CN110471811A - 一应用于输入输出接口配置的控制系统 - Google Patents

一应用于输入输出接口配置的控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一应用于输入输出接口配置的控制系统，该系统包括：输入接口、输出接口、存储单元、检测接脚、转换单元以及运算单元。输入接口电连接控制电路的连接端口接收数据类型。输出接口电连接受控装置的连接端口输出另一数据类型。存储单元存储多个配置档案，配置档案其中的一个对应于控制电路的电路类型。检测接脚取得控制电路的电路类型。转换单元对应于受控装置并将数据类型转换为另一数据类型，且选择性地从输出接口输出另一数据类型。运算单元由存储单元载入对应于电路类型的配置档案并据以控制转换单元配置输入接口及输出接口。通过本发明可大为节省企业级存储产品的开发时间，并且提高了产品功能的灵活度。

Description

一应用于输入输出接口配置的控制系统
技术领域
本发明是关于一种电子装置，特别是一种可配置输入输出接口的装置，此装置配置输入输出接口的方法及应用此装置的控制系统。
背景技术
近年来，服务器的发展除了提升运算效能、减少电力消耗与加强散热能力之外，亦朝向高存储密度与高存储容量的方向迈进。对于一般企业的信息应用来说，无论是企业内部自用的信息系统或是企业外部提供的云端网络服务，其中不可或缺的重要关键皆是大量数据存取。因此，在企业级采用的存储产品上，往往需要配置大量的存储装置(例如：硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)或是固态硬盘(Solid State Disk，SSD))以便满足市场需求。为了控制数量众多的存储装置，在企业级存储产品的系统设计方案上通常会采用扩展器芯片(expander chip)或磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disks，RAID)控制器来提供高数据可用性、稳定的效能、高可靠性以及额外的容量余裕。
然而，各家厂商所提供的扩展器芯片或磁盘阵列控制器并没有统一的规格，例如来自不同厂商的扩展器芯片的连接端口(port)，其汇电杆接口的类型、位元宽度及连接端口组数也有所差异。另一方面，客户对于供应扩展器芯片或磁盘阵列控制器的厂商的偏好不同，同时还必须考量硬件成本以及提供芯片样本时间快慢与否等因素。对于开发方而言，每次因应不同的扩展器芯片规格而设计对应的测试电路板，无疑会增加额外的人力成本与时间成本。再者，客户往往希望能看到采用不同扩产器芯片的解决方案的实际测试结果，然而最终却只会选择多个解决方案其中的一个，对于验证测试人员而言，颇有事倍功半之嫌。
发明内容
有鉴于此，为了解决实现不同扩展器芯片的解决方案所面临到的上述问题，本发明提出一种输入输出接口(interface)配置的方法、可配置输入输出接口的装置及控制系统，利用虚拟硬件层开发去实现在硬件接口之间多种解决方案的差异问题并相容在同一电路板。
依据本发明一实施例所叙述的一种可配置输入输出接口的装置，用于将控制电路电连接至受控装置，其中控制电路属于一电路类型并具有控制端连接端口，受控装置亦具有受控端连接端口，所述的可配置输入输出接口的装置包括：输入接口、输出接口、存储单元、检测接脚(detecting pin)、转换单元(converting unit)以及运算单元。输入接口用以电连接控制端连接端口以接收控制端连接端口发送的一数据类型。输出接口用以电连接受控端连接端口以输出另一数据类型。存储单元用以存储多个配置档案，这些配置档案其中的一个对应于控制电路的电路类型。检测接脚用以取得控制电路的电路类型。转换单元电连接输入接口及输出接口，转换单元对应于受控装置并用以将所述的数据类型转换为所述的另一数据类型，且选择性地从输出接口输出所述的另一数据类型。运算单元电连接至检测接脚、存储单元及转换单元，运算单元用以由存储单元载入对应于电路类型的配置档案，并根据电路类型的配置档案控制转换单元配置输入接口及输出接口。
依据本发明一实施例所叙述的一种可配置输入输出接口的装置，其中所述的可配置输入输出接口的装置是现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)电路或复杂可编程逻辑装置(Complex Programmable Logic Device,CPLD)；控制电路是扩展器芯片或磁盘阵列控制芯片；输入接口是并行外围接口(Parallel PeripheralInterface，PPI)、串行外围接口(Serial Peripheral Interface，SPI)、通用型输入输出(General Purpose Input Output，GPIO)、或内置集成电路(Inter-Integrated Circuit，I2C)；该输出接口是串行外围接口汇电杆、串行通用型输入输出(Serial General PurposeInput Output，SGPIO)或内置集成电路。
依据本发明一实施例所叙述的一种控制系统，包括：控制电路、受控装置以及可配置输入输出接口的装置。控制电路属于一电路类型并具有控制端连接端口。受控装置具有受控端连接端口并用以从受控端连接端口接收指令或数据。可配置输入输出接口的装置电连接至控制电路及受控装置，可配置输入输出接口的装置包括：输入接口、输出接口、存储单元、检测接脚、转换单元以及运算单元。输入接口用以电连接控制端连接端口以接收控制端连接端口发送的一数据类型。输出接口用以电连接受控端连接端口以输出另一数据类型，其中，另一数据类型是前述的指令或前述的数据。存储单元用以存储多个配置档案，这些配置档案其中的一个对应于控制电路的电路类型。检测接脚用以取得控制电路的电路类型。转换单元电连接输入接口及输出接口，转换单元对应于受控装置并用以将所述的数据类型转换为所述的另一数据类型，且选择性地从输出接口输出所述的另一数据类型。运算单元电连接至检测接脚、存储单元及转换单元，运算单元用以由存储单元载入对应于电路类型的配置档案，并根据电路类型的配置档案控制转换单元配置输入接口及输出接口。
依据本发明一实施例所叙述的一种输入输出接口配置的方法，用于将控制电路电连接至受控装置，其中控制电路属于一电路类型并具有控制端连接端口，受控装置具有受控端连接端口，所述的输入输出接口配置的方法包括：电连接控制端连接端口至现场可编程逻辑门阵列电路的输入接口；电连接受控端连接端口至现场可编程逻辑门阵列电路的输出接口；以存储单元存储多个配置档案，这些配置档案其中的一个对应于控制电路的电路类型；在控制电路电连接至现场可编程逻辑门阵列电路之后，以现场可编程逻辑门阵列电路的检测接脚取得控制电路的电路类型；以现场可编程逻辑门阵列电路的运算单元由存储单元载入对应于电路类型的配置档案；以及运算单元根据电路类型对应的配置档案控制现场可编程逻辑门阵列电路的转换单元配置输入接口及输出接口。
本发明所揭露的输入输出接口配置的方法、可配置输入输出接口的装置及控制系统，通过现场可编程化逻辑门阵列电路软件的撰写规划硬件上的输出，藉此可配置出符合多种控制芯片支援的接口以及客户所需的硬件规格。通过本发明可大为节省企业级存储产品的开发时间，并且提高了产品功能的灵活度。
以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。
附图说明
图1是依据本发明一实施例的控制系统所绘示的架构图。
图2是依据本发明一实施例的输入输出接口配置方法所绘示的流程图。
附图标号
10 控制系统
1 控制电路
3 受控装置
5 可配置输入输出接口的装置
52 存储单元
54 转换单元
56 运算单元
sp 检测接脚
in1 输入接口
in2 输入接口
in3 输入接口
out1 输出接口
out2 输出接口
out3 输出接口
S1～S6 步骤
具体实施方式
以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的内容、申请专利范围及图式，任何本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例是进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。
请参考图1，其是绘示本发明一实施例中控制系统10的架构图。所述的控制系统10包括：控制电路1、受控装置3以及可配置输入输出接口的装置5。
如图1所示，控制电路1属于一电路类型并具有一控制端连接端口。实务上，控制电路1例如是应用于企业级存储产品的扩展器芯片(expander chip)、磁盘阵列控制芯片或是与上述装置具有相近功能的特殊应用集成电路(Application-Specific IntegratedCircuit，ASIC)。控制端连接端口例如是并行外围接口(Parallel Peripheral Interface，PPI)、串行外围接口(Serial Peripheral Interface，SPI)、通用型输入输出(GeneralPurpose Input Output，GPIO)、内置集成电路(Inter-Integrated Circuit，I2C)，但并不仅以上述类型或其组合为限。不同厂商生产的控制电路1具有不同的电路类型，亦具有不同类型的控制端连接端口。于此必须先强调的是，本发明一实施例所叙述的控制系统10，是可根据不同的控制电路1，适应性地调整可配置输入输出接口的装置5，以实现控制电路1控制受控装置3的目标。
如图1所示，受控装置3具有一受控端连接端口，受控装置3从受控端连接端口接收一指令或一数据，然后可执行收到的指令或是存储收到的数据。受控装置3的受控端连接端口例如是串行外围接口、内置集成电路、串行通用型输入输出(Serial General PurposeInput Output，SGPIO)或以上类型的组合，但并不仅以上述类型为限。此外，在实际应用上可以有多个受控装置3分别属于不同的接口类型，举例来说：采用串行外围接口的闪存(Flash)、采用串行通用型输入输出的发光二极管(Light-emitting Diode，LED)、按钮、七段显示器或风扇控制模组、采用内置集成电路的电流感测模组、电压感测模组、温度感测模组或是电可擦除可编程只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等，本发明亦不对受控装置3的数量予以限制。
如图1所示，可配置输入输出接口的装置5电连接至控制电路1及受控装置3，可配置输入输出接口的装置5包括：输入接口in1～in3、输出接口out1～out3、存储单元52、检测接脚sp、转换单元54以及运算单元56。实务上，可配置输入输出接口的装置5是现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)电路或复杂可编程逻辑装置(Complex Programmable Logic Device,CPLD)。
输入接口in1～in3电连接控制端连接端口以接收控制端连接端口发送的一数据类型。实务上，输入接口in1～in3是并行外围接口、串行外围接口、通用型输入输出或内置集成电路。输出接口out1～out3用以电连接受控端连接端口以输出另一数据类型，其中另一数据类型是指令或数据。输出接口out1～out3是串行外围接口汇电杆、串行通用型输入输出(Serial General Purpose Input Output，SGPIO)或内置集成电路。实务上，输入接口in1～in3及输出接口out1～out3可由现场可编程逻辑门阵列电路上的通用硬件压点(pin)组成，并通过编写程序再烧录在现场可编程逻辑门阵列电路的方式，指定这些通用硬件压点所代表的接口型态。换言之，对于同一组通用硬件压点而言，可依据现场可编程逻辑门阵列电路上运行的程序不同而代表不同种类的输入接口in1～in3或输出接口out1～out3。
存储单元52存储多个配置档案，这些配置档案其中的一个对应于控制电路1的电路类型。实务上，可预先取得多种控制电路1各自的控制端连接端口规格，通过程序编辑去设定所需的输入输出接口，再将对应于这些控制电路1的配置档案存储于存储单元52中。存储单元52可以是现场可编程逻辑门阵列电路中的Block RAM或是外接的存储装置，例如：可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、一次编程只读存储器(One Time Programmable Read Only Memory，OTPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM)或闪存(Flashmemory)。
如图1所示，检测接脚sp用以与控制电路1电连接以取得控制电路1的电路类型。一般而言，各家厂牌的控制电路1皆具有指示本身电路类型或是硬件识别代号的输出端口，因此可通过程序编辑的方式，指定现场可编程逻辑门阵列电路中的一或多个硬件压点作为检测接脚sp，电连接至控制电路1的电路类型输出端口或是硬件识别代号输出端口，如此便可在控制系统10上电后由检测接脚sp获取控制电路1的电路类型。
如图1所示，转换单元54电连接输入接口in1～in3及输出接口out1～out3，转换单元54对应于受控装置3并用以将数据类型转换为另一数据类型，且选择性地从输出接口out1～out3输出另一数据类型。实务上，转换单元54例如以现场可编程逻辑门阵列电路中的逻辑单元(Logical Elements)配合硬件描述语言撰写的程序所实现的一协定转换(Protocol Converter)电路。具体来说，是通过撰写程序并烧录于现场可编程逻辑门阵列电路的方式，藉此实现转换单元54的功能。举例来说，不同的控制电路1在载入程序时所用的接口不同，例如可采用4-pin的串行外围接口来载入程序，亦可采用20-pin的并行外围接口来载入程序，这两种接口的硬件接脚有数量上的差异，为了使本发明一实施例所叙述的控制系统10及可配置输入输出接口的装置5适用于上述的不同接口，因此转换单元54可将并行外围接口所用的数据类型转换为串行外围接口所用的另一数据类型，然后转换单元54更通过多工器(Multiplexer)整并成单一串行外围接口的输出接口out1～out3以连接到作为受控装置3的串行外围接口闪存(SPI Flash)。在本发明另一实施例中，转换单元54则可将不同压点数的通用型输入输出接口统一转换为较少压点的串行通用型输入输出接口输出。在本发明又一实施例中，转换单元54是通过多工器实现从不同组数的内置集成电路接口中选取指定组数的连接端口的数据进行传输，在此实施例中，转换单元54亦可直接采用内置集成电路的多工器芯片(I2C Multiplexer Chip)。承上所述，转换单元54依据控制电路1的多种控制端连接端口类型而有对应这些类型的转换子程序运作于现场可编程逻辑门阵列电路中。
如图1所示，运算单元56电连接至检测接脚sp、存储单元52及转换单元54，运算单元56用以由存储单元52载入对应于电路类型的配置档案，并根据对应于控制电路1的电路类型的配置档案，控制转换单元54配置输入接口in1～in3及输出接口out1～out3。由于在存储单元52中预先存有各种电路类型的控制电路1的配置档案，这些配置档案中可用以指示控制电路1所有控制端连接端口的连接类型；因此，当运算单元56通过检测接脚sp获取本次采用的控制电路1的电路类型后，即可立即载入配置档案，并控制转换单元54配置输入接口in1～in3及输出接口out1～out3。举例来说，一种配置输入接口in1～in3的方式为：一组20-pin的并行外围接口、一组50-pin的通用型输入输出接口及五组内置集成电路接口。而另一种配置输入接口in1～in3的方式则为：一组4-pin的串行外围接口、一组60-pin的通用型输入输出接口及八组内置集成电路接口。总的来说，运算单元56是特别藉由存储单元52存储的配置档案进行不同类型的接口切换。实务上，运算单元56例如以现场可编程逻辑门阵列电路中的逻辑单元配合硬件描述语言撰写的程序所实现的一判断电路，亦可直接采用一单芯片微处理器(microcontroller)作为运算单元56。具体来说，是通过撰写程序并烧录于现场可编程逻辑门阵列电路的方式，藉此实现运算单元56的功能。
请参考图2，其是绘示本发明一实施例的输入输出接口配置方法的流程图，用于将一控制电路1电连接至受控装置3，其中控制电路1属于一电路类型并具有一控制端连接端口，受控装置3具有一受控端连接端口，所述的输入输出接口配置的方法包括下列步骤：
如图2所示，请参考步骤S1：电连接控制电路1与现场可编程逻辑门阵列电路。详言之，将控制端连接端口的所有硬件线路电连接至现场可编程逻辑门阵列电路的输入接口in1～in3。
如图2所示，请参考步骤S2：电连接受控装置3与现场可编程逻辑门阵列电路。详言之，将受控端连接端口的所有硬件线路电连接至现场可编程逻辑门阵列电路的输出接口out1～out3。
如图2所示，请参考步骤S3：存储多个配置档案于存储单元52。详言之，预先根据所欲支援的多种控制电路1的控制端连接端口规格，通过程序编辑去配置在现场可编程逻辑门阵列电路上的输入接口in1～in3及输出接口out1～out3，再将这些配置档案存储于存储单元52，每个配置档案对应于控制电路1的一种电路类型。
如图2所示，请参考步骤S4：通过检测接脚sp取得控制电路1的电路类型。详言之，由于在步骤S1中已建立控制电路1现场可编程逻辑门电路之间的电连接关系，因此在现场可编程逻辑门阵列电路与控制电路1上电后，便可立即通过检测接脚sp取得控制电路1的电路类型。
如图2所示，请参考步骤S5：载入对应于电路类型的配置档案。详言之，以现场可编程逻辑门阵列电路的一运算单元56由存储单元52载入对应于电路类型的配置档案。
如图2所示，请参考步骤S6：根据配置档案控制转换单元54配置可编程逻辑门阵列电路的输入接口及输出接口，详言之，运算单元56根据电路类型对应的配置档案控制现场可编程逻辑门阵列电路的转换单元54配置输入接口in1～in3及输出接口out1～out3。
综合以上所述，本发明所揭露的输入输出接口配置的方法、可配置输入输出接口的装置及控制系统，通过现场可编程化逻辑门阵列电路软件的撰写规划硬件上的输出，藉此可配置出符合多种控制芯片支援的接口以及客户所需的硬件规格。通过本发明可大为节省企业级存储产品的开发时间，并且提高了产品功能的灵活度。
虽然本发明以前述的实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。在不脱离本发明的精神和范围内，所为的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。关于本发明所界定的保护范围请参考申请专利范围。

Claims (10)

1.一种输入输出接口配置的方法，用于将一控制电路电连接至一受控装置，其特征在于，该控制电路属于一电路类型并具有一控制端连接端口，该受控装置具有一受控端连接端口，所述的输入输出接口配置的方法包括：
电连接该控制端连接端口至一现场可编程逻辑门阵列电路的一输入接口；
电连接该受控端连接端口至该现场可编程逻辑门阵列电路的一输出接口；
以一存储单元存储多个配置档案，该多个配置档案其中的一个对应于该控制电路的该电路类型；
在该控制电路电连接至该现场可编程逻辑门阵列电路之后，以该现场可编程逻辑门阵列电路的一检测接脚取得该控制电路的该电路类型；
以该现场可编程逻辑门阵列电路的一运算单元由该存储单元载入对应于该电路类型的该配置档案；以及
以该运算单元根据该电路类型对应的该配置档案控制该现场可编程逻辑门阵列电路的一转换单元配置该输入接口及该输出接口。
2.一种可配置输入输出接口的装置，用于将一控制电路电连接至一受控装置，其特征在于，该控制电路属于一电路类型并具有一控制端连接端口，该受控装置具有一受控端连接端口，所述的可配置输入输出接口的装置包括：
一输入接口，用以电连接该控制端连接端口以接收该控制端连接端口发送的一数据类型；
一输出接口，用以电连接该受控端连接端口以输出另一数据类型；
一存储单元，用以存储多个配置档案，该多个配置档案其中的一个对应于该控制电路的该电路类型；
一检测接脚，用以取得该控制电路的该电路类型；
一转换单元，电连接该输入接口及该输出接口，该转换单元对应于该受控装置并用以将该数据类型转换为该另一数据类型，且选择性地从该输出接口输出该另一数据类型；以及
一运算单元，电连接至该检测接脚、该存储单元及该转换单元，该运算单元用以由该存储单元载入对应于该电路类型的该配置档案，并根据该电路类型的该配置档案控制该转换单元配置该输入接口及该输出接口。
3.如权利要求2所述的可配置输入输出接口的装置，其特征在于，该可配置输入输出接口的装置是现场可编程逻辑门阵列电路或复杂可编程逻辑装置。
4.如权利要求2所述的可配置输入输出接口的装置，其特征在于，该控制电路是扩展器芯片或磁盘阵列控制芯片。
5.如权利要求2所述的可配置输入输出接口的装置，其特征在于，该输入接口是并行外围接口、串行外围接口、通用型输入输出或内置集成电路。
6.如权利要求2所述的可配置输入输出接口的装置，其特征在于，该输出接口是串行外围接口、串行通用型输入输出或内置集成电路。
7.一种控制系统，其特征在于，包括：
一控制电路，属于一电路类型并具有一控制端连接端口；
一受控装置，具有一受控端连接端口，该受控装置用以从该受控端连接端口接收一指令或一数据；以及
一可配置输入输出接口的装置，电连接至该控制电路及该受控装置，该可配置输入输出接口的装置包括：
一输入接口，用以电连接该控制端连接端口以接收该控制端连接端口发送的一数据类型；
一输出接口，用以电连接该受控端连接端口以输出另一数据类型，其中，该另一数据类型是该指令或该数据；
一存储单元，用以存储多个配置档案，该多个配置档案其中的一个对应于该控制电路的该电路类型；
一检测接脚，用以取得该控制电路的该电路类型；
一转换单元，电连接该输入接口及该输出接口，该转换单元对应于该受控装置并用以将该数据类型转换为该另一数据类型，且选择性地从该输出接口输出该另一数据类型；以及
一运算单元，电连接至该检测接脚、该存储单元及该转换单元，该运算单元用以由该存储单元载入对应于该电路类型的该配置档案，并根据该电路类型的该配置档案控制该转换单元配置该输入接口及该输出接口。
8.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，该可配置输入输出接口的装置是现场可编程逻辑门阵列电路或复杂可编程逻辑装置。
9.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，该输入接口是并行外围接口汇电杆、串行外围接口汇电杆、通用型输入输出接口或内置集成电路。
10.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，该输出接口是串行外围接口汇电杆、串行通用型输入输出接口或内置集成电路。
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