6.如权利要求5所述的数据传输装置，其中当该第一数据传输完成后，该处理单元依序从该些数据字段的其中之一读取该识别信息，并依据所读取的该识别信息产生该选择信号。
7.如权利要求1所述的数据传输装置，还包括：
一双向通道，其一端耦接该切换电路，其另一端耦接该从属装置。
8.一种数据传输方法，适用于包括多个主控装置与至少一从属装置并通过一数据传输接口进行数据传输的数据传输装置，该数据传输方法包括：
该些主控装置中的一第一主控装置与该从属装置进行一第一数据传输；
在该第一数据传输完成前，该些主控装置中的一第二主控装置发出一存取信号以要求与该从属装置进行一第二数据传输；
利用一传输通道管控电路检测该从属装置的传输通道的忙碌闲置状态以发送一状态信息至一判断电路，其中该判断电路根据该状态信息产生一状态信号；
从该判断电路接收该状态信号，并且根据该状态信号确认该第一数据传输是否完成；以及
依据该传输通道的忙碌闲置状态，将该第二主控装置切换至一等待模式或一传输模式，其中该等待模式用以暂停该第二主控装置的该第二数据传输并等待该第一数据传输的完成，其中该传输模式用以使该第二主控装置进行该第二数据传输，其中当该第一数据传输完成后，该判断电路发送一激活信号至该传输通道管控电路，并且该传输通道管控电路根据该激活信号发送一代替发送存取信号至该从属装置，使得该从属装置通过该切换电路与在该传输模式下的该第二主控装置开始该第二数据传输，
其中该代替发送存取信号包括多个不同的字段，其中至少一个字段包括同一字段中的该些主控装置和该从属装置的识别信息，
其中该传输通道的传输对象依据一选择信号被切换，
其中该切换电路仅选择该第一主控装置与该第二主控装置中的一个连接至该从属装置。
9.如权利要求8所述的数据传输方法，其中该数据传输接口包括I2C传输接口，并且该等待模式具有一时钟延展功能。
10.如权利要求8所述的数据传输方法，还包括：
确认该存取信号所要求的该从属装置是否属于该数据传输装置，其中该存取信号包括该从属装置的寻址。
11.如权利要求8所述的数据传输方法，其中所述依据该传输通道的忙碌闲置状态，将该第二主控装置切换至该等待模式或该传输模式的步骤包括：
当该第一数据传输尚未完成，将该第二主控装置切换至该等待模式；以及
当该第一数据传输完成，将该第二主控装置从该等待模式切换至该传输模式。
12.如权利要求8所述的数据传输方法，其中所述当该第一数据传输尚未完成，将该第二主控装置切换至该等待模式的步骤包括：
发送一排队要求信号至该判断电路中的一储存单元，
其中该排队要求信号包括该第二主控装置与该从属装置的识别信息，并且该储存单元将该识别信息依序写入储存于该储存单元中的多个数据字段的其中之一。
13.如权利要求12所述的数据传输方法，其中所述当该第一数据传输完成，将该第二主控装置从该等待模式切换至该传输模式的步骤包括：
该判断电路依序从该些数据字段的其中之一读取该识别信息，并依据所读取的该识别信息产生该选择信号。
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