CN111708493A - 一种磁盘阵列raid配置系统、方法及存储介质 - Google Patents

一种磁盘阵列raid配置系统、方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁盘阵列RAID配置系统、方法及存储介质，由控制器，电平输出装置和磁盘阵列RAID控制芯片组成，其中，电平输出装置分别与控制器及磁盘阵列RAID控制芯片连接；磁盘阵列RAID控制芯片还与多个磁盘连接；控制器用于根据输入的磁盘阵列RAID模式设置指令，控制电平输出装置向磁盘阵列RAID控制芯片发送与磁盘阵列RAID模式设置指令对应的第一电平信号，以使磁盘阵列RAID控制芯片切换至与第一电平信号对应的磁盘阵列RAID模式，基于控制器通过软件输入指令的方式实现磁盘阵列RAID的配置，无需打开机箱修改跳帽，方便了技术人员对磁盘阵列RAID的配置。

Description

一种磁盘阵列RAID配置系统、方法及存储介质
技术领域
本发明涉及存储技术领域，特别是涉及一种磁盘阵列RAID配置系统、方法及存储介质。
背景技术
磁盘阵列RAID(Redundant Arrays of Independent Disks)是由很多块独立的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。
磁盘阵列RAID有多个存储模式，如RAID 0(没有奇偶校验的条带)模式、RAID 1(通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据)模式等。现有一种用于实现对磁盘阵列RAID进行组合配置的磁盘阵列RAID控制芯片，支持高速串行计算机扩展总线标准PCIE(peripheral component interconnect express)数据转串口硬盘SATA(Serial ATA)数据的功能，通过配置引脚可以配置磁盘阵列RAID控制芯片外接磁盘的运行模式，实现硬件上组磁盘阵列RAID的功能，如支持X1 PCIE转2port SATA的ASM1061R。而当前对于磁盘阵列RAID控制芯片的配置引脚的配置方式往往是通过外接跳帽的方式来实现的，此种方式需要技术人员打开机箱上盖，手动修改跳帽，在实际应用中配置效率较低，并且存在因人为不确定性而配置错误的风险。
提供一种便捷的磁盘阵列RAID配置方案，提高对磁盘阵列RAID的配置效率，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁盘阵列RAID配置系统、方法及存储介质，用于提高磁盘阵列RAID配置方案的便捷程度，提高对磁盘阵列RAID的配置效率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种磁盘阵列RAID配置系统，包括：控制器，电平输出装置和磁盘阵列RAID控制芯片；
所述电平输出装置的第一端与所述控制器连接，所述电平输出装置的第二端与所述磁盘阵列RAID控制芯片的第一端连接；所述磁盘阵列RAID控制芯片的第二端与多个磁盘连接；
所述控制器用于根据输入的磁盘阵列RAID模式设置指令，控制所述电平输出装置向所述磁盘阵列RAID控制芯片发送与所述磁盘阵列RAID模式设置指令对应的第一电平信号，以使所述磁盘阵列RAID控制芯片切换至与所述第一电平信号对应的磁盘阵列RAID模式。
可选的，所述控制器具体为中央处理器CPU。
可选的，所述控制器还用于在开机后预设时间内未接收到所述磁盘阵列RAID模式设置指令时，控制所述电平输出装置向所述磁盘阵列RAID控制芯片发送与默认磁盘阵列RAID模式设置对应的第二电平信号，以使所述磁盘阵列RAID控制芯片切换至与所述第二电平信号对应的默认磁盘阵列RAID模式。
可选的，所述默认磁盘阵列RAID模式具体为高级主机控制器接口AHCI模式。
可选的，所述电平转换装置的第一端包括两个用于接收模式控制电平信号的第一GPIO引脚和一个用于接收第一模式切换信号的第二GPIO引脚；所述电平转换装置的第二端包括两个用于输出所述模式控制电平信号转换得到的所述第一电平信号的第三GPIO引脚和一个用于输出所述第一模式切换信号转换得到的第二模式切换信号的第四GPIO引脚。
可选的，两个所述第三GPIO引脚分别与两个下拉电阻连接，所述第四GPIO引脚与上拉电阻连接。
可选的，所述电平输出装置的第一端连接1.8V直流电源，所述电平输出装置的第二端连接3.3V直流电源。
可选的，所述电平转换装置具体为电平转换芯片。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种磁盘阵列RAID配置方法，基于上述任意一项所述的控制器，包括：
判断开机后预设时间内是否接收到输入的磁盘阵列RAID模式设置；
如果是，则控制电平输出装置向待配置RAID控制芯片发送与所述磁盘阵列RAID模式设置对应的第一电平信号，以使所述待配置磁盘阵列RAID控制芯片切换至与所述第一电平信号对应的磁盘阵列RAID模式；
如果否，则控制所述电平输出装置向所述待配置磁盘阵列RAID控制芯片发送与默认磁盘阵列RAID模式设置对应的第二电平信号。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述磁盘阵列RAID配置方法的步骤。
本发明所提供的磁盘阵列RAID配置系统，由控制器，电平输出装置和磁盘阵列RAID控制芯片组成，其中，电平输出装置的第一端与控制器连接，电平输出装置的第二端与磁盘阵列RAID控制芯片的第一端连接；磁盘阵列RAID控制芯片的第二端与多个磁盘连接；控制器用于根据输入的磁盘阵列RAID模式设置指令，控制电平输出装置向磁盘阵列RAID控制芯片发送与磁盘阵列RAID模式设置指令对应的第一电平信号，以使磁盘阵列RAID控制芯片切换至与第一电平信号对应的磁盘阵列RAID模式。将磁盘阵列RAID控制芯片通过电平输出装置连接控制器，可以基于控制器通过软件输入指令的方式实现磁盘阵列RAID的配置，无需打开机箱修改跳帽，方便技术人员对磁盘阵列RAID的配置，提高了对磁盘阵列RAID的配置效率。本发明还提供一种磁盘阵列RAID配置方法及存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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为本发明实施例提供的一种磁盘阵列RAID配置系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种磁盘阵列RAID配置系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种磁盘阵列RAID配置方法的流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种磁盘阵列RAID配置系统、方法及存储介质，用于提高磁盘阵列RAID配置方案的便捷程度，提高对磁盘阵列RAID的配置效率。
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，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种磁盘阵列RAID配置系统的结构示意图。
如图1所示，本发明实施例提供的磁盘阵列RAID配置系统包括：控制器101，电平输出装置102和磁盘阵列RAID控制芯片103；
电平输出装置102的第一端与控制器101连接，电平输出装置102的第二端与磁盘阵列RAID控制芯片103的第一端连接；磁盘阵列RAID控制芯片103的第二端与多个磁盘连接；
控制器101用于根据输入的磁盘阵列RAID模式设置指令，控制电平输出装置102向磁盘阵列RAID控制芯片103发送与磁盘阵列RAID模式设置指令对应的第一电平信号，以使磁盘阵列RAID控制芯片103切换至与第一电平信号对应的磁盘阵列RAID模式。
在具体实施中，控制器101可以选用单片机等，置于设备机箱内或机箱外，通过与其通信实现软件输入指令的方式对实现磁盘阵列RAID的配置。
控制器101还可以直接采用设备的中央处理器CPU。对磁盘阵列RAID的配置是存储设备初始化的重要步骤，故可以选用基本输入输出系统BIOS来执行根据输入的磁盘阵列RAID模式设置指令，控制电平输出装置102向磁盘阵列RAID控制芯片103发送与磁盘阵列RAID模式设置指令对应的第一电平信号的操作。设备开机后进入基本输入输出系统BIOSsetup界面，在基本输入输出系统BIOS setup界面上为用户设置用于输入磁盘阵列RAID模式设置指令的窗口，并在基本输入输出系统BIOS setup中预先写入根据磁盘阵列RAID模式设置指令、通过控制器101与电平输出装置102连接的相关引脚、控制电平输出装置102第二端的引脚输出第一电平信号的脚本。
磁盘阵列RAID控制芯片103的常用模式通常有四种：RAID 0(没有奇偶校验的条带)模式、RAID 1(通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据)模式、高级主机控制器101接口AHCI(Advanced Host Controller Interface)模式和SPAN(磁盘簇，写满一个磁盘再写另一个)模式。其中，高级主机控制器101接口AHCI模式是磁盘阵列RAID最常用的模式，故可以将其设置为默认磁盘阵列RAID模式，节约用户配置时间。
则控制器101还用于在开机后预设时间内未接收到磁盘阵列RAID模式设置指令时，控制电平输出装置102向磁盘阵列RAID控制芯片103发送与默认磁盘阵列RAID模式设置对应的第二电平信号，以使磁盘阵列RAID控制芯片103切换至与第二电平信号对应的默认磁盘阵列RAID模式。默认磁盘阵列RAID模式具体可以为高级主机控制器101接口AHCI模式。
由于控制器101与磁盘阵列RAID控制芯片103的电平大小不同，需要由电平输出装置102进行电平转换后得到第一电平信号。以控制器101为FT2000+CPU，磁盘阵列RAID控制芯片103为ASM1061R为例，前者输出电平为1.8V，后者电平为3.3V，则电平输出装置102的第一端连接1.8V直流电源，电平输出装置102的第二端连接3.3V直流电源。
电平输出装置102可以采用电平转换芯片，如型号为TXB0304的电平转换芯片。电平输出装置102也可以采用复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程逻辑门阵列FPGA等。
本发明实施例提供的磁盘阵列RAID配置系统，由控制器，电平输出装置和磁盘阵列RAID控制芯片组成，其中，电平输出装置的第一端与控制器连接，电平输出装置的第二端与磁盘阵列RAID控制芯片的第一端连接；磁盘阵列RAID控制芯片的第二端与多个磁盘连接；控制器用于根据输入的磁盘阵列RAID模式设置指令，控制电平输出装置向磁盘阵列RAID控制芯片发送与磁盘阵列RAID模式设置指令对应的第一电平信号，以使磁盘阵列RAID控制芯片切换至与第一电平信号对应的磁盘阵列RAID模式。将磁盘阵列RAID控制芯片通过电平输出装置连接控制器，可以基于控制器通过软件输入指令的方式实现磁盘阵列RAID的配置，无需打开机箱修改跳帽，方便技术人员对磁盘阵列RAID的配置，提高了对磁盘阵列RAID的配置效率。
图2为本发明实施例提供的另一种磁盘阵列RAID配置系统的结构示意图。
在上述实施例的基础上，本发明实施例针对控制器101为FT2000+CPU，磁盘阵列RAID控制芯片103为ASM1061R，电平输出装置102采用电平转换芯片的方案进行具体说明。
如图2所示，当控制器101为FT2000+CPU，磁盘阵列RAID控制芯片103为ASM1061R，电平输出装置102采用电平转换芯片时，电平转换装置的第一端包括两个用于接收模式控制电平信号的第一GPIO引脚(GPIOA0、GPIOA1)和一个用于接收第一模式切换信号的第二GPIO引脚(GPIOA2)；电平转换装置的第二端包括两个用于输出模式控制电平信号转换得到的第一电平信号的第三GPIO引脚(GPIO0、GPIO1)和一个用于输出第一模式切换信号转换得到的第二模式切换信号的第四GPIO引脚(RAID Change)。
电平转换芯片的VCCA引脚与1.8V直流电源连接，电平转换芯片的VCCB引脚与3.3V直流电源连接，实现将1.8V的模式控制电平信号和第一模式切换信号转换为3.3V的第二模式切换信号和第二模式切换信号。
ASM1061R是X1 PCIE转2port SATA的磁盘阵列RAID控制芯片103，其PCIE接口支持PCIE2.0协议，SATA接口支持SATA3.0协议，可以连接两个磁盘(SATA0、SATA1)。
FT2000+CPU与ASM1061R之间还通过PCIE总线(包括PCIE_TX_DP、PCIE_TX_DN、PCIE_RX_DP、PCIE_RX_DN四条信号线)连接，FT2000+CPU通过ASM1061R对磁盘(SATA0、SATA1)中的数据执行数据重构处理。数据重构处理即将数据从一种格式到另一种格式的转换，包括结构转换、格式转换、类型替换等(数据拼接、数据裁剪、数据压缩等)，以实现空间数据在结构、格式、类型上的统一，多源和异构数据的联接与融合，本实施方式中的数据重构处理涵盖了将磁盘中的原有数据依照RAID模式的数据存储方式进行冗余化处理，以及在RAID存储机制下对新到来的数据进行数据存储或对损坏的数据进行数据恢复等操作。通过将FT2000+CPU接入ASM1061R的方式，进一步确保RAID存储机制下通过磁盘进行数据存储以及数据恢复的整体效率以及可靠性。
ASM1061R的SPI接口与存储器flash连接，存储器flash在ASM1061R启动时向ASM1061R提供启动配置文件，以确保ASM1061R的正常运行，进一步确保了磁盘阵列RAID配置系统在进行RAID配置时的可靠性。
ASM1061R的模式配置如表1所示。
表1ASM1061R模式配置表
GPIO0 GPIO1 MODE
0 0 AHCI
0 1 RAID 0
1 0 RAID 1
1 1 SPAN
在上述实施例中提到，高级主机控制器101接口AHCI模式通常是磁盘阵列RAID最常用的模式，故可以以高级主机控制器101接口AHCI模式为默认磁盘阵列RAID模式。参照表1，需要将第三GPIO引脚(GPIO0、GPIO1)均置为低电平。如图2所示，两个第三GPIO(GPIO0、GPIO1)引脚分别与两个下拉电阻(R0、R1)连接，第四GPIO引脚(RAID Change)与上拉电阻(R2)连接。两个下拉电阻(R0、R1)接地，上拉电阻(R2)还与3.3V直流电源连接，从而将磁盘阵列RAID控制芯片103的配置引脚置为00，磁盘阵列RAID控制芯片103的模式切换引脚(RAID Change)保持高电平，使磁盘阵列RAID控制芯片103在初始状态下维持高级主机控制器101接口AHCI模式。
基于本发明实施例提供的磁盘阵列RAID配置系统，控制器101在开机后进入基本输入输出系统BIOS setup界面，检查预设时间内是否接收到用户输入的磁盘阵列RAID模式设置指令，若未收到，则控制使磁盘阵列RAID控制芯片103维持高级主机控制器101接口AHCI模式。
在开机后进入基本输入输出系统BIOS setup界面之后，若用户输入的磁盘阵列RAID模式设置指令为RAID 0模式设置指令，控制器101的基本输入输出系统BIOS向电平转换芯片的第一GPIO引脚GPIOA1置高，然后控制GPIOA2输出第一模式切换信号(可以为5ms的低压脉冲)，电平转换芯片的第三GPIO引脚(GPIO0、GPIO1)向ASM1061R的相应引脚输出01信号，电平转换芯片的第四GPIO引脚(RAID Change)向ASM1061R的相应引脚输出第二模式切换信号，实现软RAID 0模式的切换。
在开机后进入基本输入输出系统BIOS setup界面之后，若用户输入的磁盘阵列RAID模式设置指令为RAID 1模式设置指令，控制器101的基本输入输出系统BIOS向电平转换芯片的第一GPIO引脚GPIOA0置高，然后控制GPIOA2输出第一模式切换信号(可以为5ms的低压脉冲)，电平转换芯片的第三GPIO引脚(GPIO0、GPIO1)向ASM1061R的相应引脚输出10信号，电平转换芯片的第四GPIO引脚(RAID Change)向ASM1061R的相应引脚输出第二模式切换信号，实现软RAID 1模式的切换。
在开机后进入基本输入输出系统BIOS setup界面之后，若用户输入的磁盘阵列RAID模式设置指令为SPAN模式设置指令，控制器101的基本输入输出系统BIOS向电平转换芯片的第一GPIO引脚GPIOA0、GPIOA1置高，然后控制GPIOA2输出第一模式切换信号(可以为5ms的低压脉冲)，电平转换芯片的第三GPIO引脚(GPIO0、GPIO1)向ASM1061R的相应引脚输出11信号，电平转换芯片的第四GPIO引脚(RAID Change)向ASM1061R的相应引脚输出第二模式切换信号，实现软SPAN模式的切换。
上文详述了磁盘阵列RAID配置系统对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开了与上述系统对应的磁盘阵列RAID配置方法及存储介质。
图3为本发明实施例提供的一种磁盘阵列RAID配置方法的流程图。
如图3所示，基于上述任意一项实施例提供的磁盘阵列RAID配置系统中的控制器101，本发明实施例提供的磁盘阵列RAID配置方法包括：
S301：判断开机后预设时间内是否接收到输入的磁盘阵列RAID模式设置；如果是，则进入步骤S302；如果否，则进入步骤S303。
S302：控制电平输出装置向待配置RAID控制芯片发送与磁盘阵列RAID模式设置对应的第一电平信号，以使待配置磁盘阵列RAID控制芯片103切换至与第一电平信号对应的磁盘阵列RAID模式。
S303：控制电平输出装置向待配置磁盘阵列RAID控制芯片103发送与默认磁盘阵列RAID模式设置对应的第二电平信号。
由于方法部分的实施例与系统部分的实施例相互对应，因此方法部分的实施例请参见系统部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
本发明实施例还提供一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如磁盘阵列RAID配置方法的步骤。
该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器ROM(Read-Only Memory)、随机存取存储器RAM(Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例中提供的存储介质所包含的计算机程序能够在被处理器执行时实现如上所述的磁盘阵列RAID配置方法的步骤，效果同上。
以上对本发明所提供的一种磁盘阵列RAID配置系统、方法及存储介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法及存储介质而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种磁盘阵列RAID配置系统，其特征在于，包括：控制器，电平输出装置和磁盘阵列RAID控制芯片；
所述电平输出装置的第一端与所述控制器连接，所述电平输出装置的第二端与所述磁盘阵列RAID控制芯片的第一端连接；所述磁盘阵列RAID控制芯片的第二端与多个磁盘连接；
所述控制器用于根据输入的磁盘阵列RAID模式设置指令，控制所述电平输出装置向所述磁盘阵列RAID控制芯片发送与所述磁盘阵列RAID模式设置指令对应的第一电平信号，以使所述磁盘阵列RAID控制芯片切换至与所述第一电平信号对应的磁盘阵列RAID模式。
2.根据权利要求1所述的磁盘阵列RAID配置系统，其特征在于，所述控制器具体为中央处理器CPU。
3.根据权利要求1所述的磁盘阵列RAID配置系统，其特征在于，所述控制器还用于在开机后预设时间内未接收到所述磁盘阵列RAID模式设置指令时，控制所述电平输出装置向所述磁盘阵列RAID控制芯片发送与默认磁盘阵列RAID模式设置对应的第二电平信号，以使所述磁盘阵列RAID控制芯片切换至与所述第二电平信号对应的默认磁盘阵列RAID模式。
4.根据权利要求3所述的磁盘阵列RAID配置系统，其特征在于，所述默认磁盘阵列RAID模式具体为高级主机控制器接口AHCI模式。
5.根据权利要求1所述的磁盘阵列RAID配置系统，其特征在于，所述电平转换装置的第一端包括两个用于接收模式控制电平信号的第一GPIO引脚和一个用于接收第一模式切换信号的第二GPIO引脚；所述电平转换装置的第二端包括两个用于输出所述模式控制电平信号转换得到的所述第一电平信号的第三GPIO引脚和一个用于输出所述第一模式切换信号转换得到的第二模式切换信号的第四GPIO引脚。
6.根据权利要求5所述的磁盘阵列RAID配置系统，其特征在于，两个所述第三GPIO引脚分别与两个下拉电阻连接，所述第四GPIO引脚与上拉电阻连接。
7.根据权利要求1所述的磁盘阵列RAID配置系统，其特征在于，所述电平输出装置的第一端连接1.8V直流电源，所述电平输出装置的第二端连接3.3V直流电源。
8.根据权利要求1所述的磁盘阵列RAID配置系统，其特征在于，所述电平转换装置具体为电平转换芯片。
9.一种磁盘阵列RAID配置方法，其特征在于，基于权利要求1-8任意一项所述的控制器，包括：
判断开机后预设时间内是否接收到输入的磁盘阵列RAID模式设置；
如果是，则控制电平输出装置向待配置RAID控制芯片发送与所述磁盘阵列RAID模式设置对应的第一电平信号，以使所述待配置磁盘阵列RAID控制芯片切换至与所述第一电平信号对应的磁盘阵列RAID模式；
如果否，则控制所述电平输出装置向所述待配置磁盘阵列RAID控制芯片发送与默认磁盘阵列RAID模式设置对应的第二电平信号。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9所述磁盘阵列RAID配置方法的步骤。
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