CN111176563A - 旁路访问存储数据的方法、存储设备及旁路访问存储系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种旁路访问存储数据的方法、存储设备及旁路访问存储系统，所述方法包括：获取旁路指示信号；根据旁路指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路，所述旁路数据传输线路通过复用存储设备电源连接器的PIN脚建立。本申请提供的旁路访问存储数据的方法通过复用存储设备电源连接器的部分PIN脚，扩展数据通路，建立旁路数据传输线路，无需增加外部数据线路来提供旁路数据传输，实现了主机与固态硬盘之间通过旁路线路传输数据的目的，且不会影响固态硬盘的外观。

Description

旁路访问存储数据的方法、存储设备及旁路访问存储系统
技术领域
本申请涉及电子信息技术领域，尤其涉及旁路访问存储数据的方法、存储设备及旁路访问存储系统。
背景技术
固态硬盘(Solid State Disk，SSD)因具有读写的速度快、功耗低等特点，而被广泛应用于笔记本和台式计算机等电子设备中。
在某些存储设备应用中，如在SSD的某些应用场景中，存在不通过SSD与主机交互的数据接口来访问SSD的应用。对于SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行硬件驱动器接口)SSD来讲，这一场景表现为，主机CPU系统下的某个外设，基于某个特殊应用，不希望通过SATA接口来达到对SSD的直接访问控制。目前采用的方法为：主机需要与SSD之间通过旁路来传输数据的话，要么不接外壳，直接线缆连接到SSD的裸板提供的旁路数据接口上(如串口或SPI口等)；要么就是外壳上要暴露这个物理接口，用于连接外部数据线缆。
但是，采用直连数据线的方式无法产品化，采用外部数据线缆连接外壳的方式无法使用通用的SSD外观外壳，且即使在外壳增加外接接口，也会影响SSD在主机环境的物理布局。
发明内容
本申请提供了旁路访问存储数据的方法、存储设备及旁路访问存储系统，以解决目前需增加外部数据线缆来提供数据传输旁路，对SSD外观影响较大的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本申请实施例公开了一种旁路访问存储数据的方法，所述方法包括：
获取旁路指示信号；
根据所述旁路指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路，所述旁路数据传输线路通过复用存储设备电源连接器的PIN脚建立。
可选的，获取旁路指示信号，包括：
将固态硬盘接入主机；
所述主机向所述固态硬盘发送旁路指示信号；
所述旁路指示信号通过所述存储设备电源连接器的接地PIN脚传递至所述SSD控制器。
可选的，所述主机向所述固态硬盘发送旁路指示信号，包括：
当主机环境为通用主机环境时，所述主机向所述固态硬盘发送第一复用信号的旁路指示信号；
当主机环境为旁路传输主机环境时，所述主机向所述固态硬盘发送第二复用信号的旁路指示信号。
可选的，根据所述指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路，所述旁路数据传输线路通过复用存储设备的电源连接器的PIN脚建立，包括：
判断所述旁路指示信号是否为第二复用信号；
若所述旁路指示信号为第二复用信号，则获取所述存储设备电源连接器未使用规格的PIN脚；
对所述存储设备电源连接器未使用规格的PIN脚进行功能重定义；
所述SSD控制器控制接通所述存储设备电源连接器的重定义功能PIN脚与所述SSD控制器的旁路数据接口之间的线路；
通过接通的旁路数据传输线路访问数据。
可选的，所述SSD控制器控制接通所述存储设备电源连接器的重定义功能PIN脚与所述SSD控制器的旁路数据接口之间的线路，包括：
所述SSD控制器控制所述存储设备电源连接器与所述SSD控制器之间的开关电路闭合，以接通所述存储设备电源连接器的重定义功能PIN脚与所述SSD控制器的旁路数据接口之间的线路。
可选的，根据所述指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路，所述旁路数据传输线路通过复用存储设备的电源连接器的PIN脚建立，还包括：
若所述旁路指示信号为第一复用信号，则所述SSD控制器控制所述存储设备电源连接器与所述SSD控制器之间的开关电路断开，通过存储设备数据链路访问数据。
第二方面，本申请实施例还公开了一种存储设备，包括存储设备电源连接器及通过旁路指示信号与所述存储设备电源连接器信号连接的SSD控制器，所述SSD控制器包括：获取模块，用于获取旁路指示信号；
获取模块，用于获取旁路指示信号；
控制模块，用于根据所述旁路指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路，所述旁路数据传输线路通过复用所述存储设备电源连接器的PIN脚建立。
可选的，所述获取模块包括：
发送子模块，用于主机向固态硬盘发送旁路指示信号；
传递子模块，用于所述旁路指示信号通过所述存储设备电源连接器的接地PIN脚传递至所述SSD控制器。
可选的，所述控制模块包括：
获取子模块，用于获取所述存储设备电源连接器未使用规格的PIN脚；
重定义子模块，用于对所述存储设备电源连接器未使用规格的PIN脚进行功能重定义；
控制子模块，用于根据所述旁路指示信号控制所述存储设备电源连接器与所述SSD控制器之间开关电路的闭合或断开，以接通或断开所述存储设备连接器的重定义功能PIN脚与所述SSD控制器的旁路数据接口之间的线路。
第三方面，本申请实施例还公开了一种旁路访问存储数据的系统，包括：主机与第二方面所述的存储设备，所述主机与所述存储设备通过主机线缆连接。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请实施例提供的旁路访问存储数据的方法包括：获取旁路指示信号，固态硬盘接入主机时，可根据接入主机的环境不同获取不同的旁路指示信号，如接入通用主机环境时，获取第一复用信号的旁路指示信号，接入旁路传输主机环境时，获取第二复用信号的旁路指示信号；根据旁路指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路，旁路数据传输线路通过复用存储设备电源连接器的PIN脚建立，如旁路指示信号为第二复用信号，说明固态硬盘接入的是旁路传输主机环境，则通过复用现有存储设备电源连接器的PIN脚建立旁路数据传输线路，无需增加外部数据线缆来提供旁路数据传输；若旁路指示信号为第一复用信号信号，说明固态硬盘接入的是通用主机环境，则断开旁路数据传输线路，通过存储设备数据链路访问数据。本申请提供的旁路访问存储数据的方法通过复用现有存储设备电源连接器的PIN脚连接SSD控制器的旁路数据接口，扩展数据通路，无需增加外部数据线缆来提供旁路数据传输，能够实现主机与固态硬盘之间通过旁路线路传输数据的目的，且不会影响固态硬盘的外观。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，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，对于本领域普通技术人员而言，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中示例性示出了主机与固态硬盘的整体示意图；
图2为本申请实施例提供的一种旁路访问存储数据的方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的旁路访问存储数据的方法中S200的详细流程图；
图4中示例性示出了SATA电源连接器的PIN脚示意图；
图5中示例性示出了开关电路的工作示意图；
图6为本申请实施例提供的存储设备的框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
在某些存储设备应用中，如在SSD的某些应用场景中，大多是通过SSD与主机交互的数据接口来访问SSD的应用，如图1所示，主机通过主机线缆与SATA SSD连接，主机为SATASSD的宿主机，为SATA SSD提供电源，以及通过SATA数据链路访问SSD内部存储数据的请求方。SATA SSD包括SATA电源连接器与SSD控制器，SATA电源连接器为SSD控制器供电，SSD控制器是SSD的核心部件，用于对外提供标准数据访问接口和对内完成数据的存储管理。主机访问存储数据时，通过SATA数据链路连接SSD控制器的标准数据访问接口。
也存在不通过SSD与主机交互的数据接口来访问SSD的应用。对于SATA SSD来讲，这一场景表现为，主机CPU系统下的某个外设，基于某个特殊应用，不希望通过SATA接口来达到对SSD的直接访问控制，如可信计算应用领域，TPCM(Trust Platform ControlModule，可信平台控制模块)可信度量根需要直接读取系统盘上的部分数据，来进行可信度量；又比如一些故障诊断，希望通过额外的数据通路来完成对SSD内部状态的查询和监控(如通过串口等而不是通过SATA口)。当前通用做法是，通过在主机和SSD之间，采用直连数据线的方式来达到该目的。但是，该做法需要在现有SSD上增加一个额外接入数据线的接口，对现有SSD外观影响较大。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种旁路访问存储数据的方法，该方法通过复用存储设备电源连接器(如SATA电源连接器)的部分PIN脚，扩展数据通路，来完成主机与SSD之间通过旁路线路传输数据的目的。
如图2所示，本申请实施例提供的旁路访问存储数据的方法包括：
S100：获取旁路指示信号。
主机访问SSD存储数据时，将SSD接入主机，主机向固态硬盘发送旁路指示信号，该旁路指示信号通过SATA电源连接器的接地PIN脚传递至SSD控制器，SSD控制器可根据该旁路指示信号判定SSD接入的主机是通用主机还是旁路传输的主机。
主机通过旁路指示信号指示当前环境为通用主机环境，还是需要旁路数据传输的主机环境，如旁路指示信号为第一复用信号时，指示主机为通用主机环境；旁路指示信号为第二复用信号时，指示主机为需要旁路数据传输的主机环境。SSD控制器接收到旁路指示信号后，根据旁路指示信号来确定断开或建立旁路数据传输线路，旁路数据传输线路通过复用存储设备电源连接器的PIN脚建立。
具体地，第一复用信号可为低电平信号，即旁路指示信号为低电平信号时，指示当前主机环境为通用主机环境；而第二复用信号可为高电平信号，即旁路指示信号为高电平信号时，指示当前主机环境为旁路数据传输的主机环境。
S200：根据旁路指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路，所述旁路数据传输线路通过复用存储设备电源连接器的PIN脚建立。
SSD控制器获取到旁路指示信号后，根据该旁路指示信号确定主机环境，若确定主机环境为旁路数据传输的主机环境，之后建立旁路数据传输线路，通过该旁路数据传输线路访问数据；若确定主机环境为通用主机环境，则断开旁路数据传输线路，通过SATA数据链路访问数据。
SSD控制器根据旁路指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路的具体方法如图3所示：
S201：判断旁路指示信号是否为第二复用信号。
SSD控制器获取到旁路指示信号后，判断该旁路指示信号是否为第二复用信号，即判断主机环境是否为旁路数据传输的主机环境。
S202：若旁路指示信号为第二复用信号，则获取存数设备电源连接器未使用规格的PIN脚。
如图4所示，SATA电源连接器的PIN脚一般为P1-P15，其PIN脚的功能定义见表1，本示例中，选用SATA电源连接器接地的PIN12来向SSD控制器传递旁路指示信号。
表1通用主机环境SATA电源连接器PIN脚功能表
PIN脚编号 功能定义 描述
P1-P2 未使用PIN脚
P3 DEVSLP 进入/退出DevSleep功能的指示信号
P4-P6 GND Ground，接地信号
P7-P9 5v电源 5v电源信号PIN脚
P10 GND Ground，接地信号
P11 DAS/DSS/DHU
P12 GND Ground，接地信号，低电平
P13-P15 12v电源
S203：对存储设备电源连接器未使用规格的PIN脚进行功能重定义。
S204：SSD控制器控制接通存储设备电源连接器的重定义功能PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口之间的线路。
S205：通过接通的旁路数据传输线路访问数据。
通用主机环境下，SATA电源连接器通常会提供3V，5V和12V电源，通过不同PIN脚供给，但SSD一般只会使用一种规格的PIN脚，其他未使用规格的PIN脚处于闲置状态。当需要旁路数据传输的主机环境中，对未使用规格的PIN脚进行功能重定义，用来作为数据传输通路的接口。如市面上的SSD硬盘，使用5V电源的PIN脚，那么3V和12V的PIN脚就处于闲置使用的状态。
对SATA电源连接器未使用规格的PIN脚进行功能重定义具体参见表2：
表2旁路数据主机环境下SATA电源连接器PIN脚功能表
PIN脚编号 功能定义 描述
P1-P2 数据通路复用功能PIN脚 数据通路复用功能PIN脚
P3 DEVSLP 进入/退出DevSleep功能的指示信号
P4-P6 GND Ground，接地信号
P7-P9 5v电源 5v电源信号PIN脚
P10 GND Ground，接地信号
P11 DAS/DSS/DHU
P12 旁路指示信号 旁路指示信号
P13-P15 数据通路复用功能PIN脚 数据通路复用功能PIN脚
当旁路指示信号为第二复用信号(如高电平信号)时，SSD控制器控制接通上述重定义功能PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口来建立旁路数据传输线路，之后通过该旁路数据传输线路来访问存储数据。
本示例中，通过SSD控制器控制接通SATA电源连接器的重定义功能PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口时，SSD控制器上设有旁路数据接口，用于旁路传输数据(相对于SATA链路来讲)的物理接口，如SPI接口或者串口等。如图5所示，在SATA电源连接器与SSD控制器的旁路数据接口之间增加了一个多路开关电路，该开关电路的两端分别与SATA电源连接器的重定义功能PIN脚、SSD控制器的旁路数据接口连接，用于控制SATA电源连接器的重定义功能PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口之间线路的通断。
当旁路指示信号为高电平信号时，SSD控制器向开关电路发送闭合控制信号，开关电路接收到闭合控制信号后控制多路开关闭合，接通SATA电源连接器的重定义功能PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口，建立旁路数据传输线路，通过该旁路数据传输线路对SSD的存储数据进行旁路访问。
S206：若旁路指示信号为第一复用信号，则SSD控制器控制存储设备电源连接器与SSD控制器之间的开关电路断开，通过存储设备数据链路访问数据。
当旁路指示信号为第一复用信号(如低电平信号)时，说明SSD接入的主机为通用主机，可直接通过SATA数据链路访问SSD的存储数据，无需建立旁路数据传输线路，此时，SSD控制器断开SATA电源连接器的重定义PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口之间的旁路数据传输线路。
本示例中，为方便SSD控制器控制SATA电源连接器的重定义PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口之间线路的通断，在SATA电源连接器的重定义PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口之间设有开关电路，当旁路指示信号为低电平信号时，SSD控制器向开关电路发送断开控制信号，开关电路接收到断开控制信号后控制多路开关断开，断开SATA电源连接器的重定义功能PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口，断开旁路数据传输线路，直接通过SATA数据链路访问SSD存储的数据。
本申请实施例提供的旁路访问存储数据的方法通过主机发送的旁路指示信号来指示当前主机环境为通用主机环境，还是需要旁路数据传输的主机环境，通用主机环境下，SATA电源连接器的接地PIN脚的信号为低电平指示信号；需要旁路数据传输的主机环境下，SATA电源连接器的接地PIN脚的信号为高电平指示信号；旁路指示信号接入SSD控制器，SSD控制器根据该旁路指示信号控制开关电路的开启和闭合；对现有SATA电源连接器未使用规格的PIN脚进行功能重定义，在SATA电源连接器的重定义功能PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口之间增设一多路开关电路，SSD控制器根据旁路指示信号控制开关电路的通断，实现断开或闭合SATA电源连接器的重定义功能PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口之间的线路，使得SSD可接入通用主机环境，也可接入支持旁路传输数据的主机环境，具有很好的兼容性。该方法通过复用现有SATA电源连接器的PIN脚，无需增加外部数据线缆来提供数据的旁路传输，不会影响SSD的外观、SSD在主机环境的物理布局。
基于上述实施例提供的旁路访问存储数据的方法，本申请实施例还提供了一种存储设备。
如图6所示，本申请实施例提供的存储设备包括存储设备电源连接器及通过旁路指示信号与存储设备电源连接器信号连接的SSD控制器，而SSD控制器包括：
获取模块100，用于获取旁路指示信号。SSD接入主机时，主机会向SSD发送一旁路指示信号，用于指示SSD接入的主机环境。本示例中，获取模块100包括：
发送子模块101，用于主机向固态硬盘SSD发送旁路指示信号。SSD接入主机后，主机根据主机环境向SSD发送旁路指示信号，其中第一复用信号指示为通用主机环境，第二复用信号指示为需要旁路数据传输的主机环境。
传递子模块102，用于旁路指示信号通过存储设备电源连接器的接地PIN脚传递至SSD控制器。主机发送旁路指示信号后，通过SATA电源连接器的接地PIN脚传递至SSD控制器。
控制模块200，用于根据旁路指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路，旁路数据传输线路通过复用所述存储设备电源连接器的PIN脚建立。通过该控制模块200完成主机与SSD之间通过旁路线路传输数据的目的。控制模块200包括：
获取子模块201，用于获取存储设备电源连接器未使用规格的PIN脚。
重定义子模块202，用于对存储设备电源连接器未使用规格的PIN脚进行功能重定义。通用主机环境下，SATA电源连接器通过不同PIN脚供给不同的电源大小，但SSD一般只会使用一种规格，其他未使用规格的PIN脚处于闲置状态，本申请对未使用规格的PIN脚进行功能重定义，用来作为数据传输通路的接口。
控制子模块203，用于根据所述旁路指示信号控制所述存储设备电源连接器与所述SSD控制器之间开关电路的闭合或断开，以接通或断开所述存储设备连接器的重定义功能PIN脚与所述SSD控制器的旁路数据接口之间的线路。当旁路指示信号为高电平信号时，控制存储设备电源连接器与所述SSD控制器之间开关电路的闭合，以接通SATA电源连接器的重定义功能PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口之间的线路；旁路指示信号为低电平信号时，控制存储设备电源连接器与所述SSD控制器之间开关电路的断开，以断开SATA电源连接器的重定义功能PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口之间的线路。
具体地，当旁路指示信号为低电平时，SSD控制器控制开关电路断开，此时SATA电源连接器的重定义功能PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口之间处于断路状态，主机通过SATA数据链路访问SSD存储的数据。当旁路指示信号为高电平时，SSD控制器控制开关电路闭合，此时SATA电源连接器的重定义功能PIN脚与SSD控制器的旁路数据接口之间处于通路状态，建立了旁路数据传输线路，主机通过该旁路数据传输线路访问SSD存储的数据。
基于上述实施例所述的存储设备，本申请实施例还提供了一种旁路访问存储系统，该旁路访问存储系统包括主机及上述实施例所述的存储设备，主机与存储设备通过主机线缆连接。
本示例中，存储设备可通过主机线缆接入通用主机环境，也可接入支持旁路传输数据的主机环境，具有很好的兼容性。当存储设备接入支持旁路传输数据的主机环境时，复用存储设备中现有SATA电源连接器的PIN脚，无需增加外部数据线路来提供数据传输旁路，实现了主机和存储设备之间通过旁路线路传输数据的目的，且不会影响存储设备的外观。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种旁路访问存储数据的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取旁路指示信号；
根据所述旁路指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路，所述旁路数据传输线路通过复用存储设备电源连接器的PIN脚建立。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取旁路指示信号，包括：
将固态硬盘接入主机；
所述主机向所述固态硬盘发送旁路指示信号；
所述旁路指示信号通过所述存储设备电源连接器的接地PIN脚传递至所述SSD控制器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主机向所述固态硬盘发送旁路指示信号，包括：
当主机环境为通用主机环境时，所述主机向所述固态硬盘发送第一复用信号的旁路指示信号；
当主机环境为旁路传输主机环境时，所述主机向所述固态硬盘发送第二复用信号的旁路指示信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路，所述旁路数据传输线路通过复用存储设备的电源连接器的PIN脚建立，包括：
判断所述旁路指示信号是否为第二复用信号；
若所述旁路指示信号为第二复用信号，则获取所述存储设备电源连接器未使用规格的PIN脚；
对所述存储设备电源连接器未使用规格的PIN脚进行功能重定义；
所述SSD控制器控制接通所述存储设备电源连接器的重定义功能PIN脚与所述SSD控制器的旁路数据接口之间的线路；
通过接通的旁路数据传输线路访问数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述SSD控制器控制接通所述存储设备电源连接器的重定义功能PIN脚与所述SSD控制器的旁路数据接口之间的线路，包括：
所述SSD控制器控制所述存储设备电源连接器与所述SSD控制器之间的开关电路闭合，以接通所述存储设备电源连接器的重定义功能PIN脚与所述SSD控制器的旁路数据接口之间的线路。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路，所述旁路数据传输线路通过复用存储设备的电源连接器的PIN脚建立，还包括：
若所述旁路指示信号为第一复用信号，则所述SSD控制器控制所述存储设备电源连接器与所述SSD控制器之间的开关电路断开，通过存储设备数据链路访问数据。
7.一种存储设备，其特征在于，包括存储设备电源连接器及通过旁路指示信号与所述存储设备电源连接器信号连接的SSD控制器，所述SSD控制器包括：
获取模块，用于获取旁路指示信号；
控制模块，用于根据所述旁路指示信号确定断开或建立旁路数据传输线路，所述旁路数据传输线路通过复用所述存储设备电源连接器的PIN脚建立。
8.根据权利要求7所述的存储设备，其特征在于，所述获取模块包括：
发送子模块，用于主机向固态硬盘发送旁路指示信号；
传递子模块，用于所述旁路指示信号通过所述存储设备电源连接器的接地PIN脚传递至所述SSD控制器。
9.根据权利要求7所述的存储设备，其特征在于，所述控制模块包括：
获取子模块，用于获取所述存储设备电源连接器未使用规格的PIN脚；
重定义子模块，用于对所述存储设备电源连接器未使用规格的PIN脚进行功能重定义；
控制子模块，用于根据所述旁路指示信号控制所述存储设备电源连接器与所述SSD控制器之间开关电路的闭合或断开，以接通或断开所述存储设备连接器的重定义功能PIN脚与所述SSD控制器的旁路数据接口之间的线路。
10.一种旁路访问存储系统，其特征在于，包括：主机与权利要求7-9任一项所述的存储设备，所述主机与所述存储设备通过主机线缆连接。
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