CN115480628A - 一种芯片端口控制的方法和计算机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种芯片端口控制的方法和计算机系统，公开了一种端口灵活控制的计算机系统，该计算机系统包括：控制器和检测器，控制器和检测器连接，其中，控制器包括多个端口，多个端口中的第一端口用于和电子设备连接。检测器用于检测第一端口对应的电子设备是否在位。控制器用于，当检测器检测到第一端口对应的电子设备不在位的时候，关闭第一端口。通过该解决方案，可以在部分端口不工作的时候，关闭该部分端口，从而有效降低计算机系统的功耗。

Description

一种芯片端口控制的方法和计算机系统
技术领域
本申请涉及信息技术领域，尤其涉及一种芯片端口控制的方法，以及能执行该控制方法的芯片和计算机系统。
背景技术
随着存储系统通信协议速率的越来越大，例如通信协议速率从3吉字节/秒(Gigabyte per second,Gb/s)到当前主流的12Gb/s，未来的24Gb/s，硬盘相关控制器，例如，独立磁盘冗余数组(redundant array of independent disks,RAID)控制器和扩展器(expander)，的功耗越来越高。同时，随着数据中心规模越来越大，存储系统部署数量越来越多，整个数据中心的功耗显著增长。如何有效降低系统功耗是一个迫切的课题。
当前的存储系统中，常见的动态节能方案是利用硬盘的节能特性。当硬盘控制器检测到存储系统长时间内没有对硬盘访问时，就对硬盘发送低功耗指令，使硬盘进入低功耗模式(例如，闲置(idle)模式等低功耗模式)。
但是，在存储系统中一些硬盘槽位中没有插入硬盘的时候，硬盘控制器对应端口仍旧是开启的，产生一部分功耗，造成浪费。
发明内容
本申请提供了一种芯片端口控制的方法，以及能执行该控制方法的芯片、计算设备和计算机系统，通过本申请提供的技术方案，可以有计算机系统在其端口时候的功耗。
第一方面，提供了一种计算机系统，该计算机系统包括：控制器和检测器，控制器和检测器连接，其中，控制器包括多个端口，多个端口中的第一端口用于和电子设备连接；检测器用于检测第一端口对应的电子设备是否在位；控制器用于，当检测器检测到第一端口对应的电子设备不在位的时候，关闭第一端口或保持第一端口为关闭状态。通过该解决方案，可以在部分端口不工作的时候，关闭该部分端口，从而有效降低计算机系统的功耗。
一种可能的实现方式中，关闭第一端口或保持第一端口为关闭状态，具体包括：关断第一端口的供电。通过彻底关闭第一端口的供电，可以将不工作端口的功耗消耗降到最低。
一种可能的实现方式中，控制器还用于，当检测器检测到第一端口对应的电子设备在位且第一端口处于关闭状态的时候，开启第一端口。
一种可能的实现方式中，开启第一端口，具体包括：获取电子设备的信息，将电子设备的信息和本地保存的白名单进行匹配，当匹配通过的时候，控制器开启第一端口或保持第一端口为开启状态。通过和白名单进行匹配的方式，从而确保接入到计算机系统的电子设备是可信的，保证了计算机系统的安全性。
一种可能的实现方式中，电子设备不在位表示电子设备和第一端口没有连接；或，电子设备不在位表示电子设备和第一端口连接，但是电子设备处于空载状态，其中，电子设备处于空载状态指电子设备在一段时间内没有来自控制器访问或读写请求的状态；电子设备处于非空载状态指电子设备有来自控制器访问或读写请求的状态。通过该方案，可以保证当电子设备不工作的时候，也同时关闭器对应的端口，从而让不工作的端口的功耗消耗降到最低。
一种可能的实现方式中，控制器还用于，在关闭第一端口之前，保存电子设备的工作信息；控制器还用于，在开启第一端口之后，恢复电子设备的工作信息。通过该方案从而让该电子设备在重新投入工作的时候，可以继续之前的工作内容，快速进入工作状态。
一种可能的实现方式中，控制器和检测器连接具体包括：控制器通过总线和检测器连接，其中，总线包括如下总线任意一种总线：串行通用输入输出SGPIO总线、内部整合电路I2C总线和通用异步收/发器UART总线。
一种可能的实现方式中，检测器还用于，使用寄存器存储电子设备的在位信息；当寄存器的值发生变化时，将电子设备的在位信息，发送给控制器；或，周期性地将电子设备的在位信息，发送给控制器；或当接到控制器的指令后，将电子设备的在位信息，发送给控制器。
一种可能的实现方式中，控制器包括：独立磁盘冗余数组raid控制器、扩展器expander、外围组件快速互连PCIe交换器、PCIe控制器和内存控制器中的任意一种。
一种可能的实现方式中，电子设备包括：硬盘、内存条和PCIe插卡中的任意一种。
一种可能的实现方式中，检测器包括：复杂可编程逻辑器件CPLD、现场可编程门阵列FPGA、专用集成电路ASIC和微处理机控制单元MCU中的任意一种。
一种可能的实现方式中，控制器还用于，在关闭第一端口之前，控制第一端口进入闲置状态。
一种可能的实现方式中，控制器还用于，在开启第一端口之后，控制第一端口退出闲置状态。
第二方面，提供了一种计算设备端口控制办法，计算设备包括：多个端口，多个端口中的第一端口用于和电子设备连接；检测第一端口对应的电子设备是否在位；当检测器检测到第一端口对应的电子设备不在位的时候，关闭第一端口或保持第一端口为关闭状态。通过该解决方案，可以在部分端口不工作的时候，关闭该部分端口，从而有效降低计算机系统的功耗。
一种可能的实现方式中，关闭第一端口或保持第一端口为关闭状态，具体包括：关断第一端口的供电。通过彻底关闭第一端口的供电，可以将不工作端口的功耗消耗降到最低。
一种可能的实现方式中，当检测器检测到第一端口对应的电子设备在位且第一端口处于关闭状态的时候，开启第一端口。
一种可能的实现方式中，开启第一端口，具体包括：获取电子设备的信息，将电子设备的信息和本地保存的白名单进行匹配，当匹配通过的时候，控制器开启第一端口。通过和白名单进行匹配的方式，从而确保接入到计算机系统的电子设备是可信的，保证了计算机系统的安全性。
一种可能的实现方式中，电子设备不在位表示电子设备和第一端口没有连接；或，电子设备不在位表示电子设备和第一端口连接，但是电子设备处于空载状态，其中，电子设备处于空载状态指电子设备在一段时间内没有来自控制器访问或读写请求的状态；电子设备处于非空载状态指电子设备有来自控制器访问或读写请求的状态。通过该方案，可以保证当电子设备不工作的时候，也同时关闭器对应的端口，从而让不工作的端口的功耗消耗降到最低。
一种可能的实现方式中，在关闭第一端口之前，保存电子设备的工作信息；在开启第一端口之后，恢复电子设备的工作信息。通过该方案从而让该电子设备在重新投入工作的时候，可以继续之前的工作内容，快速进入工作状态。
一种可能的实现方式中，电子设备包括：硬盘、内存条和PCIe插卡中的任意一种。
一种可能的实现方式中，在关闭第一端口之前，控制第一端口进入闲置状态。
一种可能的实现方式中，在开启第一端口之后，控制第一端口退出闲置状态。
第三方面，提供一种芯片，芯片包括多个端口和开关电路，其中，多个端口中的第一端口用于和电子设备连接；芯片用于，获取第一端口的在位信息，其中，在位信息用于指示电子设备是否在位；开关电路用于，当在位信息指示第一端口对应的电子设备不在位的时候，关闭第一端口或保持第一端口为关闭状态。通过该解决方案，可以在部分端口不工作的时候，关闭该部分端口，从而有效降低计算机系统的功耗。
一种可能的实现方式中，关闭第一端口，具体包括：断开第一端口的供电。通过彻底关闭第一端口的供电，可以将不工作端口的功耗消耗降到最低。
一种可能的实现方式中，开关电路还用于，当在位信息指示第一端口对应的电子设备在位且第一端口处于关闭状态的时候，开启第一端口。
一种可能的实现方式中，开启第一端口，具体包括：获取电子设备的信息，将电子设备的信息和本地保存的白名单进行匹配，当匹配通过的时候，控制器开启第一端口或保持第一端口为开启状态。通过和白名单进行匹配的方式，从而确保接入到计算机系统的电子设备是可信的，保证了计算机系统的安全性。
一种可能的实现方式中，电子设备不在位表示电子设备和第一端口没有连接；或，电子设备不在位表示电子设备和第一端口连接，但是电子设备处于空载状态，其中，电子设备处于空载状态指电子设备在一段时间内没有来自控制器访问或读写请求的状态；电子设备处于非空载状态指电子设备有来自控制器访问或读写请求的状态。通过该方案，可以保证当电子设备不工作的时候，也同时关闭器对应的端口，从而让不工作的端口的功耗消耗降到最低。
一种可能的实现方式中，芯片还用于，在关闭第一端口之前，保存电子设备的工作信息；在开启第一端口之后，恢复电子设备的工作信息。通过该方案从而让该电子设备在重新投入工作的时候，可以继续之前的工作内容，快速进入工作状态。
一种可能的实现方式中，芯片还包括检测电路，获取第一端口的在位信息，具体包括：检测电路获取第一端口的在位信息；或芯片还包括接口电路，获取第一端口的在位信息，具体包括：芯片通过接口电路获取第一端口的在位信息。
一种可能的实现方式中，芯片包括：独立磁盘冗余数组raid控制器、扩展器expander、外围组件快速互连PCIe交换器、PCIe控制器和内存控制器中的任意一种。
一种可能的实现方式中，电子设备包括：硬盘、内存条和PCIe插卡中的任意一种。
一种可能的实现方式中，芯片还用于，在关闭第一端口之前，控制第一端口进入闲置状态。
一种可能的实现方式中，芯片还用于，在开启第一端口之后，控制第一端口退出闲置状态。
第四方面，提供一种计算设备，包括至少一个存储器和至少一个处理器，其中，至少一个存储器用于存储计算机指令，当至少一个处理器执行计算机指令时，计算设备执行上述第二方面提供的中任一项可能的方法。
附图说明
图1为本申请提供的一种计算机系统结构图；
图2为本申请提供的另一种计算机系统结构图；
图3为本申请提供的另一种计算机系统结构图；
图4为本申请提供的另一种计算机系统结构图；
图5为本申请提供的一种存储系统结构图；
图6为本申请提供的一种内存系统结构图；
图7为本申请提供的一种快捷外围部件互连(Peripheral ComponentInterconnect Express，PCIe)设备系统结构图；
图8为本申请提供的一种芯片的结构图；
图9为本申请提供的一种芯片的结构图；
图10为本申请提供的一种芯片端口控制的方法流程图；
图11为本申请提供的一种计算设备的结构图。
具体实施方式
本申请提供了一种元器件端口开关控制的方法，涉及该控制方法的计算机系统，电子设备和芯片，下面将结合本申请的实施例的附图进行详细描述。
本申请实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下中的至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a、b、c、a-b、a-c、b-c或a-b-c，其中a、b、c可以是单个，也可以是多个。
目前计算设备中有很多电子设备是可插拔设备，例如内存、硬盘和PCIe设备，这些可插拔设备和计算设备中的控制器芯片连接，从而和控制器芯片之间进行通信，数据传输和实现该电子设备的功能。当一个可插拔设备从计算设备上移除的时候，对应该可插拔设备的控制器芯片的端口，此时处于闲置状态(例如idle状态等低功耗状态，本申请不做具体限制)，而处于idle状态的端口，还是处于运行状态中，会有少量报文收发，控制器仍需要通过端口与对应连接的电子设备之间进行交互，以维持对电子设备在位的识别，这些端口仍不能关闭，以及会产生部分功耗。而并非是关闭。运行状态中的端口意味着该端口仍然消耗着电能，即产生功耗。进一步说明，该控制器芯片的端口也可能在计算设备开始运行的时候就没有插入可插拔设备，在此不做限制。进一步说明，idle状态只是一种示例性的举例，还有其他种类的低功耗状态，本申请不做一一举例，容易理解均在本申请的保护范围内。
随着数据中心的规模越来越大，控制器芯片的应用越来越多，数量越来越大，并且单个控制器芯片的端口也呈现越来越多的趋势，因此idle状态的端口产生的功耗整体也就越来越高，而消耗的该功耗并不能产生任何价值，因此，本申请实施例提供的方案能够用于解决该问题。
进一步说明，本申请中，“连接”表示电气连接。端口可以具体是装置的物理层接口(physical layer interface，PHY interface)，一个端口可以由一个PHY接口组成(例如窄端口)或多个PHY接口组成(例如宽端口)。装置可以是一个芯片，也可以是一个设备。本申请对此不做具体限制。
如图1所示，提供了一种实施例，展示了一种计算机系统100。该计算机系统100包括：控制器102、电路板104、电子设备106a、电子设备106b、电子设备106c、电子设备106d、总线108、检测器110和扩展器112，其中扩展器112和检测器110置于电路板104上，两者通过总线108通信。为方便描述，使用电子设备106作为电子设备106a、电子设备106b、电子设备106c和电子设备106d的统称。
电子设备106和扩展器112连接，两者之间进行数据通信，其中，电子设备106a与扩展器112的端口1连接，电子设备106b与扩展器112的端口2连接,电子设备106c与扩展器112的端口3连接，电子设备106d与扩展器112的端口4连接。
电子设备106和检测器110连接，检测器110用于获取电子设备106的在位信号，并通过总线108，将电子设备106的在位信息发送给扩展器112。需要说明的是，本申请中的在位信息用于指示电子设备106在位或者不在位。示例性的，在位信号是高低电平信号，在位信息是一个寄存器。在位信号高电平信号，在位信息寄存器值为1，代表电子设备不在位；在位信号低电平信号，在位信息寄存器值为0，代表电子设备在位，在此不做具体限制。
另一种情况下，当电子设备物理上在位，但是处于空载状态，可以代表该电子设备不在位。其中，空载状态，是指电子设备在一段时间内不被控制器访问或读写的状态。当电子设备物理上在位，且处于不空载状态，可以代表电子设备在位。其中不空载状态，是指控制器有对电子设备进行访问或读写请求的状态。
此处，一段时间可以是一天或者是一周，是一个预设的固定值，或者是依据场景不同，自动调整的值。本申请对此不做具体限制。
扩展器112和控制器102连接，扩展器用于扩充端口，使控制器102，即计算机系统100，有连接更多电子设备106的能力。
当电子设备106都在位的时候，扩展器112的端口1、端口2、端口3和端口4都处于工作状态。
而当电子设备106d，即图1中虚框标记的电子设备被移除的时候，检测器110确定电子设备106d不在位，并通过总线108，将电子设备106d不在位的信息发送给扩展器112，扩展器112，将端口4关闭。
当电子设备106d重新插入到计算机系统100里的时候，检测器110确定电子设备106d在位，并通过总线108，将电子设备106d在位的信息发送给扩展器112，扩展器112，将端口4开启。
可选的，电子设备106的数量4个只是示例性的，本申请对电子设备106的数量不做具体限制。
可选的，扩展器112的端口数量4个只是示例性的，本申请不对扩展器112的端口数量不做具体限制。
可选的，计算机系统100中，扩展器112端口的数量和电子设备106的数量，一样或者不一样均可。
可选的，检测器110获取电子设备106d不在位的信息，可以是检测器110被动接收不在位的信号，或者是检测器110主动去读取不在位的信号，本申请对此不做具体限制。
可选的，扩展器112获取电子设备106d在位信息的方式，可以是扩展器112主动从检测器110读取，或者检测器110主动发送给扩展器112，等等，本申请对此不做具体限制。
可选的，控制器102或电子设备106可以置于电路板104上，或者不置于电路板104上，本申请对此不做具体限制。
可选的，电子设备106和电路板104的连接方式，可以是电路板104上有连接器，每个电子设备106直接连接到对应连接器上，或者其他方式，本申请对此不做具体限制。
可选的，将端口4关闭，可以是将端口4的供电关闭，从而端口4不再产生功耗消耗，或者是使端口4不再收发报文的状态，从而端口4产生的功耗消耗比idle状态下产生的功耗消耗更低。同理将端口4开启，可以是将端口4的供电开启，或者是使端口4退出不再发送报文的状态。本申请对此不做具体限制。
可选的，控制器102执行开启或关闭端口4的操作，可以是控制器102根据电子设备的在位信息，主动区开启或关闭端口4；或者控制器接收指令，根据开关端口指令，开启或关闭端口4。本申请对此不做具体限制。
如图2所示，提供了另一种实施例，展示了一种计算机系统200，计算机系统200包括：控制器202，电路板204，电子设备206a，电子设备206b，电子设备206c，电子设备206d，和扩展器212。其中，扩展器212置于电路板204上。为方便描述，使用电子设备206作为电子设备206a、电子设备206b、电子设备206c和电子设备206d的统称。
和图1中的计算机系统100相比，图2中的计算机系统200，没有独立的检测器110。检测器110的电子设备在位信号检测的功能由扩展器212完成，其他部分不做赘述。
当电子设备206都在位的时候，扩展器112的端口1、端口2、端口3和端口4都处于工作状态。
而当电子设备206d，即图2中虚框标记的电子设备，被移除的时候，扩展器212确定电子设备206d不在位，将端口4关闭。
当电子设备206d重新插入到计算机系统200里的时候，扩展器212确定电子设备206d在位，将端口4开启。
可选的，扩展器212获取电子设备106d不在位的信息，可以是扩展器212被动接收不在位的信号，或者是扩展器212主动去读取不在位的信号，本申请对此不做具体限制。
如图3所示，提供了另一种实施例，展示了一种计算机系统300，该计算机系统300包括：控制器302、电路板304、电子设备306a、电子设备306b、电子设备306c、电子设备306d、总线308和检测器310，其中，检测器310置于电路板304上，检测器310和控制器302通过总线308通信。为方便描述，使用电子设备306作为电子设备306a、电子设备306b、电子设备306c和电子设备306d的统称。
和图1中的计算机系统100相比，图3中的计算机系统300，没有独立的扩展器112。电子设备306不用通过扩展器，从而和控制器302直接连接，因此控制和电子设备306对应端口的关闭和开启。其他部分不做赘述。
电子设备306和控制器302连接，两者之间进行数据通信，其中，电子设备306a与控制器302的端口5连接，电子设备306b与控制器302的端口6连接,电子设备306c与控制器302的端口7连接，电子设备306d与控制器302的端口8连接。
电子设备306和检测器310连接，检测器310用于获取电子设备306的在位信号，并通过总线308，将电子设备306的在位信息发送给控制器302。需要说明的是，本申请中的在位信息用于指示电子设备306在位或者不在位。
当电子设备306都在位的时候，控制器302的端口5、端口6、端口7和端口8都处于工作状态。
而当电子设备306d，即图3中虚框标记的电子设备被移除的时候，检测器310确定电子设备306d不在位，并通过总线308，将电子设备306d不在位的信息发送给控制器302，控制器302将端口8关闭。
当电子设备306d重新插入到计算机系统300里的时候，检测器310确定电子设备306d在位，并通过总线308，将电子设备306d在位的信息发送给控制器302，控制器302，将端口8开启。
可选的，控制器302获取电子设备306d在位信息的方式，可以是控制器302主动从检测器110读取，或者检测器110主动发送给控制器302，等等，本申请对此不做具体限制。
如图4所示，提供了另一种实施例，展示了一种计算机系统400。该计算机系统400包括：控制器402、电路板404、电子设备406a、电子设备406b、电子设备406c和电子设备406d。为方便描述，使用电子设备406作为电子设备406a、电子设备406b、电子设备406c和电子设备406d的统称。
电子设备406和控制器402连接，两者之间进行数据通信，其中，电子设备406a与控制器402的端口5连接，电子设备406b与控制器402的端口6连接,电子设备406c与控制器402的端口7连接，电子设备406d与控制器402的端口8连接。
和图1实施例中计算机系统100相比较，本实施例中计算机系统400，没有独立的扩展器112和独立的检测器110。因此控制器420实现检测电子设备406是否在位的功能，以及控制和电子设备306对应端口的关闭和开启的功能。其他部分不做赘述。
控制器402用于获取电子设备406的在位信号。需要说明的是，本申请中的在位信息用于指示电子设备406在位或者不在位。
当电子设备406都在位的时候，控制器402的端口5、端口6、端口7和端口8都处于工作状态。
而当电子设备406d，即图4中虚框标记的电子设备被移除的时候，控制器402确定电子设备406d不在位，控制器402将端口4关闭。
当电子设备406d重新插入到计算机系统400里的时候，控制器402确定电子设备406d在位，控制器402将端口4开启。
可选的，控制器402获取电子设备406d不在位的信息，可以是控制器402被动接收不在位的信号，或者是控制器402主动去读取不在位的信号，本申请对此不做具体限制。
进一步说明，图1、图2、图3和图4中的实施例，计算机系统可以是一个存储系统，也可以是一个高速接口设备系统，也可以是一个内存系统，在本申请中不做具体限制。
示例性的，当控制器是raid控制器的时候，扩展器是expander芯片，电子设备是硬盘。
示例性的，当控制器是内存控制器的时候，扩展器是内存扩展芯片，电子设备是内存条。
示例性的，当控制器是PCIe控制器的时候，扩展器是PCIe交换芯片(或PCIe交换器)，电子设备是PCIe设备，例如网卡、图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)卡和加速卡，等具有PCIe接口的设备。PCIe只是高速接口的一种，本申请对此不做具体限制。
示例性的，控制器也可以是expander芯片。
示例性的，在图1、图2、图3和图4中的实施例中，检测器可以是复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD)、现场可编程门阵列(fieldprogrammable gate array,FPGA)、专用集成电路(application-specific integratedcircuit,ASIC)和微处理机控制单元(microcontroller unit,MCU)中的任意一种，能实现检测电子设备是否在位的功能，本申请对此不做具体限制。
示例性的，用于传输硬盘在位信息的总线，包括：串行通用输入输出(Serialgeneral purpose input/output，SGPIO)总线、内部整合电路(inter-integratedcircuit,I2C)总线和通用异步收/发器(universal asynchronous receiver/transmitter,UART)总线等等，本申请对此不做具体的限定。
示例性的，在计算机系统上电运行后，扩展器或者控制器的端口默认为开启状态，在检测到电子设备不在位的时候，再将对应该电子设备的端口关闭。或者，在计算机系统上电运行后，扩展器或者控制器的端口默认为关闭状态，在检测到电子设备不在位的时候，对应该电子设备的端口保持关闭状态；在检测到电子设备在位的时候，再将对应电子设备的端口开启。
进一步说明，本申请提供的实施例，还可以通过计算机系统上电运行后，扩展器或者控制器的端口默认为关闭状态。当检测到电子设备在位，并获取电子设备的信息，并将电子设备的信息和计算机系统本地保存的白名单进行匹配，当该电子设备的信息和白名单匹配，则将对应该电子设备的端口开启。
进一步说明，一种可行的实现方式中，一个电子设备在计算设备中有一个对应的槽位用于容置该电子设备的空间，一个槽位对应连接器，该连接器置于电路板上，用于连接该电子设备和控制器或者扩展器的一个端口。另一种可能的实现方式中，一个电子设备通过线缆和控制器或者扩展器的一个端口连接。本申请对一个端口连接一个电子设备的方式不做具体限定。
如图5，提供了一种具体场景的实施例，描述了一个存储系统500。该存储系统500，包括raid控制器502、expander 512、CPLD 510、硬盘506a、硬盘506b、硬盘506c、硬盘506d和硬盘背板。
CPLD 510用于检测硬盘的在位信号，并将在位信息传输给expander 512，expander512判断如果硬盘506d不在位，则将不在位硬盘506d对应的expander 512的端口关闭；如果判断硬盘506d从不在位，变为在位，则将该在位的硬盘506d对应的expander 512的端口开启。
在此，对该实施例的在硬盘空载、硬盘热拔出和硬盘热插入三种场景的处理流程进行详细介绍。
针对硬盘空载场景的处理。Raid控制器502可以监控到各个硬盘的流量数据，当监控在一段预设时间内没有对特定端口对应的硬盘506d访问后，首先向硬盘506d发送启停单元(Start Stop Unit)或立即待机(Standby Immediate)命令，使硬盘506d进入idle状态；随后向expander 512发送关闭对应的PHY接口的命令。
在关闭expander 512对应硬盘506d的PHY接口后，Raid控制器502向expander512获取各个槽位zhong硬盘的物理在位信息，expander 512通过SGPIO总线508从CPLD 510获取硬盘物理在位信息，CPLD 510通过各个槽位中的硬盘的在位信号收集对应硬盘在位信息。
此时，Raid控制器502关闭了expander 512中硬盘506d对应的PHY接口，但是在关闭之前，Raid控制器502保存硬盘506d的相关工作信息，如设备名称、数据结构或健康状态；若硬盘506d为直接报给操作系统的非RAID组中盘，则此时不向操作系统上报硬盘506d的移除事件；若硬盘506d为RAID组中的硬盘，则继续保持为RAID组成员盘的状态，避免RAID组降级。其中，RAID组为多个硬盘一起组成硬盘系统的一种硬盘组合方式。例如RAID0组表示其中的硬盘是容量扩展关系；RAID 1组表示其中的硬盘是数据备份关系。容易理解的，上述硬盘的工作信息，只是示例性举例，本申请对此不做具体限制。
当Raid控制器502监控到对硬盘506d的访问指令，首先使用串行管理协议(SerialManagement Protocol,SMP)命令开启expander 512中硬盘506d对应的PHY接口；在expander 512中硬盘506d对应的PHY接口与硬盘506d的PHY接口建立数据传输链接后，向硬盘506d发送Start Stop Unit命令或串行高级技术附件(Serial Advanced TechnologyAttachment,SATA)命令，随后整个链接和硬盘506d可以正常访问和读写数据，另外，若硬盘506d为RAID组中的硬盘，恢复硬盘506d处于RAID组中的成员盘的功能，若硬盘506d为直接报给操作系统的非RAID组中的盘，恢复该硬盘在操作系统中的工作信息。
针对硬盘热拔出场景的处理流程为：
CPLD 510获取所有硬盘的在位信号，转换为硬盘在位信息。硬盘背板上的expander 512向CPLD 510获取当前各个硬盘的在位信息。如果expander 512获取到的信息显示，硬盘506d为不在位，且expander 512保存的历史信息显示硬盘506d为在位，则发送广播通知给Raid控制器502。
Raid控制器502通过串行连接的小型计算机系统接口(serial attached smallcomputer system interface，SAS)协议族中的SMP命令向expander 512获取硬盘的在位信息，其中SCSI为。
当Raid控制器502确定硬盘506d不在位时，其可以向expander 512发送去使能(disable)硬盘506d对应的PHY接口的命令，关闭对应的PHY接口以降低expander 512的功耗。
针对硬盘热插入场景的处理流程为：
CPLD 510获取所有硬盘的在位信号，转换为硬盘在位信息。更新硬盘506d的在位信息为“在位”，更新前硬盘506d的在位信息为“不在位”。
硬盘背板上的expander 512向CPLD 510获取硬盘的在位信息，更新硬盘506d的在位信息为“在位”。并发送通知给Raid控制器502，其中，一种可行的通知方式为广播通知。本申请不做具体限定。
Raid控制器502获取硬盘506d的在位信息，并更新硬盘506d的在位信息为“在位”，其中，一种可行方式中，Raid控制器502可以通过SAS协议族中的SMP命令向expander的方式获取。本申请不做具体限定。
当Raid控制器502更新硬盘506d的在位信息为“在位”，且在更新前，Raid控制器502保存的硬盘506d的在位信息为“不在位”时，Raid控制器502向expander 512中硬盘506d对应的PHY接口发送PHY接口使能(enable)命令，，保证expander 512与硬盘506d之间建立数据传输链接以实现带内的硬盘热插入，其中，一种可行的实现方式中，使能命令是硬复位命令。
下面对expander 512通过SGPIO总线508从CPLD 510获取硬盘物理在位信息进行详细描述。
SGPIO总线中包括：SClock信号线、Sload信号线、SDataOut信号线和SDataIn信号线。CPLD 510为每个端口定义了3比特(bit)位宽的在位信息寄存器，用来存储对应端口的硬盘是否在位的在位信息，每个bit可以由用户自己定义。在本实施例中，定义该在位信息寄存器的值为xxx的时候，指示为该硬盘在位；定义该在位信息寄存器的值为yyy的时候，指示为该硬盘不在位。CPLD 510根据检测到的各个端口对应的硬盘的在位信号，将对应在位信息寄存器的值设置为对应的值；然后将该在位信息寄存器的值用SGPIO报文通过SGPIO总线(例如SDataIn信号线)发送给expander 512。expander 512接收SGPIO报文，获取硬盘的在位信息，并将在位信息保存到对应硬盘的状态信息中，在任意硬盘的在位信息发生变化的时候或者周期性的，expander 512发送通知给raid控制器502。例如图5中，根据硬盘506d不在位，CPLD 510将对应506d在位信息的在位信息寄存器的值设置为yyy，然后通过SGPIO总线，将该在位信息寄存器的值发送给expander 512。Expander 512接收SGPIO报文，获取到硬盘506d的在位信息，即从报文中获取该在位信息寄存器的值为yyy，显示硬盘506d不在位。Expander 512保存硬盘506d的在位信息，在任意硬盘的在位信息发生变化的时候或者周期性的，expander 512发送通知给raid控制器502，或当expander 512接收到raid控制器502的指令后，将任意硬盘的在位信息发送给raid控制器502。
一种可行的实施例中，在expander 512发送通知之后，根据SAS规范，raid控制器502向expander 512发送SMP协议中定义的Report General、Discover List和Report PhySATA命令。本方案中需要raid控制器502新增一个向expander 512发送的SMP vendorspecific命令，expander 512根据这个命令，返回所有硬盘的在位信息。
raid控制器502根据获取的响应数据，得到硬盘的在位信息，进行当前硬盘在位判断，并与保存的之前的对应硬盘在位信息进行比对。例如，如果硬盘5026由在位变为不在位，则利用规范已定义的SMP接口向expander对应PHY接口发送disable命令，关闭硬盘506d对应的端口；如果硬盘506d的状态信息显示硬盘506d由不在位变为在位，则利用规范已定义的SMP接口向expander对应PHY接口发送enable命令，将硬盘506d对应的端口开启。一种可行的方式中，enable命令的实现形式为hard reset命令，本申请对此不做具体限定。
基于存储系统500，根据前述图1、图2、图3和图4中的实施例，可以容易理解，没有独立CPLD和/或独立expander的解决方案，也在本申请的保护范围内。在此，不做赘述。
如图6，提供了另一种实施例，描述了一个内存系统600。该内存系统600，包括内存控制器602、电路板604和内存条。内存控制器602用于检测内存条的在位信号，当一个槽位内的内存条不在位的时候，则将该槽位对应的内存控制器602的端口关闭；如果判断内存条从不在位，变为在位，则将该在位的内存的槽位对应的内存控制器602的端口开启。参考前述实施例，在次不做赘述。
基于内存系统600，根据前述实施例，可以容易理解，有独立CPLD和/或独立expander的解决方案，也在本申请的保护范围内。在此，不做赘述。
如图7，提供了另一种实施例，描述了一个PCIe系统700。该PCIe系统700，包括PCIe控制器702、电路板704、PCIe switch 712和PCIe设备。PCIe switch 712用于检测PCIe设备的在位信号，当一个槽位内的PCIe设备不在位的时候，则将该槽位对应的PCIe switch712的端口关闭；如果判断PCIe设备从不在位，变为在位，则将该在位的PCIe设备的槽位对应的PCIe switch 712的端口开启。参考前述实施例，在次不做赘述。
基于内存系统700，根据前述实施例，可以容易理解，有独立CPLD和/或没有PCIeswitch 712的解决方案，也在本申请的保护范围内。在此，不做赘述。
如图8，提供了一种上述实施例中扩展器或控制器的芯片800结构示意图。该芯片800包括：处理器核802、开关电路804、检测电路806、端口1 808a和端口2 808b。
端口1 808a和端口2 808b，用于和电子设备连接，进行数据通信。
检测电路806，用于检测端口1 808a和端口2 808b是否已有连接电子设备，即端口1808a和端口2 808b对应的电子设备是否在位，并将该在位信息传递给处理器和802。
处理器核802，用于当接收到该在位信息的时候，通过开关电路804，将电子设备不在位所对应的端口关闭，例如，当端口1 806a对应的电子设备不在位，则处理器和802通过开关电路804将端口1 806a关闭。当端口1 806a对应的电子设备从不在位，到在位，则处理器和802通过开关电路804将端口1 806a开启。
可选的，芯片800的端口的数量2个只是示例性的，本申请对端口的数量不做具体限制。
可选的，检测电路806获取各个端口对应电子设备不在位的信息，可以是检测电路806被动接收不在位的信号，或者是检测电路806主动去读取不在位的信号，本申请对此不做具体限制。
可选的，将端口1 806a关闭，可以是将端口1 806a的供电关闭，从而端口1 806a不再产生功耗消耗，或者是使端口1 806a不再收发报文的状态，从而端口1 806a产生的功耗消耗比idle状态下产生的功耗消耗更低。同理将端口1 806a开启，可以是将端口1 806a的供电开启，或者是使端口1 806a退出不再发送报文的状态。本申请对此不做具体限制。
如图9，提供了另一种上述实施例中扩展器或控制器的芯片900结构示意图。该芯片900包括：处理器核902、开关电路904、接口电路906、端口1 908a和端口2 908b。和芯片800相比较，主要区别在于获取端口对应电子设备的在位信息方式不同，其他不做赘述。
端口1 908a和端口2 908b，用于和电子设备连接，进行数据通信。
接口电路906，用于获取端口1 808a和端口2 808b对应的电子设备是否在位的在位信息，并将该在位信息传递给处理器和802。
处理器核902，用于通过接口电路906获取该在位信息的时候，通过开关电路904，将电子设备不在位所对应的端口关闭，例如，当端口1 906a对应的电子设备不在位，则处理器和902通过开关电路904将端口1 906a关闭。当端口1 906a对应的电子设备从不在位，到在位，则处理器和902通过开关电路904将端口1 906a开启。
可选的，处理器核902获取各个端口对应电子设备不在位的信息，可以是处理器核902被动接收不在位的信号，或者是处理器核902主动去读取不在位的信号，本申请对此不做具体限制。
和芯片800相比较，主要区别在于获取端口对应电子设备的在位信息方式不同，其他不做赘述。
示例性的，在图8和图9中的实施例中，在芯片上电运行后，芯片的端口默认为开启状态，在检测到电子设备不在位的时候，再将对应该电子设备的端口关闭。或者，在芯片上电运行后，芯片的端口默认为关闭状态，在检测到电子设备不在位的时候，对应该电子设备的端口保持关闭状态；在检测到电子设备在位的时候，再将对应电子设备的端口开启。
进一步说明，本申请提供的实施例，还可以通过芯片上电运行后，芯片的端口默认为关闭状态。当检测到电子设备在位，并获取电子设备的信息，并将电子设备的信息和本地保存的白名单进行匹配，当该电子设备的信息和白名单匹配通过，则将对应该电子设备的端口开启。其中，本地保存，表示保存在申请中的计算设备、计算机系统、或者芯片内的本地存储器或存储空间内。匹配通过，表示电子设备的信息在白名单中有对应的信息存在。
如图10，提供了一种端口开关控制的方法流程图。该实施例包括：
S1002：确定端口对应的电子设备的在位信息，当在位信息显示无电子设备在位的时候，跳转到步骤S1004；当在位信息显示有电子设备在位的时候，则跳转到步骤S1007。端口的数量和/或电子设备的数量在本申请不做限定。
S1004：判断当该端口目前的状态是开启状态还是关闭状态，当该端口目前为关闭状态，则跳转到S1006；当该端口目前为开启状态，则跳转到S1005。
S1005：关闭该端口，跳转到步骤S1006。
S1006：该端口保持关闭状态。
S1007：判断当该端口目前的状态是开启状态还是关闭状态，当该端口目前为关闭状态，则跳转到S1008；当该端口目前为开启状态，则跳转到S1009。
S1008：开启该端口，跳转到步骤S1009。
S1009：该端口和对应的电子设备之间建立数据传输链接，建立数据传输链接包括：在端口和对应电子设备之间连接的总线上进行训练协商，最终该总线上能进行数据传输。
可选的，在关闭该端口之前，可以先使该端口处于idle状态。
可选的，在开启该端口或建立数据传输链接之后，可以使端口退出idle状态。
可选的，在关闭该端口之前，先保存电子设备的工作信息。
可选的，在开启端口或建立数据传输链接之后，恢复保存的电子设备的工作信息。
进一步说明，图10所示实施例为先确定端口对应电子设备是否在位，其次确定该端口是否关闭，再关闭该端口。容易理解，另一种可行的实施例为先确定端口是否关闭的信息和该端口是否有对应电子设备在位的信息，再执行是否关闭该端口。上述方法步骤的执行顺序在本申请中不做具体限制。
本发明实施例所描述的计算设备的硬件结构可以通过如图11所示的装置1100来实现。如图11所示，装置1100包括处理器1102、存储器1104、通信接口1106和总线1108。其中，处理器1102、存储器1104和通信接口1106通过总线1108实现彼此之间的通信连接。
处理器1102是装置1100的控制中心，用于执行相关程序，以实现本发明实施例所提供的技术方案。处理器1102可以采用通用的中央处理器、微处理器、专用集成电路、控制器芯片或者一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本发明所提供技术方案中的控制器或扩展器的功能。
存储器1104可以是只读存储器，静态存储设备，动态存储设备或者随机存取存储器。在通过软件或者固件来实现本发明实施例提供的技术方案时，用于实现本发明实施例提供的技术方案的程序代码保存在存储器1104中，并由处理器1102来执行。存储器1104可以与处理器1102集成在一起或集成在处理器1102的内部，也可以是独立于处理器1102的一个或多个存储单元。
通信接口1106实现装置1100与其他设备或通信网络之间的通信。
总线1108可包括一个线路或多个线路，在装置1100各个部件(例如处理器1102、存储器1104和通信接口1106)之间传送信息。
应注意，尽管图11所示的计装置1100仅仅示出了处理器1102、存储器1104、通信接口1106以及总线1108，但是在具体实现过程中，本领域的技术人员应当明白，装置500还包含实现正常运行所必须的其他器件。同时，根据具体需要，本领域的技术人员应当明白，装置1100还可包含实现其他附加功能的硬件器件。此外，本领域的技术人员应当明白，装置1100也可仅仅包含实现本发明实施例所必须的器件，而不必包含图11中所示的全部器件。
图11所示的硬件结构以及上述描述适用于本发明实施例所提供的计算设备，适用于执行本发明实施例所提供的各种计算设备端口控制的方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离权利要求的范围。

Claims (24)

1.一种计算机系统，其特征在于，所述计算机系统包括：控制器和检测器，所述控制器和所述检测器连接，其中，所述控制器包括多个端口，所述多个端口中的第一端口用于和电子设备连接；
所述检测器用于检测所述第一端口对应的所述电子设备是否在位；
所述控制器用于，当所述检测器检测到所述第一端口对应的所述电子设备不在位的时候，关闭所述第一端口。
2.根据权利要求1所述的计算机系统，其特征在于，所述关闭所述第一端口或保持所述第一端口为关闭状态，具体包括：关断所述第一端口的供电。
3.根据权利要求1或2所述的计算机系统，其特征在于，所述控制器还用于，当所述检测器检测到所述第一端口对应的所述电子设备在位且所述第一端口处于关闭状态的时候，开启所述第一端口。
4.根据权利要求3所述计算机系统，其特征在于，所述开启所述第一端口，具体包括：获取所述电子设备的信息，将所述电子设备的信息和本地保存的白名单进行匹配，当匹配通过的时候，所述控制器开启所述第一端口或保持所述第一端口为开启状态。
5.根据权利要求1-4任一所述计算机系统，其特征在于，
所述电子设备不在位表示所述电子设备和所述第一端口没有连接；或，
所述电子设备不在位表示所述电子设备和所述第一端口连接，但是所述电子设备处于空载状态，其中，所述电子设备处于空载状态指所述电子设备在一段时间内没有来自所述控制器访问或读写请求的状态。
6.根据权利要求5所述计算机系统，其特征在于，所述控制器还用于，在所述关闭第一端口之前，保存所述电子设备的工作信息；
所述控制器还用于，在所述开启第一端口之后，恢复所述电子设备的所述工作信息。
7.根据权利要求1-6任一所述计算机系统，其特征在于，所述控制器和所述检测器连接具体包括：所述控制器通过总线和所述检测器连接，其中，所述总线包括如下总线任意一种总线：串行通用输入输出SGPIO总线、内部整合电路I2C总线和通用异步收/发器UART总线。
8.根据权利要求1-7任一所述计算机系统，其特征在于，所述检测器还用于，使用寄存器存储所述电子设备的在位信息；当所述寄存器的值发生变化时，将所述电子设备的在位信息，发送给所述控制器；或，
周期性地将所述电子设备的在位信息，发送给所述控制器；或
当接到所述控制器的指令后，将所述电子设备的在位信息，发送给所述控制器。
9.根据权利要求1-8任一所述计算机系统，其特征在于，所述控制器包括：独立磁盘冗余数组raid控制器、扩展器expander、外围组件快速互连PCIe交换器、PCIe控制器和内存控制器中的任意一种。
10.一种计算设备端口控制方法，其特征在于，所述计算设备包括：多个端口，所述多个端口中的第一端口用于和电子设备连接，所述方法包括：
检测所述第一端口对应的所述电子设备是否在位；
当检测到所述第一端口对应的所述电子设备不在位的时候，关闭所述第一端口。
11.根据权利要求10所述方法，其特征在于，所述关闭所述第一端口具体包括：关断所述第一端口的供电。
12.根据权利要求10或11所述方法，其特征在于，所述方法还包括：当检测到所述第一端口对应的所述电子设备在位且所述第一端口处于关闭状态的时候，开启所述第一端口。
13.根据权利要求12所述方法，其特征在于，所述开启所述第一端口具体包括：获取所述电子设备的信息，将所述电子设备的信息和本地保存的白名单进行匹配，当匹配通过的时候，开启所述第一端口。
14.根据权利要求10-13任一所述方法，其特征在于，
所述电子设备不在位表示所述电子设备和所述第一端口没有连接；或，
所述电子设备不在位表示所述电子设备和所述第一端口连接，但是所述电子设备处于空载状态，其中，所述电子设备处于空载状态指所述电子设备在一段时间内没有来自所述控制器访问或读写请求的状态。
15.根据权利要求14所述方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述关闭第一端口之前，保存所述电子设备的工作信息；
在所述开启第一端口之后，恢复所述电子设备的所述工作信息。
16.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括多个端口和开关电路，其中，所述多个端口中的第一端口用于和电子设备连接；
所述芯片用于，获取第一端口的在位信息，其中，所述在位信息用于指示所述电子设备是否在位；
所述开关电路用于，当所述在位信息指示所述第一端口对应的所述电子设备不在位的时候，关闭所述第一端口。
17.根据权利要求16所述的芯片，其特征在于，所述开关电路具体用于：断开所述第一端口的供电。
18.根据权利要求16或17所述的芯片，其特征在于，所述开关电路还用于，当所述在位信息指示所述第一端口对应的所述电子设备在位且所述第一端口处于关闭状态的时候，开启所述第一端口。
19.根据权利要求18所述芯片，其特征在于，所述芯片具体用于：获取所述电子设备的信息，将所述电子设备的信息和本地保存的白名单进行匹配，当匹配通过的时候，开启所述第一端口或保持所述第一端口为开启状态。
20.根据权利要求16-19任一所述芯片，其特征在于，
所述电子设备不在位表示所述电子设备和所述第一端口没有连接；或，
所述电子设备不在位表示所述电子设备和所述第一端口连接，但是所述电子设备处于空载状态，其中，所述电子设备处于空载状态指所述电子设备在一段时间内没有来自所述芯片的访问或读写请求的状态。
21.根据权利要求20所述芯片，其特征在于，所述芯片还用于，
在所述关闭第一端口之前，保存所述电子设备的工作信息；
在所述开启第一端口之后，恢复所述电子设备的所述工作信息。
22.根据权利要求16-21任一所述芯片，其特征在于，
所述芯片还包括检测电路，所述检测电路用于获取所述第一端口的在位信息；或
所述芯片还包括接口电路，所述芯片通过所述接口电路获取所述第一端口的在位信息。
23.根据权利要求16-22任一所述芯片，其特征在于，所述芯片包括：独立磁盘冗余数组raid控制器、扩展器expander、外围组件快速互连PCIe交换器、PCIe控制器和内存控制器中的任意一种。
24.一种计算设备，其特征在于，所述计算设备包括至少一个存储器和至少一个处理器，其中，所述至少一个存储器用于存储计算机指令，当所述至少一个处理器执行所述计算机指令时，所述计算设备执行上述权利要求10至15中任一项所述的方法。
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