JP3771225B2

JP3771225B2 - Disk array system

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Publication number: JP3771225B2
Application number: JP2003108539A
Authority: JP
Inventors: 進小野寺; 憲治窪田; 恒夫廣瀬; 龍也二宮; 和則三品; 和彦池田
Original assignee: Hitachi Computer Peripherals Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Advanced Digital Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd; Hitachi Advanced Digital Inc
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2021-04-26
Also published as: JP2003330621A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ディスクアレイシステムのインタフェース中継技術に関し、特に、複数の装置間の接続インタフェースにおける装置の接続台数や接続長の増大等の対策に適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、次世代の磁気ディスク装置としてディスクアレイ方式が注目されている。これは、多数の小型磁気ディスク装置（以下、ＨＤＤと称する）を並べて１台の磁気ディスク装置に内蔵したものである。大型磁気ディスクを使う代わりに低価格なＨＤＤを複数使用して大容量化と低価格化を実現する。また、複数のＨＤＤを並列にアクセスすることにより高速化を可能とする。
【０００３】
ＨＤＤインタフェースの主流は、ＡＮＳＩ（米国国家規格協会）が制定した標準インタフェースであるＳＣＳＩ（Small Computer System Interface)である。以下、従来のＳＣＳＩシステムについて述べる。図２１は従来のＳＣＳＩシステムの概略を示す構成図である。上位装置１００と下位装置１０１はＳＣＳＩ仕様の装置で、下位装置はＨＤＤである。また、１０２はＳＣＳＩ仕様のケーブルで、ＳＣＳＩ仕様の装置が最大８台まで芋蔓式に接続できる。１０３は終端抵抗で、ＳＣＳＩ信号の反射を抑えるためケーブルの両端に終端抵抗を接続する（図２１では、上位装置１００側の終端抵抗を省略）。
【０００４】
ＳＣＳＩの電気的仕様にはシングル・エンド型とディファレンシャル型がある。シングル・エンド型の入力バッファはシュミット型（たとえば７４Ｆ２４４のＬＳＩ）である。出力バッファはアクティブ時が“Ｌ”でインアクティブ時がハイインピーダンスとなるオープンコレクタ型（たとえば７４Ｎ３８のＴＴＬ論理ＬＳＩ）、またはオープンドレイン型、またはスリーステート型である。通常、ＨＤＤでは小型・低価格化のため、ＳＣＳＩ信号の入力バッファ・出力バッファをＳＣＳＩコントロールＬＳＩ（ＨＤＤ内部のＳＣＳＩ信号生成）に内蔵できるシングル・エンド型を採用している。
【０００５】
現在、市販されているＨＤＤは、データバスが８ビット（＋１ビットのパリティ）、接続できるＳＣＳＩ仕様の装置数が最大８である。これに対して、ワイドＳＣＳＩ対応の新しいＨＤＤの製品化が予定されている。これは、高速化のためデータバスが２倍の１６ビット（＋２ビットのパリティ）、拡張化のため接続できる装置数（ワイドＳＣＳＩ対応）が２倍の最大１６となっている。
【０００６】
このワイドＳＣＳＩ対応のＨＤＤを上述したディスクアレイ方式の磁気ディスク装置に使用することは、高速・大容量化の実現に大変有効であるが、以下の課題が発生する。従来より接続する装置数が増えたり、ケーブル長が長くなると信号波形に乱れを生じるなどしてシングル・エンド型の電気的条件を満足できなくなる。その結果、負荷の増加によりインピーダンスが大きくなる分、ＳＣＳＩ信号波形の反射が大きくなり、高速データ転送時（ＦａｓｔＳＣＳＩでは１００ｎｓ周期）などでノイズマージンがなくなり正常な動作が難しくなる。
【０００７】
ノイズマージンを確保するためディファレンシャル型を使用する方法もあるが、接続するＨＤＤ毎に専用の入出力バッファが必要になり、小型・低価格化が難しくなってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、接続する装置数が多い場合、接続長が長い場合、または装置数が多く接続長が長い場合において安定な動作をさせることに関し、特に配慮されていなかったため、装置の接続台数や装置間の接続長に制約を受ける、という問題があった。
【０００９】
このため、たとえば、多数のＨＤＤを上位装置の配下にＳＣＳＩインタフェースで接続してディスクアレイシステム等を構築することが困難となっていた。
【００１０】
また、たとえば上述のＳＣＳＩインタフェースは、双方向信号を含んでいるが、このような双方向信号を単に中継して、信号の劣化等を防止しようとする場合には、当該双方向信号の他に、当該双方向信号の伝達方向を識別するための信号が余計に必要となり、インタフェース信号線の増大やインタフェース規格からの逸脱など問題を生じる。
【００１１】
なお、複数の装置間を接続するインタフェース技術の例としては、特開平４−３１８６５３号公報に開示された技術等が知られている。当該技術では、上位装置の配下に複数の下位装置をバスを介して接続して制御すべく、上位装置には下位装置を選択するための一斉アドレスを発行する機能を設けるとともに、下位装置の各々には、一斉アドレスから自己の個別アドレスを識別する機能を設けた構成が開示されているが、バスにおける一斉アドレスの伝達過程における信号劣化等については全く配慮していない。
【００１２】
本発明の目的は、インタフェース信号の数を増加させることなく、双方向インタフェース信号の中継を的確に行うことが可能なインタフェース中継技術を備えたディスクアレイシステムを提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、インタフェース信号の品質（ノイズ・マージン）向上により、安定な動作を確保することが可能なインタフェース中継技術を備えたディスクアレイシステムを提供することにある。
【００１４】
本発明のさらに他の目的は、インタフェース信号の安定な伝達距離を増大させ、装置の配置の距離的な制約を解消することが可能なインタフェース中継技術を備えたディスクアレイシステムを提供することにある。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、インタフェース信号の劣化を防止することにより、装置の接続台数を増大させることが可能なインタフェース中継技術を備えたディスクアレイシステムを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明のディスクアレイシステムは、複数のディスク装置を有する第１システムと、
複数のディスク装置を有する第２システムと、
前記第１及び第２システム内の各ディスク装置へのデータ転送を制御するデバイス制御部と、
このデバイス制御部と前記第１システムとの間に介在し、前記第１システム内の前記ディスク装置と前記デバイス制御部との間で双方向で授受される信号を駆動する第１中継装置と、
この第１中継装置と前記第２システムとの間に介在し、前記第２システム内の前記ディスク装置と前記デバイス制御部との間で双方向で授受される信号を駆動する第２中継装置と、
を備えたものである。
【００１７】
より具体的には、本発明のディスクアレイシステムにおける第１および第２の中継装置としてのインタフェース中継装置は、以下のような構成をとる。
【００１８】
すなわち、（１）少なくとも、Ｎ（＞＝１）台の上位装置とＭ（＞＝１）台の下位装置が接続されたシステムにおいて、上記の上位装置と下位装置をＡ群とＢ群の２つに分け、Ａ群とＢ群にそれぞれ接続されたＡ側とＢ側の２つのインタフェースを有する双方向のバッファを設け、Ａ群が双方向インタフェース信号をアクティブとした場合に、当該双方向インタフェース信号の変化に基づいてＢ側の対応する双方向インタフェース信号をアクティブに、Ｂ群が双方向インタフェース信号をアクティブにした場合に、当該双方向インタフェース信号の変化に基づいてＡ側の対応する双方向インタフェース信号をアクティブに駆動することにより、双方向インタフェース信号自身によって、双方向のバッファにおける伝達方向を切り替えるようにした双方向信号駆動部を備えたものである。
【００１９】
また、（２）前記インタフェース中継装置を複数台備えて、前記Ａ群と前記複数のインタフェース中継装置のＡ側は一つのインタフェースで接続し、Ｂ群は前記複数のインタフェース中継装置で分散されてそれぞれＢ側のインタフェースで接続することができる。
【００２０】
また、（３）前記インタフェース中継装置は信号の遅延を調整する信号遅延調整部を備えることができる。
【００２１】
また、（４）前記インタフェース中継装置はＡ側のインタフェースとＡ群とはケーブルでＢ側のインタフェースとＢ群はマザーボード上を引き回される配線パターンでそれぞれ接続した構成とすることができる。
【００２２】
また、（５）前記インタフェース中継装置の一部または全部をＬＳＩ化した構成とすることができる。
【００２３】
また、（６）前記インタフェース中継装置をＳＣＳＩインタフェースに採用して、複数の小形磁気ディスク装置からなるディスクアレイシステムを構築することができる。
【００２４】
【作用】
Ｎ（＞＝１）台の上位装置とＭ（＞＝１）台の下位装置が接続されたシステムにおいて、Ａ群とＢ群の２つに分けた上記複数の上位装置と下位装置に対して、それぞれ上記インタフェース中継装置のＡ側のインタフェースとＢ側のインタフェースで接続させることにより、双方向インタフェース信号を含むインタフェース接続において、信号線数等を増大させることなく、接続装置数と接続長を分割できインピーダンスを低減できる。また、上記インタフェース中継装置は、Ａ群が信号をアクティブとした場合にＢ側の対応する信号をアクティブに、Ｂ群が信号をアクティブにした場合にＡ側の対応する信号をアクティブに駆動する。この結果、インタフェース信号の品質（ノイズ・マージン）向上により、安定な動作が確保できる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
（実施例１）
図１は、本発明の一実施例であるインタフェース中継装置を含むディスクアレイシステムの構成の一例を示す概念図である。本実施例では、一例として本発明のインタフェース中継装置を、上位装置１台（Ｎ＝１）と下位装置１５台（Ｍ＝１５）がＳＣＳＩインタフェースで接続されたディスクアレイシステムに適用する場合について説明する。
【００２７】
すなわち、図１は１台の上位装置と１５台のＨＤＤがワイド対応のＳＣＳＩに接続されたＳＣＳＩシステム（磁気ディスク装置の一部）を示している。
【００２８】
同図で、下位装置１１はＨＤＤをマザーボード上に取付可能としたＨＤＤユニットである。１ａと１ｂはＳＣＳＩで接続された１５台の下位装置１１をそれぞれ８台と７台に負荷を分散させ、ＳＣＳＩ信号を駆動するインタフェース中継装置（基板上に実装）である。インタフェース中継装置１ａ，インタフェース中継装置１ｂは共に、Ａ側とＢ側の接続先がそれぞれ上位装置１０と下位装置１１である。１２ａおよび１８ａ，１８ｂはワイド対応のＳＣＳＩ（シングル・エンド型）で、実際にはそれぞれケーブル、およびマザーボード１３ａ，１３ｂ上の配線パターンである。上位装置１０とインタフェース中継装置１ａ，１ｂはケーブル１２ａと芋蔓式に接続させる。１３ａと１３ｂはマザーボード（母基板）で、１３ａはインタフェース中継装置１ａと８台の下位装置１１を、１３ｂはインタフェース中継装置１ｂと７台の下位装置１１をそれぞれ芋蔓式に接続させる。１５はインタフェース中継装置１ａと１ｂをそれぞれケーブル１２ａに接続させるための接続コネクタ、１６はインタフェース中継装置１ａと１ｂをそれぞれマザーボード１３ａと１３ｂに接続させるための接続コネクタ、１７は下位装置１１とマザーボード１３ａまたは１３ｂに接続させるための接続コネクタである。
【００２９】
ケーブル１２ａの両端である上位装置１０とインタフェース中継装置１ｂには、ＳＣＳＩ信号の反射を抑えるために終端抵抗を接続する（図示せず）。同様に、マザーボード１３ａまたは１３ｂ上のＳＣＳＩ信号１８（配線パターン１８ａ，１８ｂ）の一方の端には終端抵抗１４を接続し、他方の端であるインタフェース中継装置１ａと１ｂそれぞれのＢ側にも終端抵抗を接続する（図示せず）。
【００３０】
本実施例のインタフェース中継装置１ａ，１ｂの機能は次の２点である。
（１）ＳＣＳＩ信号の品質確保
ＳＣＳＩ信号が伝達されるケーブル１２ａの接続数は３台（上位装置１０、インタフェース中継装置１ａ，１ｂ）、ＳＣＳＩ信号１８ａ，１８ｂは接続数がそれぞれ９台（８台の下位装置１１と１ａ）と８台（７台の下位装置１１と１ｂ）である。このため、一つのＳＣＳＩに１６台接続されたシステムと比較し、接続数が最大でも９台なので、ＳＣＳＩ信号の品質（ノイズマージン）を確保できる。また、一つのＳＣＳＩを三つのＳＣＳＩに分けるため、ＳＣＳＩ信号１２（１２ａ）とＳＣＳＩ信号１８（１８ａ，１８ｂ）の伝達距離の長さの合計値は一つのＳＣＳＩより３倍程長くできる。
（２）機能的には一つのＳＣＳＩ接続
本来、上位装置１０と１５台の下位装置１１は一つのＳＣＳＩに接続されるべきところ、ＳＣＳＩ信号の品質確保のためインタフェース中継装置１ａ，１ｂを設けた。従って、機能的には、三つのＳＣＳＩ信号（１２ａ，１８ａ，１８ｂ）は一つのＳＣＳＩで接続されている。ＳＣＳＩ信号の内、単方向信号は単純に入力バッファで受けそのまま出力バッファで駆動すればよい。従って、双方向信号の駆動方法がポイントとなる。
【００３１】
なお、ディスクアレイ方式の磁気ディスク装置の特徴の一つとして、故障したＨＤＤユニットを稼働中でも交換可能として無停止運転を実現する。本実施例では、ＨＤＤユニットをマザーボード１３ａ，１３ｂ上に設けられたコネクタ１７を介して抜き差しする構造のためケーブルが不用となり、組立や保守時におけるＨＤＤユニットの取付や取り外し作業がしやすくなるという利点がある。
【００３２】
以下に、インタフェース中継装置１ａ、１ｂの内部構成について述べる。
【００３３】
図２はインタフェース中継装置１ｂの一例を示す内部構成図である。同図で、２０は双方向信号を駆動する双方向信号駆動部、２３と２４はそれぞれＡ側からＢ側およびＢ側からＡ側の単方向信号を駆動する単方向信号駆動部、２５と２６はそれぞれＡ側とＢ側のＳＣＳＩに接続された終端抵抗である。インタフェース中継装置１ａの内部構成は図２の構成から終端抵抗２５を除いたもの（図１のケーブル１２ａでは、上位装置１０とインタフェース中継装置１ｂにより両端に終端抵抗が接続されているため）である。双方向信号駆動部２０は出力バッファ部２１と駆動信号生成部２２から構成される。なお、ＳＣＳＩ仕様を満足する入力バッファ・出力バッファの例として、ＴＩ製ＳＮ７５ＬＢＣ９６８がある。
【００３４】
ここで、ＳＣＳＩ信号について具体的に説明する。図１９はワイド対応のＳＣＳＩ信号の機能を示す説明図である。図１９の各信号の方向は、Ａ側とＢ側の接続先がそれぞれ上位装置１０と下位装置１１であることから一義的に決まる。次に、双方向信号駆動部２０の構成を具体的に述べる。
【００３５】
図３は、本実施例におけるＳＣＳＩの信号ＳＥＬ−Ｎ１を駆動する双方向信号駆動部２０の一例を示す内部構成図である。同図で、２１７，２１６はそれぞれＡ側とＢ側のＳＥＬ−Ｎ信号であるＡＳＥＬ−ＮとＢＳＥＬ−Ｎで、２００と２０１はそれぞれ信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７とＢＳＥＬ−Ｎ２１６を駆動する出力バッファ、２０２と２０３はそれぞれＡ側とＢ側のＳＥＬ−Ｎ信号を受け取るシュミット型の入力バッファである。なお、出力バッファ２００，２０１はオープンドレイン型で、たとえば、信号ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｐ２１１がアクティブ“Ｈ”、インアクティブ“Ｌ”の場合、出力信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７をそれぞれ“Ｌ”、ハイインピーダンスとする（実際は終端抵抗により“Ｈ”）。２０４と２０５はナンド（論理積の負論理）回路、２０８と２０９は信号を遅延させる遅延部（たとえば、クロック信号で同期化するシフトレジスタ回路）である。
【００３６】
２１０，２１１はそれぞれＢＳＥＬ−Ｎ２１６，ＡＳＥＬ−Ｎ２１７を駆動（ドライブ）する信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｐ，ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｐである。２１２，２１３はそれぞれ信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｐ，ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｐの論理反転信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｎ，ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｎである。２１４，２１５はそれぞれ信号２１２，２１３を同じ極性のまま遅延させた遅延信号ＢＳＥＬＤＲＶＤＬＹ−Ｎ（Ｂ側ＳＥＬ−Ｎドライブ遅延信号），ＡＳＥＬＤＲＶＤＬＹ−Ｎ（Ａ側ＳＥＬ−Ｎドライブ遅延信号）である。
【００３７】
２０６と２０７は、一方の入力がＲＥＳＥＴ−Ｐとする負入力オア（論理和）回路である。電源投入時等において、ＲＥＳＥＴ−Ｐ（アクティブ“Ｈ”）により、信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｐ２１０および信号ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｐ２１１をインアクティブとする動作を行う。
【００３８】
図４は図３の双方向信号駆動部の動作を示すタイムチャート図である。同図で、信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７がアクティブ“Ｌ”になると、信号２１３，２１５が共に“Ｈ”なので信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｎ２１２がアクティブ“Ｌ”となる。従って、ＢＳＥＬ−Ｎ２１６はアクティブ“Ｌ”となる。この時、信号ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｎ２１３は信号２１２が“Ｌ”なのでインアクティブ“Ｈ”である。信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７がインアクティブ“Ｈ”に変化すると、信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｎ２１２がインアクティブ“Ｈ”となり、ＢＳＥＬ−Ｎ２１６はインアクティブ“Ｈ”となる。今度は信号ＢＳＥＬ−Ｎ２１６がアクティブ“Ｌ”になると、信号２１２，２１４が共に“Ｈ”なので信号ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｎ２１３がアクティブ“Ｌ”となる。従って、ＡＳＥＬ−Ｎ２１７はアクティブ“Ｌ”となる。この時、信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｎ２１２は信号２１３が“Ｌ”なのでインアクティブ“Ｈ”である。信号ＢＳＥＬ−Ｎ２１６がインアクティブ“Ｈ”に変化すると、信号ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｎ２１３がインアクティブ“Ｈ”となり、ＡＳＥＬ−Ｎ２１７はインアクティブ“Ｈ”となる。
【００３９】
以上の動作をまとめると次のようになる。ＡＳＥＬ−Ｎ２１７，ＢＳＥＬ−Ｎ２１６が共にインアクティブ“Ｈ”の状態から、Ａ側の上位装置１０が信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７をアクティブ“Ｌ”にするとＢＳＥＬ−Ｎ２１６はアクティブ“Ｌ”となる。続いて、上位装置１０が信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７をインアクティブ“Ｈ”にするとＢＳＥＬ−Ｎ２１６はインアクティブ“Ｈ”となる。同様に、Ｂ側の下位装置１１が信号ＢＳＥＬ−Ｎ２１６をアクティブ“Ｌ”にするとＡＳＥＬ−Ｎ２１７はアクティブ“Ｌ”となり、続いて、Ｂ側の下位装置１１で信号ＢＳＥＬ−Ｎ２１６をアクティブ“Ｌ”にするとＡＳＥＬ−Ｎ２１７はアクティブ “Ｌ”となる。この結果、ＳＥＬ信号の駆動が正しく行われる。
【００４０】
次に、遅延部２０８，２０９により信号２１２，２１３を遅延させる理由について述べる。たとえば、信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７がアクティブ“Ｌ”になり、信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｎ２１２がアクティブ“Ｌ”で信号ＢＳＥＬ−Ｎ２１６をアクティブ“Ｌ”としている場合を考える。信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７がインアクティブ“Ｈ”に変化すると、信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｎ２１２が“Ｈ”となる。その後、論理回路２０６，２０１，２０３の遅延の合計時間Ｔ（数ｎｓから数十ｎｓ）だけ遅れて、信号ＢＳＥＬ−Ｎ２１６がインアクティブ“Ｈ”に変化する。もし、ナンド回路２０５が信号ＢＳＥＬＤＲＶＤＬＹ−Ｎ２１４のない２入力であれば、ＢＳＥＬ−Ｎ２１６がインアクティブ“Ｈ”に変化するまでの期間、信号ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｎ２１３がアクティブ“Ｌ”になる。その結果、信号ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｐ２１１がアクティブ“Ｈ”となり信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７がアクティブ“Ｌ”になる。信号ＢＳＥＬ−Ｎ２１６がインアクティブ“Ｈ”なので、これは本来のＳＣＳＩ駆動とは異なってしまう。そこで信号ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｎ２１３をアクティブ“Ｌ”にしないように、信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｎ２１２を遅らせた（時間Ｔ以上：たとえば、シフトレジスタで２０ＭＨｚクロックで２回シフトすれば遅延時間１００ｎｓを確保できる）遅延信号ＢＳＥＬＤＲＶＤＬＹ−Ｎ２１４をナンド回路２０５の入力とする。
【００４１】
このように、本実施例のインタフェース中継装置によれば、双方向インタフェース信号を授受する場合でも、当該双方向インタフェース信号以外の制御信号を必要とせずに、すなわち、インタフェース信号の数を増加させることなく、双方向インタフェース信号の伝達を的確に行うことができる。また、インタフェース信号の品質（ノイズ・マージン）向上により、安定な動作を確保することができる。さらに、インタフェース信号の安定な伝達距離を増大させ、上位装置と下位装置の配置の距離的な制約を解消することができる。
【００４２】
たとえば、ＳＣＳＩインタフェースの場合には、本来のＳＣＳＩインタフェース以外の信号を必要としないという利点がある。また、ＳＣＳＩインタフェースでは、接続される装置の台数や装置間の距離等の一定の制約があるが、本実施例の場合には、インタフェース信号の品質（ノイズ・マージン）向上により、接続装置数が多い場合や接続長が長い場合、もしくは接続装置数が多く接続長が長い場合のシステムにおいて、安定な動作が確保できる。
【００４３】
なお、図１のシステム例ではインタフェース中継装置１ａ，１ｂのＡ側のＳＣＳＩに対し上位装置１０が接続され、Ｂ側のＳＣＳＩに対し下位装置１１がそれぞれ８台と７台接続しているが、上位装置１０と下位装置１１の接続台数は限定しない（ＳＣＳＩに接続できる最大数内で任意）。また、インタフェース中継装置の台数も限定されず任意である。また、本発明のインタフェース中継装置はＳＣＳＩ信号を中継して駆動するもので、上位装置１０や下位装置１１のようにＩＤと呼ばれる固有のアドレス値は不要である。
【００４４】
図１のシステム例では、インタフェース中継装置１ａ，１ｂのＡ側とＢ側のＳＣＳＩには、それぞれ上位装置１０と下位装置１１が別々に接続されている。しかし、複数の上位装置１０と下位装置がそれぞれ混在してＡ側とＢ側のＳＣＳＩに接続されたシステムでも構わない。この様な混在したシステムにおいては、ＳＣＳＩ信号はすべて双方向信号となるので、図１９に列挙された単方向信号は図３、または図５の双方信号駆動部を適用することによって問題なく装置間で授受することができる。
【００４５】
インタフェース中継装置１ａ，１ｂはそれぞれＡ側のＳＣＳＩに接続された終端抵抗が無いものと有るものであるが、インタフェース中継装置にスイッチを設けるなどして終端抵抗の有り無しを切り替えるようにしてもよい。
【００４６】
インタフェース中継装置の単方向信号駆動部、双方向信号駆動部、及び終端抵抗の一部または全部を１個または数個のＬＳＩで実現すれば、小型・低価格化が図れるという利点がある。
【００４７】
（実施例２）
図５は、本発明の他の実施例であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置を構成する双方向信号駆動部（ＳＥＬ−Ｎ信号の駆動を行う）の内部構成図である。
【００４８】
同図で、出力バッファ部３１内の３００，３０１はそれぞれ信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７とＢＳＥＬ−Ｎ２１６を駆動するオープンドレイン型の出力バッファである。３０２と３０３はそれぞれＡ側とＢ側のＳＥＬ−Ｎ信号を受け取る入力バッファである。３２０，３２１，３２２，３２３はアンド（論理積）回路、３２８，３２９はインバータ（論理反転）回路、３２６，３２７はＳＲフリップ・フロップ回路、３３０，３３１は図３の２０８，２０９と同様に信号を遅延させる遅延部で、それぞれＢＳＥＬＤＲＶＤＬＹ−Ｎ３３２，ＡＳＥＬＤＲＶＤＬＹ−Ｎ３３３を生成する。ＢＳＥＬ−Ｎ２１６とＡＳＥＬ−Ｎ２１７を駆動する信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｐ３１０，ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｐ３１１はそれぞれＳＲフリップ・フロップ回路３２６，３２７の出力である。
【００４９】
３２４，３２５は一方の入力がＲＥＳＥＴ−Ｎとし、他方の入力が信号３３４および信号３３５である負入力オア（論理和）回路である。電源投入時等において、ＲＥＳＥＴ−Ｎ（アクティブ“Ｌ”）により、ＳＲフリップ・フロップ回路３２６，３２７に対するリセット入力３４０，リセット入力３４１をインアクティブとする動作を行う。
【００５０】
図６は図５の双方向信号駆動部の動作を示すタイムチャート図である。同図で、信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７がアクティブ“Ｌ”になると、信号３３７，３３３が共に“Ｈ”なので信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｐ３１０がアクティブ“Ｈ”となる。従って、ＢＳＥＬ−Ｎ２１６はアクティブ“Ｌ”となる。この時、信号ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｐ３１１は信号３３６が“Ｌ”なのでインアクティブ“Ｌ”である。信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７がインアクティブ“Ｈ”に変化すると、信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｐ３１０がインアクティブ“Ｌ”となり、ＢＳＥＬ−Ｎ２１６はインアクティブ“Ｈ”となる。今度は信号ＢＳＥＬ−Ｎ２１６がアクティブ“Ｌ”になると、信号３３６，３３２が共に“Ｈ”なので信号ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｐ３１１がアクティブ“Ｈ”となる。従って、ＡＳＥＬ−Ｎ２１７はアクティブ“Ｌ”となる。この時、信号ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｐ３１０は信号３３７が“Ｌ”なのでインアクティブ“Ｌ”である。信号ＢＳＥＬ−Ｎ２１６がインアクティブ“Ｈ”に変化すると、信号ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｐ３１１がインアクティブ“Ｌ”となり、ＡＳＥＬ−Ｎ２１７はインアクティブ“Ｈ”となる。
【００５１】
従って、ＡＳＥＬ−Ｎ２１７，ＢＳＥＬ−Ｎ２１６が共にインアクティブ“Ｈ”の状態から、Ａ側の上位装置１０が信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７をアクティブ“Ｌ”にするとＢＳＥＬ−Ｎ２１６はアクティブ“Ｌ”となる。続いて、上位装置１０が信号ＡＳＥＬ−Ｎ２１７をインアクティブ“Ｈ”にするとＢＳＥＬ−Ｎ２１６はインアクティブ“Ｈ”となる。同様に、Ｂ側の下位装置１１のどれか１台が信号ＢＳＥＬ−Ｎ２１６をアクティブ“Ｌ”にするとＡＳＥＬ−Ｎ２１７はアクティブ“Ｌ”となり、続いて、Ｂ側の下位装置１１で信号ＢＳＥＬ−Ｎ２１６をアクティブ“Ｌ”にするとＡＳＥＬ−Ｎ２１７はアクティブ“Ｌ”となる。この結果、ＳＥＬ信号の駆動が正しく行われる。
【００５２】
以上述べた、双方向信号駆動部は信号ＳＥＬ−Ｎ１だけでなく図１９の他の双方向信号ＢＳＹ−Ｎ２，ＤＸＸ−Ｎ３の駆動にも適用できる。次に、信号ＢＳＹ−Ｎ２の特徴とその双方向信号駆動部に関する他の実施例について説明する。
【００５３】
ＳＣＳＩでは、信号ＢＳＹ−Ｎ２は上位装置１０または下位装置１１で同時にアクティブ“Ｌ”になる場合がある。
【００５４】
図７と図８は、それぞれＳＣＳＩタイミングの第一と第二の例を示すタイミングチャート図である。図７と図８はそれぞれセレクション、リセレクションにおいて信号ＢＳＹ−Ｎ２が同時にアクティブ“Ｌ”になる場合を示し、信号ＢＳＹ−Ｎ２に対して図５の双方向信号駆動部を適用させた信号を付加してある（なお、信号の番号は４００番台とし、信号ＡＢＳＹＤＲＶ−Ｐ４１１が信号ＡＳＥＬＤＲＶ−Ｐ３１１に対応するように図５の３００番台の信号に対応している）。図７、図８の上位装置ＢＳＹ−Ｎ、下位装置ＢＳＹ−Ｎとはそれぞれ上位装置、下位装置が“Ｌ”に駆動する信号ＢＳＹ−Ｎ２を示す。また、上位装置ＳＥＬ−Ｎ、下位装置ＳＥＬ−Ｎとはそれぞれ上位装置、下位装置が“Ｌ”に駆動する信号ＳＥＬ−Ｎ１を示す。
【００５５】
図７のアービトレーション・フェーズと図８のアービトレーション・フェーズと情報転送フェーズにおいて、信号ＢＢＳＹ−Ｎ４１６にヒゲ状の細いパルスが発生する理由を説明する。図７のアービトレーション・フェーズでは、下位装置１１が信号ＢＳＹ−Ｎ２をアクティブ“Ｌ”からインアクティブ“Ｈ”に変化させた場合、信号ＡＢＳＹＤＲＶ−Ｐ４１１がインアクティブ“Ｌ”となり、信号ＢＢＳＹ−Ｎ４１６がインアクティブ“Ｈ”となる。この時、信号ＡＢＳＹ−Ｎ４１７は上位装置１０から駆動されアクティブ“Ｌ”なので遅延部３３１による遅延時間を経て信号ＢＢＳＹ−Ｎ４１６は再びアクティブ“Ｌ”となるので、細いパルスとなる（本来、信号ＢＳＹ−Ｎ２は図７に示すようにパルスは出ない）。即ち、本回路では、信号ＡＢＳＹ−Ｎ４１７，ＢＢＳＹ−Ｎ４１６の内、先にアクティブになった信号がインアクティブに変化する時に他方の信号がアクティブ状態の時にノイズのパルスが発生する。図８のパルスも同様である。
【００５６】
実際、信号ＢＳＹ−Ｎ２のアクティブ期間は数μｓ以上と比較的長いため、上位装置１０と下位装置１１の内部で信号を取り込む際にノイズのパルスを取り除くことができる。図９は、上位装置１０または下位装置１１の内部に設けられ、前記ノイズを吸収するノイズ吸収部の一例を示す内部構成図である。同図で、３５０，３５１はフリップ・フロップ、３５２はオア（論理和）回路である。図１０は図９の動作を説明するタイミングチャート図である。
【００５７】
信号ＡＢＳＹ−Ｎ３５４とＣＬＫ−Ｐ３５３からフリップ・フロップ３５０，３５１でＡＢＳＹＬ１−Ｎ３５５およびＡＢＳＹＬ２−Ｎ３５６を生成し、この信号３５５および３５６の論理和をオア回路３５２でとることにより、ＡＢＳＹＦＬ−Ｎ３５７を出力するものである。
【００５８】
（実施例３）
図１１は、本発明の実施例３であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置を構成する双方向信号駆動部の内部構成図である。本実施例では、信号ＢＳＹ−Ｎ２の双方向信号駆動部においてパルスを発生させない構成について述べる。
【００５９】
同図で４１７，４１６はそれぞれＡ側とＢ側の信号ＢＳＹ−Ｎ２であるＡＢＳＹ−ＮとＢＢＳＹ−Ｎで、出力バッファ部４１内の４００，４０１はそれぞれ信号ＡＢＳＹ−Ｎ４１７とＢＢＳＹ−Ｎ４１６を駆動するオープンドレイン型の出力バッファである。４０２と４０３はそれぞれＡ側とＢ側のＢＳＹ−Ｎ信号を受け取る入力バッファである。４２０，４２１，４５０，４５１はアンド（論理積）回路、４２８，４２９，４５４，４５５はインバータ（論理反転）回路、４２２，４２３，４５２，４５３はオア（論理和）回路、４２６，４２７はＳＲフリップ・フロップ回路、４３０，４３１は図３の２０８，２０９と同様に信号を遅延させる遅延部である。
【００６０】
４２４，４２５は一方の入力がＲＥＳＥＴ−Ｎとする負入力オア（論理和）回路である。電源投入時等において、ＲＥＳＥＴ−Ｎ（アクティブ“Ｌ”）により、ＳＲフリップ・フロップ回路４２６，４２７に対するリセット入力４４０，リセット入力４４１をインアクティブとする動作を行う。
【００６１】
本回路の特徴として、信号４８２はアクティブ“Ｈ”時に信号ＡＢＳＹ−Ｎ４１７と信号ＢＢＳＹ−Ｎ４１６の両方を強制的にアクティブ“Ｌ”する信号ＦＢＳＹＥＮ−Ｐで、信号４８０と信号４８１はアクティブ“Ｈ”時にそれぞれ信号ＡＢＳＹ−Ｎ４１７と信号ＢＢＳＹ−Ｎ４１６を強制的にアクティブ“Ｌ”とする信号ＲＳＬＳＴＥＤ−Ｐと信号ＳＥＬＳＴＲＴ−Ｐである。それ以外の機能は図５の駆動信号生成部３２と同じである。信号ＦＢＳＹＥＮ−Ｐ４８２はアービトレーション・フェーズからセレクションまたはリセレクションの開始までアクティブ“Ｈ”となる。信号ＲＳＬＳＴＥＤ−Ｐ４８０はリセレクションの開始と終了時に発生する信号で、信号ＳＥＬＳＴＲＴ−Ｐ４８１はセレクションの開始時に発生する。
【００６２】
また、図１２と図１３はそれぞれセレクション時とリセレクション時の図１１の動作を示すタイミングチャート図である。図１２では、信号ＦＢＳＹＥＮ−Ｐ４８２と信号ＳＥＬＳＴＲＴ−Ｐ４８１により、図１３では、信号ＦＢＳＹＥＮ−Ｐ４８２と信号ＲＳＬＳＴＥＤ−Ｐ４８０により、信号ＡＢＳＹ−Ｎ４１７と信号ＢＢＳＹ−Ｎ４１６にはパルスが発生しない。なお、図１４は図１１の一部の信号（信号ＦＢＳＹＥＮ−Ｐ４８２、信号ＲＳＬＳＴＥＤ−Ｐ４８０そして信号ＳＥＬＳＴＲＴ−Ｐ４８１）を生成する信号生成部の構成の一例を示す構成図である。図１４で、４７０，４７１，４７３，４７４はリセット付きフリップ・フロップ、４７２，４７５，４７６はアンド（論理積）回路、４７７はオア（論理和）回路、４７８はノア（論理和の論理反転）回路、４６１，４７９は負入力のアンド（論理積）回路、信号４６２はクロック信号、信号４６３はリセット信号（電源投入直後にアクティブ“Ｈ”）、信号４６４は“Ｈ”固定信号である。
【００６３】
次に、ＳＣＳＩのデータバスＤＸＸ−Ｎ３の特徴に着目した双方向信号駆動部について説明する。データバスＤＸＸ−Ｎ３には転送するデータ内容の他にＩＤ指定機能がある。これは、上位装置１０と下位装置１１に固有のＩＤ番号に対応するデータバスのビット信号を“Ｌ”に駆動する。なお、情報転送フェーズ期間中（信号ＳＥＬ−Ｎ１が“Ｌ”から“Ｈ”に変化してから信号ＢＳＹ−Ｎ２が“Ｈ”に変化するまで）、信号ＤＸＸ−Ｎ３の方向は信号Ｉ／Ｏ−Ｎ５により決まる。
【００６４】
（実施例４）
図１５は本発明の実施例４であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置を構成する双方向信号駆動部の内部構成図である。本実施例では、データバスＤＸＸ−Ｎ３の駆動を行う双方向信号駆動部の一例について説明する（実際にはデータバスのビット数だけ必要であるが、ＤＸＸ−Ｎ３として一つにまとめて記述している）。
【００６５】
同図で５１７，５１６はそれぞれＡ側とＢ側のＤＸＸ−Ｎ信号であるＡＤＸＸ−ＮとＢＤＸＸ−Ｎで、出力バッファ部５１内の５００，５０１はそれぞれ信号ＡＤＸＸ−Ｎ５１７とＢＤＸＸ−Ｎ５１６を駆動するオープンドレイン型の出力バッファである。５０２と５０３はそれぞれＡ側とＢ側のＤＸＸ−Ｎ信号を受け取る入力バッファである。５２０，５２１，５２２，５２３，５６５，５６６はアンド（論理積）回路、５２８，５２９，５６３はインバータ（論理反転）回路、５６１はノア（論理和の論理反転）回路、５２６，５２７はＳＲフリップ・フロップ回路、５３０，５３１は図３の２０８，２０９と同様に信号を遅延させる遅延部、５６２は負入力アンド（論理積）回路，５４０，５４１はセレクタ、そして５６０は信号ＢＩ／Ｏ−Ｎ５を受け取る入力バッファである。
【００６６】
５２４，５２５は一方の入力がＲＥＳＥＴ−Ｎとし、他方の入力が信号５３４、信号５３５である負入力オア（論理和）回路である。電源投入時等において、ＲＥＳＥＴ−Ｎ（アクティブ“Ｌ”）により、ＳＲフリップ・フロップ回路５２６，５２７の各々に対するリセット入力をインアクティブとする動作を行う。
【００６７】
図１５の構成の特徴として、ＩＤ指定機能の場合は図５の駆動信号生成部３２と同じ構成で、データ転送機能の場合はデータ転送方向制御部により信号ＡＤＸＸ−Ｎ５１７とＢＤＸＸ−Ｎ５１６の駆動が行われる。即ち、信号ＢＤＸＸＤＲＶ−Ｐ５１０として、セレクタ５４０のセレクト信号５１６が“Ｌ”（ＩＤ指定機能）、“Ｈ”（データ転送機能）の場合にそれぞれ信号５４２、信号５６７が選択される。同様に、信号ＡＤＸＸＤＲＶ−Ｐ５１１として、セレクタ５４０のセレクト信号５１６が“Ｌ”（ＩＤ指定機能）、“Ｈ”（データ転送機能）の場合にそれぞれ信号５４３、信号５６８が選択される。ここでセレクト信号５１６の動作を述べる。ＳＣＳＩの信号のやりとりのないバスフリー状態で信号２１０，２１１，３１０，３１１が全てインアクティブ“Ｌ”のため、信号５１４は“Ｈ”となり信号５１６は“Ｌ”である。信号５１６は信号ＳＥＬ−Ｎ１が“Ｌ”から“Ｈ”に変化するデータ転送機能の開始時に信号５５０が“Ｌ”から“Ｈ”に変化するため“Ｈ”となる（信号５１３は“Ｈ”固定の信号）。
【００６８】
信号５１５はＳＣＳＩの信号Ｉ／Ｏ−Ｎ５のＢ側信号で、データ転送機能時の方向を示す。データ転送機能時の信号ＤＸＸ−Ｎ３は、信号Ｉ／Ｏ−Ｎ５が“Ｌ”の場合に入力方向のため下位装置（Ｂ側）の信号５１９から上位装置１０（Ａ側）に駆動し、“Ｈ”の場合に出力方向のため上位装置１０（Ａ側）の信号５１８から下位装置１１（Ｂ側）に駆動する。
【００６９】
高速データ転送においては、ＳＣＳＩ信号のデータバスＤＸＸ−Ｎ３と信号ＲＥＱ−Ｎ７またはデータバスＤＸＸ−Ｎ３と信号ＡＣＫ−Ｎ９の位相関係が厳しくなる。そこで、これらの位相を自由に調整できる信号遅延調整部６０４を設けることは安定な動作を確保するのに役立つ。
【００７０】
図１６は信号遅延調整部の一例を示す内部構成図である。同図で、６００は信号の位相を遅延させる遅延部、６０１は任意の遅延を選択できるセレクタである。従って、出力信号６０３は入力信号６０２を任意の時間で遅延させることができる。実際、信号遅延調整部６０４は出力バッファ（たとえば５００，５０１）を駆動する信号５１０，５１１等に対して適用する。
【００７１】
（実施例５）
これまで、ＳＣＳＩ信号の電気的仕様として、シングル・エンド型の場合について述べた。もう一つの電気的仕様であるディファレンシャル（差動）型は、ＳＣＳＩ信号の１本当たり（＋）信号と（−）信号の２本からなり、（＋）信号の電位が（−）信号のそれより大または小の場合に、それぞれアクティブ、インアクティブである。入力バッファと出力バッファをシングル・エンド型からディファレンシャル（差動）型（＋と−の差動信号をディジタル信号に変換）に置き換えることにより、本発明のディスクアレイシステムにおけるインタフェース中継装置は、ディファレンシャル（差動）型にも適用することができる。
【００７２】
以下、ディファレンシャル（差動）型のＳＣＳＩ信号に適用した場合について述べる。単方向信号の駆動は、方向切り替え制御が不用なため特に問題がないので、双方向信号駆動部について具体的に述べる。
【００７３】
図１７は、Ａ側とＢ側が共にディファレンシャル（差動）型の信号（信号ＳＥＬ−Ｎを例として、（＋）ＳＥＬ−Ｎと（−）ＳＥＬ−Ｎ）を駆動する双方向信号駆動部の内部構成図である。同図は、図３に例示したシングル・エンド型の入力バッファ２０２／出力バッファ２００、および入力バッファ２０３／出力バッファ２０１を、ディファレンシャル型入力バッファ１２００ｂ／ディファレンシャル型出力バッファ１２００ａ、およびディファレンシャル型入力バッファ１２０１ｂ／ディファレンシャル型出力バッファ１２０１ａ（たとえばＴＩ製ＬＳＩのＳＮ７５ＬＢＣ９７６）に置き換えたものである。なお、１３００，１３０１は、それぞれＡＳＥＬＤＲＶ−Ｐ１２１１，ＢＳＥＬＤＲＶ−Ｐ１２１０がアクティブ“Ｈ”の時、差動出力信号をアクティブとするための信号１２１７，信号１２１６を“Ｈ”するためのプルアップ抵抗である。それ以外の、駆動信号生成部１０２２の構成は、図３の場合と同様である。
【００７４】
本実施例のインタフェース中継装置をディファレンシャル（差動）型のＳＣＳＩ信号に適用すると、上位装置１０と下位装置１１との間に許容される距離（ディファレンシャル（差動）型では一般に２５ｍ）をさらに長くしたいシステム等において有効となる。また、入力バッファ／出力バッファの選択により、Ａ側とＢ側のＳＣＳＩ信号において、一方がディファレンシャル（差動）型、他方がシングル・エンド型でもよく、システムに合わせた自由な選択が可能である。
【００７５】
（実施例６）
次に、上述の各実施例で例示したインタフェース中継装置を用いた記憶装置の例としてディスクアレイシステムの構成について説明する。
【００７６】
図１８は、多数の小形磁気ディスク装置をＳＣＳＩインタフェースによって接続することによって構築されたディスクアレイシステムに、本実施例のインタフェース中継装置を適用した場合の構成の一例を示す概念図である。
【００７７】
図１８において、７０１はホストコンピュータ７００とのデータのやり取りを行うホスト制御部、７０３は下位装置のデータを保持させるキャッシュメモリ部、７０２はホストコンピュータ７００からのデータを下位装置に書き込む場合にはホスト制御部７０１からのデータを受け取り多数のＳＣＳＩシステムに分配し、下位装置からデータを読み出す場合には多数のＳＣＳＩシステムからデータを受け取りホスト制御部７０１にデータを送り出すデバイス制御部、７０４はインタフェース中継装置を介して下位装置とのアクセスを行うＳＣＳＩインタフェース制御部（図１における上位装置１０に相当）、７０５と７０６はインタフェース中継装置、７１０から７１Ｎまたは７２０から７２Ｍは小型磁気ディスク装置等からなる下位装置である。
【００７８】
このように、インタフェース中継装置７０５，７０６を任意の数だけ、ＳＣＳＩインタフェース制御部７０４と、下位装置７１０〜７１Ｎおよび下位装置７２０〜７２Ｍとの間に介在させることにより、ＳＣＳＩインタフェース規格に起因する接続装置台数の制約や、装置間の接続距離の制約等が解消され、多数の小型磁気ディスク装置等を接続して大規模なディスクアレイシステム等の外部記憶装置を容易に構築することができる。
【００７９】
（実施例７）
図２０は、インタフェース中継装置を備えた本発明のディスクアレイシステムを組み込んだ情報処理装置の構成の一例を示す概念図である。
【００８０】
この実施例の場合には、上位装置１０と、複数の下位装置１１との間に、複数のインタフェース中継装置８０１およびインタフェース中継装置８０２を直列に接続し、上位装置１０の側から見て最終端に位置するインタフェース中継装置８０２に、複数の下位装置１１を接続する構成としたものである。これにより、途中のインタフェース中継装置８０１の数を必要に応じて増やすことにより、上位装置１０から下位装置１１までの距離を、特定のインタフェース規格に制約されることなく、大きくできる、という利点がある。
【００８１】
なお、以上の各実施例の説明では、インタフェースの一例としてＳＣＳＩに適用する場合について説明したが、本発明はＳＣＳＩに限定するものではなく、芋蔓式に接続可能なインタフェース全般に有効である。
【００８２】
【発明の効果】
本発明のディスクアレイシステムのインタフェース中継装置によれば、インタフェース信号の数を増加させることなく、双方向インタフェース信号の中継を的確に行うことができる、という効果が得られる。
【００８３】
また、インタフェース信号の品質（ノイズ・マージン）向上により、安定な動作を確保することができる、という効果が得られる。
【００８４】
また、インタフェース信号の安定な伝達距離を増大させ、装置の配置の距離的な制約を解消することができる、という効果が得られる。
【００８５】
また、インタフェース信号の劣化を防止することにより、装置の接続台数を増大させることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１であるインタフェース中継装置を含むディスクアレイシステムの構成の一例を示す概念図である。
【図２】本発明の実施例１であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置の内部構成図である。
【図３】本発明の実施例１であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置を構成する双方向信号駆動部の内部構成図である。
【図４】本発明の実施例１であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置を構成する双方向信号駆動部の動作の一例を示すタイムチャート図である。
【図５】本発明の実施例２であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置を構成する双方向信号駆動部の内部構成図である。
【図６】本発明の実施例２であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置を構成する双方向信号駆動部の動作の一例を示すタイムチャート図である。
【図７】本発明の実施例２であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置によってＳＣＳＩインタフェース信号を中継する場合の作用の一例を示すタイミングチャート図である。
【図８】本発明の実施例２であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置によってＳＣＳＩインタフェース信号を中継する場合の作用の一例を示すタイミングチャート図である。
【図９】ノイズを吸収するノイズ吸収部の一例を示す内部構成図である。
【図１０】ノイズ吸収部の動作の一例を説明するタイミングチャート図である。
【図１１】本発明の実施例３であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置を構成する双方向信号駆動部の内部構成図である。
【図１２】本発明の実施例３であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置によるＳＣＳＩインタフェース信号の中継動作におけるセレクション時の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】本発明の実施例３であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置によるＳＣＳＩインタフェース信号の中継動作におけるリセレクション時の動作を示すタイミングチャートである。
【図１４】本発明の実施例３であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置を構成する双方向信号駆動部の駆動信号生成部に入力される一部の信号を生成する信号生成部の一例を示す構成図である。
【図１５】本発明の実施例４であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置を構成する双方向信号駆動部の内部構成図である。
【図１６】本発明の実施例４であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置を構成する信号遅延調整部の一例を示す内部構成図である。
【図１７】本発明の実施例５であるディスクアレイシステムのインタフェース中継装置を構成する信号遅延調整部の一例を示す内部構成図である。
【図１８】本発明のインタフェース中継装置を含むディスクアレイシステムの構成の一例を示す概念図である。
【図１９】ワイド対応のＳＣＳＩインタフェースを構成する各種信号の機能を示す説明図である。
【図２０】本発明のインタフェース中継装置を備えたディスクアレイシステムを組み込んだ情報処理装置の構成の一例を示す概念図である。
【図２１】従来のＳＣＳＩシステムの概略を示す構成図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…インタフェース中継装置、１０・・・上位装置、１１・・・下位装置、１２…ＳＣＳＩ信号、１２ａ・・・ケーブル、１３ａ，１３ｂ・・・マザーボード、１８・・・ＳＣＳＩ信号、１８ａ，１８ｂ・・・配線パターン、２０・・・双方向信号駆動部、２１・・・出力バッファ部、２２・・・駆動信号生成部、２３，２４・・・単方向信号駆動部、２５，２６・・・終端抵抗。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an interface relay technology for a disk array system, and more particularly to a technology that is effective when applied to countermeasures such as an increase in the number of connected devices and connection length in a connection interface between multiple devices.
[0002]
[Prior art]
In recent years, disk array systems have attracted attention as next-generation magnetic disk devices. In this configuration, a large number of small magnetic disk devices (hereinafter referred to as HDDs) are arranged side by side and built in one magnetic disk device. Instead of using large magnetic disks, multiple low-priced HDDs are used to achieve large capacity and low price. Further, it is possible to increase the speed by accessing a plurality of HDDs in parallel.
[0003]
The mainstream of the HDD interface is SCSI (Small Computer System Interface), which is a standard interface established by ANSI (American National Standards Institute). The conventional SCSI system will be described below. FIG. 21 is a block diagram showing an outline of a conventional SCSI system. The upper apparatus 100 and the lower apparatus 101 are SCSI specification apparatuses, and the lower apparatus is an HDD. Reference numeral 102 denotes a SCSI specification cable, and up to eight SCSI specification devices can be connected in a pendulum manner. A termination resistor 103 is connected to both ends of the cable to suppress reflection of the SCSI signal (in FIG. 21, the termination resistor on the host device 100 side is omitted).
[0004]
There are single-ended and differential types of SCSI electrical specifications. The single-ended input buffer is a Schmitt type (for example, a 74F244 LSI). The output buffer is an open collector type (for example, a 74N38 TTL logic LSI) that is “L” when active and has a high impedance when inactive, or an open drain type or a three-state type. Usually, in order to reduce the size and price of an HDD, a single-end type in which an input buffer and an output buffer for SCSI signals can be built in a SCSI control LSI (SCSI signal generation inside the HDD) is adopted.
[0005]
Currently available HDDs have a data bus of 8 bits (+1 bit parity) and a maximum of 8 SCSI devices that can be connected. On the other hand, commercialization of a new HDD compatible with wide SCSI is planned. In this case, the data bus is doubled to 16 bits (+2 bit parity) for speeding up, and the number of devices that can be connected for expansion (supporting wide SCSI) is doubled to a maximum of 16.
[0006]
Using this wide SCSI-compatible HDD in the above-described disk array type magnetic disk device is very effective in realizing high speed and large capacity, but the following problems occur. If the number of devices to be connected is increased or the cable length is increased, the signal waveform may be disturbed and the single-ended electrical conditions cannot be satisfied. As a result, as the load increases, the impedance increases, and the reflection of the SCSI signal waveform increases, so that there is no noise margin during high-speed data transfer (a cycle of 100 ns for Fast SCSI) and normal operation becomes difficult.
[0007]
There is a method of using a differential type in order to secure a noise margin, but a dedicated input / output buffer is required for each HDD to be connected, which makes it difficult to reduce the size and cost.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described prior art, when the number of devices to be connected is large, when the connection length is long, or when the number of devices is large and the connection length is long, no particular consideration has been given to the stable operation. There was a problem that the connection length between devices was restricted.
[0009]
For this reason, for example, it has been difficult to construct a disk array system or the like by connecting a large number of HDDs via a SCSI interface under the host device.
[0010]
In addition, for example, the above-mentioned SCSI interface includes a bidirectional signal. However, when such a bidirectional signal is simply relayed to prevent signal degradation or the like, in addition to the bidirectional signal, Further, an extra signal for identifying the transmission direction of the bidirectional signal is required, which causes problems such as an increase in interface signal lines and deviation from the interface standard.
[0011]
As an example of an interface technique for connecting a plurality of devices, a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-318653 is known. In this technology, in order to connect and control a plurality of lower-level devices via a bus under the higher-level device, the higher-level device is provided with a function for issuing a simultaneous address for selecting a lower-level device, Discloses a configuration in which a function for identifying its own individual address from a simultaneous address is provided, but no consideration is given to signal degradation in the transmission process of the simultaneous address on the bus.
[0012]
An object of the present invention is to provide a disk array system provided with an interface relay technology capable of accurately relaying bidirectional interface signals without increasing the number of interface signals.
[0013]
Another object of the present invention is to provide a disk array system equipped with an interface relay technology capable of ensuring a stable operation by improving the quality (noise margin) of an interface signal.
[0014]
Still another object of the present invention is to provide a disk array system equipped with an interface relay technology capable of increasing the stable transmission distance of interface signals and eliminating the distance limitation of device arrangement. .
[0015]
Still another object of the present invention is to provide a disk array system provided with an interface relay technology capable of increasing the number of connected devices by preventing deterioration of interface signals.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The disk array system of the present invention includes a first system having a plurality of disk devices,
A second system having a plurality of disk devices;
A device control unit for controlling data transfer to each disk device in the first and second systems;
A first relay device that is interposed between the device control unit and the first system, and that drives a signal exchanged bidirectionally between the disk device and the device control unit in the first system;
A second relay device that is interposed between the first relay device and the second system, and that drives a signal exchanged bidirectionally between the disk device and the device controller in the second system; ,
It is equipped with.
[0017]
More specifically, the interface relay device as the first and second relay devices in the disk array system of the present invention has the following configuration.
[0018]
That is, (1) In a system in which at least N (> = 1) higher order devices and M (> = 1) lower order devices are connected, the above higher order devices and lower order devices are divided into two groups A and B. When a bidirectional buffer having two interfaces on the A side and B side connected to the A group and the B group is provided and the A group activates the bidirectional interface signal, the bidirectional interface When the bidirectional interface signal corresponding to the B side is activated based on the change in the signal and the bidirectional interface signal is activated by the group B, the corresponding bidirectional interface signal on the A side is based on the change in the bidirectional interface signal. By actively driving the interface signal, the bidirectional interface signal itself switches the transmission direction in the bidirectional buffer. And those in which a bidirectional signal driving section.
[0019]
(2) A plurality of the interface relay devices are provided, the A group and the A side of the plurality of interface relay devices are connected by one interface, and the B group is distributed by the plurality of interface relay devices. It can be connected with the B side interface.
[0020]
(3) The interface relay apparatus may include a signal delay adjustment unit that adjusts a signal delay.
[0021]
(4) The interface relay device may be configured such that the A side interface and the A group are connected by a cable, and the B side interface and the B group are connected by a wiring pattern routed on a motherboard.
[0022]
(5) A part or all of the interface relay device may be configured as an LSI.
[0023]
(6) A disk array system composed of a plurality of small magnetic disk devices can be constructed by adopting the interface relay device as a SCSI interface.
[0024]
[Action]
In a system in which N (> = 1) higher-level devices and M (> = 1) lower-level devices are connected, the plurality of higher-level devices and lower-level devices divided into two groups, A group and B group, In the interface connection including bidirectional interface signals, the number of connection devices and the connection length are divided without increasing the number of signal lines etc. Impedance can be reduced. The interface relay device drives the corresponding signal on the B side active when the A group activates the signal, and actively drives the corresponding signal on the A side when the B group activates the signal. As a result, stable operation can be ensured by improving the quality (noise margin) of the interface signal.
[0025]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
Example 1
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a disk array system including an interface relay device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, as an example, the case where the interface relay apparatus of the present invention is applied to a disk array system in which one upper apparatus (N = 1) and 15 lower apparatuses (M = 15) are connected via a SCSI interface will be described. To do.
[0027]
That is, FIG. 1 shows a SCSI system (part of a magnetic disk device) in which one host device and 15 HDDs are connected to a wide SCSI.
[0028]
In the figure, the lower level device 11 is an HDD unit that allows an HDD to be mounted on a motherboard. Reference numerals 1a and 1b denote interface relay apparatuses (mounted on a board) that drive the SCSI signals by distributing the load to eight and seven low-order apparatuses 11 connected by SCSI, respectively. In both the interface relay device 1a and the interface relay device 1b, the connection destinations on the A side and the B side are the upper device 10 and the lower device 11, respectively. Reference numerals 12a, 18a, and 18b are SCSI (single-end type) compatible with wide, and actually are cables and wiring patterns on the mother boards 13a and 13b, respectively. The host device 10 and the interface relay devices 1a and 1b are connected to the cable 12a in a vine manner. 13a and 13b are mother boards (mother boards), 13a connects the interface relay device 1a and the eight subordinate devices 11, and 13b connects the interface relay device 1b and the seven subordinate devices 11 in a vine manner. Reference numeral 15 is a connection connector for connecting the interface relay apparatuses 1a and 1b to the cable 12a, 16 is a connection connector for connecting the interface relay apparatuses 1a and 1b to the mother boards 13a and 13b, and 17 is a lower apparatus 11 and the mother board 13a. Or it is a connection connector for making it connect to 13b.
[0029]
Terminating resistors (not shown) are connected to the host device 10 and the interface relay device 1b at both ends of the cable 12a in order to suppress reflection of the SCSI signal. Similarly, a termination resistor 14 is connected to one end of the SCSI signal 18 (wiring patterns 18a and 18b) on the mother board 13a or 13b, and termination is also performed on the B side of each of the interface relay apparatuses 1a and 1b which are the other ends. A resistor is connected (not shown).
[0030]
The functions of the interface relay devices 1a and 1b of this embodiment are the following two points.
(1) Ensure the quality of SCSI signals
The number of connections of the cable 12a to which the SCSI signal is transmitted is 3 (the host device 10, the interface relay devices 1a and 1b), and the number of the SCSI signals 18a and 18b is 9 (the eight lower devices 11 and 1a), respectively. Eight units (seven subordinate devices 11 and 1b). For this reason, compared to a system in which 16 units are connected to one SCSI, the number of connections is 9 at the maximum, so the quality (noise margin) of the SCSI signal can be ensured. Further, since one SCSI is divided into three SCSIs, the total length of the transmission distances of the SCSI signal 12 (12a) and the SCSI signal 18 (18a, 18b) can be about three times longer than one SCSI.
(2) Functionally, one SCSI connection
Originally, the upper level device 10 and the 15 lower level devices 11 should be connected to one SCSI, but the interface relay devices 1a and 1b are provided to ensure the quality of the SCSI signal. Therefore, functionally, the three SCSI signals (12a, 18a, 18b) are connected by one SCSI. Of the SCSI signals, the unidirectional signal can be simply received by the input buffer and driven as it is by the output buffer. Therefore, the bidirectional signal driving method is a point.
[0031]
As one of the features of the disk array type magnetic disk apparatus, a non-stop operation is realized by replacing a failed HDD unit even during operation. In this embodiment, the structure is such that the HDD unit is inserted and removed via the connector 17 provided on the mother boards 13a and 13b, so that a cable is unnecessary, and it is easy to attach and remove the HDD unit during assembly and maintenance. There is.
[0032]
The internal configuration of the interface relay devices 1a and 1b will be described below.
[0033]
FIG. 2 is an internal configuration diagram illustrating an example of the interface relay device 1b. In the figure, reference numeral 20 denotes a bidirectional signal driver for driving a bidirectional signal, 23 and 24 denote unidirectional signal drivers for driving a unidirectional signal from the A side to the B side and from the B side to the A side, and 25 and 26, respectively. Are termination resistors connected to the SCSI on the A side and the B side, respectively. The internal configuration of the interface relay device 1a is obtained by removing the termination resistor 25 from the configuration of FIG. 2 (because the termination resistor 25 is connected to both ends by the host device 10 and the interface relay device 1b in the cable 12a of FIG. 1). . The bidirectional signal drive unit 20 includes an output buffer unit 21 and a drive signal generation unit 22. An example of an input buffer / output buffer that satisfies the SCSI specifications is SN75LBC968 manufactured by TI.
[0034]
Here, the SCSI signal will be specifically described. FIG. 19 is an explanatory view showing the function of a SCSI signal compatible with wide. The direction of each signal in FIG. 19 is uniquely determined because the connection destinations on the A side and the B side are the upper device 10 and the lower device 11, respectively. Next, the configuration of the bidirectional signal driving unit 20 will be specifically described.
[0035]
FIG. 3 is an internal configuration diagram illustrating an example of the bidirectional signal driver 20 that drives the SCSI signal SEL-N1 in the present embodiment. In the figure, reference numerals 217 and 216 denote ASEL-N and BSEL-N which are SEL-N signals on the A side and B side, respectively, 200 and 201 denote output buffers for driving the signals ASEL-N 217 and BSEL-N 216, respectively. And 203 are Schmitt-type input buffers for receiving the A-side and B-side SEL-N signals, respectively. The output buffers 200 and 201 are open drain type. For example, when the signal ASELDRV-P211 is active “H” and inactive “L”, the output signal ASEL-N217 is set to “L” and high impedance (actually, "H" due to termination resistor). Reference numerals 204 and 205 denote NAND (logical AND logic) circuits, and 208 and 209 denote delay units (for example, shift register circuits synchronized with a clock signal) for delaying signals.
[0036]
Reference numerals 210 and 211 denote signals BSELDRV-P and ASELDRV-P for driving (driving) BSEL-N 216 and ASEL-N 217, respectively. Reference numerals 212 and 213 denote logical inversion signals BSELDRV-N and ASELDRV-N of the signals BSELDRV-P and ASELDRV-P, respectively. Reference numerals 214 and 215 denote delay signals BSELDRVDLY-N (B-side SEL-N drive delay signal) and ASELDRVDLY-N (A-side SEL-N drive delay signal) obtained by delaying the signals 212 and 213, respectively, with the same polarity.
[0037]
Reference numerals 206 and 207 denote negative input OR (logical sum) circuits in which one input is RESET-P. When the power is turned on, the signal BSELDRV-P210 and the signal ASELDRV-P211 are made inactive by RESET-P (active “H”).
[0038]
FIG. 4 is a time chart showing the operation of the bidirectional signal driver of FIG. In the figure, when the signal ASEL-N 217 becomes active “L”, the signals BSELDRV-N 212 become active “L” because the signals 213 and 215 are both “H”. Accordingly, the BSEL-N 216 becomes active “L”. At this time, the signal ASELDRV-N 213 is inactive “H” because the signal 212 is “L”. When the signal ASEL-N 217 changes to inactive “H”, the signal BSELDRV-N 212 becomes inactive “H”, and the BSEL-N 216 becomes inactive “H”. This time, when the signal BSEL-N 216 becomes active “L”, the signals ASELDRV-N 213 become active “L” because the signals 212 and 214 are both “H”. Accordingly, the ASEL-N 217 becomes active “L”. At this time, the signal BSELDRV-N 212 is inactive “H” because the signal 213 is “L”. When the signal BSEL-N 216 changes to inactive “H”, the signal ASELDRV-N 213 becomes inactive “H”, and the ASEL-N 217 becomes inactive “H”.
[0039]
The above operation is summarized as follows. When both the ASEL-N 217 and the BSEL-N 216 are inactive “H” and the host device 10 on the A side sets the signal ASEL-N 217 to active “L”, the BSEL-N 216 becomes active “L”. Subsequently, when the host apparatus 10 sets the signal ASEL-N 217 to inactive “H”, the BSEL-N 216 becomes inactive “H”. Similarly, when the subordinate device 11 on the B side makes the signal BSEL-N216 active “L”, the ASEL-N217 becomes active “L”, and then the signal BSEL-N216 is activated “L” in the subordinate device 11 on the B side. Then, ASEL-N 217 becomes active “L”. As a result, the SEL signal is correctly driven.
[0040]
Next, the reason why the signals 212 and 213 are delayed by the delay units 208 and 209 will be described. For example, consider a case where the signal ASEL-N 217 becomes active “L”, the signal BSELDRV-N 212 is active “L”, and the signal BSEL-N 216 is active “L”. When the signal ASEL-N 217 changes to inactive “H”, the signal BSELDRV-N 212 becomes “H”. Thereafter, the signal BSEL-N 216 changes to inactive “H” with a delay of the total delay time T (several ns to several tens ns) of the logic circuits 206, 201, and 203. If the NAND circuit 205 has two inputs without the signal BSELDRVDLY-N214, the signal ASELDRV-N213 becomes active "L" until BSEL-N216 changes to inactive "H". As a result, the signal ASELDRV-P211 becomes active “H”, and the signal ASEL-N217 becomes active “L”. Since the signal BSEL-N 216 is inactive “H”, this is different from the original SCSI drive. Therefore, the signal BSELDRV-N212 is delayed so that the signal ASELDRV-N213 does not become active “L” (time T or more: for example, if the shift register is shifted twice with a 20 MHz clock, a delay time of 100 ns can be secured) BSELDRVDLY -N214 is input to the NAND circuit 205.
[0041]
Thus, according to the interface relay device of this embodiment, even when a bidirectional interface signal is transmitted / received, a control signal other than the bidirectional interface signal is not required, that is, the number of interface signals is increased. Therefore, the bidirectional interface signal can be accurately transmitted. Further, stable operation can be ensured by improving the quality (noise margin) of the interface signal. Furthermore, the stable transmission distance of the interface signal can be increased, and the distance restriction on the arrangement of the upper device and the lower device can be eliminated.
[0042]
For example, in the case of a SCSI interface, there is an advantage that signals other than the original SCSI interface are not required. Further, in the SCSI interface, there are certain restrictions such as the number of connected devices and the distance between the devices, but in the case of this embodiment, the number of connected devices is reduced by improving the quality of the interface signal (noise margin). A stable operation can be ensured in a system with a large number of connections, a long connection length, or a large number of connection devices and a long connection length.
[0043]
In the system example of FIG. 1, the upper apparatus 10 is connected to the SCSI on the A side of the interface relay apparatuses 1a and 1b, and the lower apparatus 11 is connected to the SCSI on the B side, respectively. The number of connected upper devices 10 and lower devices 11 is not limited (it is arbitrary within the maximum number that can be connected to SCSI). The number of interface relay devices is not limited and is arbitrary. Further, the interface relay apparatus of the present invention is driven by relaying a SCSI signal, and a unique address value called ID is not required unlike the upper apparatus 10 and the lower apparatus 11.
[0044]
In the system example of FIG. 1, a higher-level device 10 and a lower-level device 11 are separately connected to the SCSI on the A side and B side of the interface relay devices 1a and 1b, respectively. However, a system in which a plurality of higher-level devices 10 and lower-level devices are mixed and connected to the A-side and B-side SCSIs may be used. In such a mixed system, all the SCSI signals are bidirectional signals. Therefore, the unidirectional signals listed in FIG. 19 can be transmitted between the apparatuses without any problem by applying the both signal driving units in FIG. 3 or FIG. You can give and receive at.
[0045]
Each of the interface relay devices 1a and 1b has no termination resistor connected to the SCSI on the A side. However, the presence or absence of the termination resistor may be switched by providing a switch in the interface relay device. .
[0046]
If some or all of the unidirectional signal driving unit, bidirectional signal driving unit, and termination resistor of the interface relay device are realized by one or several LSIs, there is an advantage that the size and cost can be reduced.
[0047]
(Example 2)
FIG. 5 is an internal configuration diagram of a bidirectional signal drive unit (which drives a SEL-N signal) that constitutes an interface relay device of a disk array system that is another embodiment of the present invention.
[0048]
In the figure, reference numerals 300 and 301 in the output buffer unit 31 are open drain type output buffers for driving signals ASEL-N 217 and BSEL-N 216, respectively. Reference numerals 302 and 303 denote input buffers for receiving the A-side and B-side SEL-N signals, respectively. 320, 321, 322 and 323 are AND circuits, 328 and 329 are inverter (logic inversion) circuits, 326 and 327 are SR flip-flop circuits, 330 and 331 are signals similar to 208 and 209 in FIG. BSELDRVDLY-N332 and ASELDRVDLY-N333 are generated by the delay units for delaying. Signals BSELDRV-P310 and ASELDRV-P311 for driving BSEL-N216 and ASEL-N217 are outputs of SR flip-flop circuits 326 and 327, respectively.
[0049]
Reference numerals 324 and 325 are negative input OR (logical sum) circuits in which one input is RESET-N and the other input is a signal 334 and a signal 335. When the power is turned on, the reset input 340 and the reset input 341 for the SR flip-flop circuits 326 and 327 are made inactive by RESET-N (active “L”).
[0050]
FIG. 6 is a time chart showing the operation of the bidirectional signal driver of FIG. In the same figure, when the signal ASEL-N 217 becomes active “L”, the signals BSELDRV-P310 become active “H” because the signals 337 and 333 are both “H”. Accordingly, the BSEL-N 216 becomes active “L”. At this time, the signal ASELDRV-P 311 is inactive “L” because the signal 336 is “L”. When the signal ASEL-N 217 changes to inactive “H”, the signal BSELDRV-P 310 becomes inactive “L”, and the BSEL-N 216 becomes inactive “H”. Next, when the signal BSEL-N 216 becomes active “L”, the signals ASELDRV-P 311 become active “H” because the signals 336 and 332 are both “H”. Accordingly, the ASEL-N 217 becomes active “L”. At this time, the signal BSELDRV-P310 is inactive "L" because the signal 337 is "L". When the signal BSEL-N 216 changes to inactive “H”, the signal ASELDRV-P 311 becomes inactive “L”, and the ASEL-N 217 becomes inactive “H”.
[0051]
Accordingly, when both the ASEL-N 217 and the BSEL-N 216 are inactive “H” and the host device 10 on the A side makes the signal ASEL-N 217 active “L”, the BSEL-N 216 becomes active “L”. Subsequently, when the host apparatus 10 sets the signal ASEL-N 217 to inactive “H”, the BSEL-N 216 becomes inactive “H”. Similarly, when any one of the B-side subordinate devices 11 sets the signal BSEL-N216 to active “L”, the ASEL-N217 becomes active “L”. Subsequently, the B-side subordinate device 11 receives the signal BSEL-N216. Is set to active “L”, the ASEL-N 217 becomes active “L”. As a result, the SEL signal is correctly driven.
[0052]
The bidirectional signal driver described above can be applied not only to driving the signal SEL-N1, but also to driving other bidirectional signals BSY-N2 and DXX-N3 in FIG. Next, another embodiment relating to the characteristics of the signal BSY-N2 and its bidirectional signal driver will be described.
[0053]
In SCSI, the signal BSY-N2 may become active “L” at the same time in the upper apparatus 10 or the lower apparatus 11.
[0054]
7 and 8 are timing charts showing first and second examples of SCSI timing, respectively. FIGS. 7 and 8 show the case where the signal BSY-N2 becomes active “L” at the same time in selection and reselection, respectively, and a signal obtained by applying the bidirectional signal driving unit of FIG. 5 to the signal BSY-N2 is added. (Note that the signal numbers are in the 400s and the signals ABSYDRV-P411 correspond to the 300s in FIG. 5 so that the signals ASELDRV-P311 correspond). 7 and 8, the host device BSY-N and the lower device BSY-N indicate the signal BSY-N2 that the host device and the lower device drive to “L”, respectively. The host device SEL-N and the lower device SEL-N indicate the signal SEL-N1 that the host device and the lower device drive to “L”, respectively.
[0055]
The reason why a bearded thin pulse is generated in the signal BBSY-N 416 in the arbitration phase of FIG. 7, the arbitration phase of FIG. 8, and the information transfer phase will be described. In the arbitration phase of FIG. 7, when the lower-level device 11 changes the signal BSY-N2 from active “L” to inactive “H”, the signal ABSYDRV-P411 becomes inactive “L” and the signal BBSY-N416 is Inactive “H”. At this time, since the signal ABSY-N 417 is driven from the host device 10 and is active “L”, the signal BBSY-N 416 becomes active “L” again after a delay time by the delay unit 331, and thus becomes a narrow pulse (originally the signal BSY -N2 is not pulsed as shown in FIG. That is, in this circuit, a noise pulse is generated when the previously activated signal of the signals ABSY-N417 and BBSY-N416 changes to inactive and the other signal is active. The same applies to the pulses in FIG.
[0056]
Actually, since the active period of the signal BSY-N2 is relatively long, such as several μs or more, noise pulses can be removed when signals are captured in the upper apparatus 10 and the lower apparatus 11. FIG. 9 is an internal configuration diagram illustrating an example of a noise absorbing unit that is provided in the upper device 10 or the lower device 11 and absorbs the noise. In the figure, 350 and 351 are flip-flops, and 352 is an OR (logical sum) circuit. FIG. 10 is a timing chart illustrating the operation of FIG.
[0057]
ABSYL1-N355 and ABSYL2-N356 are generated from the signals ABSY-N354 and CLK-P353 by flip-flops 350 and 351, and the logical sum of these signals 355 and 356 is taken by the OR circuit 352 to output ABSYFL-N357. Is.
[0058]
Example 3
FIG. 11 is an internal configuration diagram of a bidirectional signal driving unit constituting the interface relay device of the disk array system which is Embodiment 3 of the present invention. In the present embodiment, a configuration in which no pulse is generated in the bidirectional signal driver of the signal BSY-N2 will be described.
[0059]
In the figure, reference numerals 417 and 416 denote ABSY-N and BBSY-N, which are the A-side and B-side signals BSY-N2, respectively, and 400 and 401 in the output buffer 41 drive the signals ABSY-N417 and BBSY-N416, respectively. This is an open drain type output buffer. Reference numerals 402 and 403 denote input buffers for receiving the ASY and Bside BSY-N signals, respectively. 420, 421, 450, and 451 are AND circuits, 428, 429, 454, and 455 are inverter circuits (logical inversion circuits), 422, 423, 452, and 453 are OR circuits, and 426 and 427 are SR circuits. Flip-flop circuits 430 and 431 are delay units for delaying signals in the same manner as 208 and 209 in FIG.
[0060]
424 and 425 are negative input OR (logical sum) circuits in which one input is RESET-N. When the power is turned on, the reset input 440 and the reset input 441 for the SR flip-flop circuits 426 and 427 are made inactive by RESET-N (active “L”).
[0061]
As a feature of this circuit, the signal 482 is a signal FBSYEN-P that forcibly activates both the signal ABSY-N417 and the signal BBSY-N416 when active "H", and the signal 480 and the signal 481 are active "H". Sometimes the signal ABSY-N 417 and the signal BBSY-N 416 are forcibly made active “L”, the signal RLSTED-P and the signal SELSTRT-P, respectively. The other functions are the same as those of the drive signal generation unit 32 in FIG. The signal FBSYEN-P482 becomes active “H” from the arbitration phase to the start of selection or reselection. A signal RLSTED-P480 is generated at the start and end of reselection, and a signal SELSTRT-P481 is generated at the start of selection.
[0062]
12 and 13 are timing charts showing the operation of FIG. 11 at the time of selection and at the time of reselection, respectively. In FIG. 12, no pulse is generated in the signal ABSY-N417 and the signal BBSY-N416 due to the signal FBSYEN-P482 and the signal SELSTRT-P481, and in FIG. FIG. 14 is a block diagram showing an example of the configuration of a signal generation unit that generates some of the signals (signal FBSYEN-P482, signal RSLTED-P480, and signal SELSTRT-P481) in FIG. In FIG. 14, 470, 471, 473, 474 are flip-flops with reset, 472, 475, 476 are AND (logical product) circuits, 477 is an OR (logical sum) circuit, and 478 is a NOR (logical inversion of logical sum). Circuits 461 and 479 are negative input AND circuits, signal 462 is a clock signal, signal 463 is a reset signal (active “H” immediately after power-on), and signal 464 is an “H” fixed signal.
[0063]
Next, a bidirectional signal driver focusing on the features of the SCSI data bus DXX-N3 will be described. The data bus DXX-N3 has an ID designation function in addition to the data contents to be transferred. This drives the bit signal of the data bus corresponding to the ID number unique to the upper device 10 and the lower device 11 to “L”. Note that during the information transfer phase (from when the signal SEL-N1 changes from “L” to “H” until the signal BSY-N2 changes to “H”), the direction of the signal DXX-N3 is the signal I / O Determined by -N5.
[0064]
(Example 4)
FIG. 15 is an internal block diagram of the bidirectional signal drive unit constituting the interface relay device of the disk array system which is Embodiment 4 of the present invention. In the present embodiment, an example of a bidirectional signal drive unit that drives the data bus DXX-N3 will be described (actually, only the number of bits of the data bus is necessary, but it is collectively described as DXX-N3. ing).
[0065]
In the figure, 517 and 516 are ADXX-N and BDX-N which are DXX-N signals on the A side and B side, respectively, and 500 and 501 in the output buffer unit 51 drive signals ADXX-N517 and BDXX-N516, respectively. This is an open drain type output buffer. Reference numerals 502 and 503 denote input buffers for receiving the AXX and B side DXX-N signals, respectively. 520, 521, 522, 523, 565 and 566 are AND circuits, 528, 529 and 563 are inverter (logical inversion) circuits, 561 is a NOR (logical inversion of logical sum) circuit, and 526 and 527 are SR flip-flops. 3 are flop circuits, 530 and 531 are delay units for delaying signals in the same manner as 208 and 209 in FIG. 3, 562 is a negative input AND (logical product) circuit, 540 and 541 are selectors, and 560 is a signal BI / O-N5. The input buffer that receives
[0066]
Reference numerals 524 and 525 denote negative input OR (logical sum) circuits in which one input is RESET-N and the other input is a signal 534 and a signal 535. When the power is turned on, the reset input to each of the SR flip-flop circuits 526 and 527 is made inactive by RESET-N (active “L”).
[0067]
15 has the same configuration as that of the drive signal generation unit 32 of FIG. 5 in the case of the ID designation function, and in the case of the data transfer function, the signals ADXX-N517 and BDXX-N516 are driven by the data transfer direction control unit. Done. That is, as the signal BDXDRV-P510, when the select signal 516 of the selector 540 is “L” (ID designation function) and “H” (data transfer function), the signal 542 and the signal 567 are selected, respectively. Similarly, as the signal ADXXDRV-P511, when the select signal 516 of the selector 540 is “L” (ID designation function) and “H” (data transfer function), the signal 543 and the signal 568 are selected, respectively. Here, the operation of the select signal 516 will be described. Since the signals 210, 211, 310, and 311 are all inactive “L” in a bus-free state in which no SCSI signal is exchanged, the signal 514 is “H” and the signal 516 is “L”. The signal 516 becomes “H” because the signal 550 changes from “L” to “H” at the start of the data transfer function in which the signal SEL-N1 changes from “L” to “H” (the signal 513 is “H”). Fixed signal).
[0068]
A signal 515 is a B-side signal of the SCSI signal I / O-N5 and indicates a direction in the data transfer function. When the signal I / O-N5 is “L”, the signal DXX-N3 during the data transfer function is driven in the input direction from the signal 519 of the lower apparatus (B side) to the upper apparatus 10 (A side). In the case of H ″, the signal is driven from the signal 518 of the upper apparatus 10 (A side) to the lower apparatus 11 (B side) because of the output direction.
[0069]
In high-speed data transfer, the phase relationship between the SCSI signal data bus DXX-N3 and the signal REQ-N7 or the data bus DXX-N3 and the signal ACK-N9 becomes strict. Therefore, providing the signal delay adjustment unit 604 that can freely adjust these phases helps to ensure a stable operation.
[0070]
FIG. 16 is an internal configuration diagram illustrating an example of a signal delay adjustment unit. In the figure, reference numeral 600 denotes a delay unit that delays the phase of the signal, and reference numeral 601 denotes a selector that can select an arbitrary delay. Therefore, the output signal 603 can delay the input signal 602 by an arbitrary time. Actually, the signal delay adjusting unit 604 is applied to the signals 510, 511 and the like for driving the output buffer (for example, 500, 501).
[0071]
(Example 5)
Up to now, the case of the single-ended type has been described as the electrical specification of the SCSI signal. The differential type, which is another electrical specification, consists of two (+) and (-) signals per SCSI signal, and the potential of the (+) signal is that of the (-) signal. When larger or smaller, they are active and inactive, respectively. By replacing the input buffer and the output buffer from a single-ended type to a differential (differential) type (converting a differential signal between + and − to a digital signal), the interface relay device in the disk array system of the present invention can achieve a differential ( It can also be applied to a differential type.
[0072]
Hereinafter, a case where the present invention is applied to a differential (differential) type SCSI signal will be described. The driving of the unidirectional signal is not particularly problematic because the direction switching control is unnecessary, so the bidirectional signal driving unit will be specifically described.
[0073]
FIG. 17 illustrates a bidirectional signal driving unit that drives differential signals on both the A side and the B side (for example, (+) SEL-N and (−) SEL-N using the signal SEL-N). It is an internal block diagram. The figure shows a single-ended input buffer 202 / output buffer 200 and an input buffer 203 / output buffer 201 illustrated in FIG. 3, a differential input buffer 1200b / a differential output buffer 1200a, and a differential input buffer 1201b. / A differential type output buffer 1201a (for example, SN75LBC976 of TI LSI). Reference numerals 1300 and 1301 denote pull-up resistors for setting the signal 1217 and the signal 1216 to “H” to make the differential output signal active when the ASELDRV-P1211 and the BSELDRV-P1210 are active “H”, respectively. . The other configuration of the drive signal generation unit 1022 is the same as that in FIG.
[0074]
When the interface relay apparatus of this embodiment is applied to a differential (differential) type SCSI signal, the allowable distance between the upper level device 10 and the lower level device 11 (generally 25 m for the differential (differential) type) is further increased. It becomes effective in the system that wants to do. Also, depending on the selection of the input buffer / output buffer, one of the A side and B side SCSI signals may be differential (differential) type and the other may be single-ended type, allowing free selection according to the system. .
[0075]
(Example 6)
Next, the configuration of a disk array system will be described as an example of a storage device using the interface relay device exemplified in the above embodiments.
[0076]
FIG. 18 is a conceptual diagram showing an example of the configuration when the interface relay device of this embodiment is applied to a disk array system constructed by connecting a large number of small magnetic disk devices via a SCSI interface.
[0077]
In FIG. 18, reference numeral 701 denotes a host control unit that exchanges data with the host computer 700, 703 denotes a cache memory unit that holds data of a lower level device, and 702 denotes a host when data from the host computer 700 is written to the lower level device. A device control unit that receives data from the control unit 701, distributes it to a number of SCSI systems, and reads data from a lower level device and receives data from a number of SCSI systems and sends the data to the host control unit 701; 704 is an interface relay device SCSI interface control unit (corresponding to the host device 10 in FIG. 1) for accessing the host device via the interface, 705 and 706 are interface relay devices, 710 to 71N or 720 to 72M are lower device devices such as small magnetic disk devices, etc. so That.
[0078]
In this way, an arbitrary number of interface relay devices 705 and 706 are interposed between the SCSI interface control unit 704 and the lower-level devices 710 to 71N and lower-level devices 720 to 72M, thereby connecting due to the SCSI interface standard. The restriction on the number of devices, the restriction on the connection distance between devices, and the like are eliminated, and an external storage device such as a large-scale disk array system can be easily constructed by connecting a large number of small magnetic disk devices.
[0079]
(Example 7)
FIG. 20 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of an information processing apparatus incorporating the disk array system of the present invention equipped with an interface relay device.
[0080]
In the case of this embodiment, a plurality of interface relay devices 801 and interface relay devices 802 are connected in series between the higher-level device 10 and the plurality of lower-level devices 11, and the final end as viewed from the higher-level device 10 side. A plurality of lower-level devices 11 are connected to the interface relay device 802 located in the network. Accordingly, there is an advantage that the distance from the upper level device 10 to the lower level device 11 can be increased without being restricted by a specific interface standard by increasing the number of intermediate interface relay devices 801 as necessary. .
[0081]
In the above description of each embodiment, the case where the present invention is applied to SCSI as an example of the interface has been described. However, the present invention is not limited to SCSI, and is effective for all interfaces that can be connected in an epidemic manner.
[0082]
【The invention's effect】
According to the interface relay device of the disk array system of the present invention, there is an effect that the bidirectional interface signal can be relayed accurately without increasing the number of interface signals.
[0083]
In addition, an effect that a stable operation can be ensured by improving the quality (noise margin) of the interface signal is obtained.
[0084]
Further, it is possible to obtain an effect that the stable transmission distance of the interface signal can be increased and the distance limitation of the arrangement of the apparatus can be eliminated.
[0085]
Further, by preventing the interface signal from deteriorating, it is possible to increase the number of connected devices.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a configuration of a disk array system including an interface relay device that is Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an internal configuration diagram of the interface relay device of the disk array system that is Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 3 is an internal configuration diagram of a bidirectional signal driving unit constituting the interface relay device of the disk array system that is Embodiment 1 of the present invention;
FIG. 4 is a time chart showing an example of the operation of a bidirectional signal driving unit constituting the interface relay device of the disk array system which is Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 5 is an internal configuration diagram of a bidirectional signal driving unit constituting an interface relay device of a disk array system that is Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6 is a time chart showing an example of the operation of the bidirectional signal drive unit constituting the interface relay device of the disk array system which is Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 7 is a timing chart showing an example of operation when a SCSI interface signal is relayed by the interface relay device of the disk array system which is Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 8 is a timing chart showing an example of operation when a SCSI interface signal is relayed by the interface relay device of the disk array system that is Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 9 is an internal configuration diagram illustrating an example of a noise absorbing unit that absorbs noise;
FIG. 10 is a timing chart illustrating an example of the operation of the noise absorber.
FIG. 11 is an internal configuration diagram of a bidirectional signal driving unit constituting an interface relay device of a disk array system that is Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 12 is a timing chart showing an operation at the time of selection in the SCSI interface signal relay operation by the interface relay device of the disk array system which is Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 13 is a timing chart showing an operation at the time of reselection in a SCSI interface signal relay operation by the interface relay device of the disk array system that is Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 14 illustrates an example of a signal generation unit that generates a part of the signals that are input to the drive signal generation unit of the bidirectional signal drive unit that constitutes the interface relay device of the disk array system that is Embodiment 3 of the present invention. It is a block diagram.
FIG. 15 is an internal configuration diagram of a bidirectional signal driving unit constituting an interface relay device of a disk array system that is Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 16 is an internal configuration diagram illustrating an example of a signal delay adjustment unit included in an interface relay device of a disk array system that is Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 17 is an internal configuration diagram illustrating an example of a signal delay adjustment unit included in an interface relay device of a disk array system that is Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 18 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of a disk array system including the interface relay device of the present invention.
FIG. 19 is an explanatory diagram showing functions of various signals constituting a wide compatible SCSI interface;
FIG. 20 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of an information processing apparatus incorporating a disk array system including the interface relay device of the present invention.
FIG. 21 is a block diagram showing an outline of a conventional SCSI system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b ... Interface relay apparatus, 10 ... Host apparatus, 11 ... Subordinate apparatus, 12 ... SCSI signal, 12a ... Cable, 13a, 13b ... Motherboard, 18 ... SCSI signal, 18a, 18b: wiring pattern, 20: bidirectional signal drive unit, 21: output buffer unit, 22: drive signal generation unit, 23, 24 ... unidirectional signal drive unit, 25, 26 ..Terminal resistance.

Claims

A first system having a plurality of disk devices;
A second system having a plurality of disk devices;
A device control unit for controlling data transfer to each disk device in the first and second systems;
A first relay device that is interposed between the device control unit and the first system, and that drives a signal exchanged bidirectionally between the disk device and the device control unit in the first system;
A second relay device that is interposed between the first relay device and the second system, and that drives a signal exchanged bidirectionally between the disk device and the device controller in the second system; With
The first relay device and the second relay device are:
A bidirectional output buffer for relaying bidirectional signals exchanged between the disk device and the device controller;
When the device control unit activates the bidirectional signal, the disk device actively drives the corresponding bidirectional signal on the disk device side based on the change of the bidirectional signal, while the disk device Both of which switch the transfer direction of the bidirectional signal in the output buffer unit by actively driving the corresponding bidirectional signal on the device controller side based on the change of the bidirectional signal. A disk array system comprising a direction signal drive unit.

2. The disk array system according to claim 1, wherein each of the first relay device and the second relay device includes a signal delay adjustment unit that adjusts a delay of the signal.

Between the device controller and the first relay device, between the first relay device and a disk device in the first system, between the first relay device and the second relay device, and the first The disk array system according to claim 1 or 2, wherein a SCSI connection is used between two relay apparatuses and the disk apparatus in the second system.

4. The disk array system according to claim 1, wherein the number of disk devices in the first system is substantially equal to the number of disk devices in the second system.

The plurality of disk devices in the first system and the first relay device are connected to the same substrate, and the plurality of disk devices in the second system and the second relay device are connected to the same substrate. 5. The disk array system according to claim 1, 2, 3, or 4.