JP5008392B2

JP5008392B2 - ファームウェア改版方法、および改版プログラム

Info

Publication number: JP5008392B2
Application number: JP2006353506A
Authority: JP
Inventors: 共央白田; 照男佐藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: US20080163190A1; JP2008165450A

Description

本発明は、ファームウェアの改版、例えばバージョンアップの方式に係り、さらに詳しくは、例えばディスク制御装置内のクラスタと、半導体記憶装置との内部にそれぞれ備えられるファームウェアの改版方法に関する。

本発明が対象とするシステムとして、例えば複数のクラスタを備える本体装置と、半導体メモリを備える複数の外部記憶装置によって構成されるデータ記憶システムを考える。ここで本体装置側の各クラスタは、複数の外部記憶装置、例えばシステムストレージユニット（ＳＳＵ）のそれぞれに自由にアクセス可能なものとする。各クラスタと各ＳＳＵは、それぞれファームウェアを用いて、それぞれの装置内の監視などを行うサービスプロセッサ（ＳＶＰ）を備えており、各クラスタと各ＳＳＵのＳＶＰは、例えばＬＡＮを介して相互に通信できるようになっている。ここで各ＳＳＵのＳＶＰによって用いられるファームウェアは、例えばメモリのハードウェアとしての状態を制御するものである。

このようなメモリシステムにおいて、各クラスタとＳＳＵのそれぞれのＳＶＰによって使用されるファームウェアの改版、例えばバージョンアップの必要が生じた場合に、はクラスタ側ではその内部のメモリなどに載っているデータを、また外部記憶装置側では格納されているユーザデータなどを、例えばハードディスクなどのダイレクト・アクセス・ストレージ・デバイス（ＤＡＳＤ）に退避させて、完全停止の状態でファームウェアの改版を行うことが可能である。

図７は、そのようなファームウェア改版方法の従来方式の処理フローチャートである。同図において処理が開始されると、まずステップＳ１０１で例えばシステムのオペレータによる操作に対応して、データのＤＡＳＤへの退避が行われ、ステップＳ１０２で、動作しているオペレーティング・システムが止められ、システムの全停止が行われる。そしてステップＳ１０３で各ＳＳＵに格納されていたデータ、例えばユーザデータが無効の状態になっているか否かが判定され、無効状態になっていない場合にはデータの退避が正確に行われなかったものとして、ステップＳ１０４でファームウェアの改版が中止される。

各ＳＳＵに格納されていたデータが無効状態となっている場合には、ステップＳ１０５でオペレータによってファームウェアの改版が、例えば複数のＳＳＵの中でマスタＳＳＵに対して指示され、ステップＳ１０６でマスタＳＳＵから各クラスタと各ＳＳＵに対してファームウェアの同時改版が可能か否かをチェックする要求、例えば各クラスタ、および各ＳＳＵがファームウェアとして現用系と待機系の２つのバージョンを持っている場合には、待機系の版数、すなわち待機系のバージョンを用いることによって、現用系バージョンから待機系バージョンへの改版が可能か否かをチェックする要求が出され、ステップＳ１０７で各クラスタ、および各ＳＳＵからの報告によって、ファームウェアの改版が可能か否かが判定され、可能でない場合には、ステップＳ１０８でチェック結果として改版が不可能であることが表示される。

ファームウェアの同時改版が可能であると判定されると、ステップＳ１０９でオペレータによって各クラスタと各ＳＳＵのパワーオフが行われ、例えば待機系バージョンのファームウェアを格納したＲＯＭへの配線が現用系のバージョンを格納したＲＯＭへの配線に切り替えられ、ステップＳ１１０で各クラスタと各ＳＳＵがパワーオンされ、ステップＳ１１１で改版のファームウェアが使用状態となり、ステップＳ１１２でユーザデータなどが復元され、処理を終了する。

このように従来においてファームウェアの改版を行う場合には、例えば外部記憶装置に格納されているユーザデータなどをすべてＤＡＳＤに退避してから、ファームウェアの改版が行われていた。しかしながら、ＳＳＵ内に格納されているユーザデータなどは一般的にそのデータ量が非常に大きいために、ユーザデータなどのＤＡＳＤなどへの退避には非常に時間がかかり、ファームウェアの改版のために必要なシステムの実質的な停止時間が長くなるという問題点があった。

このようなプログラムのバージョンアップや、ハードウェアとしてのプロセッサ増設を、システムを停止させることなく行うための従来技術として、特許文献１、および特許文献２の技術がある。

特許文献１では、ディスク制御装置のクラスタに対応するバージョン番号と、データ記録の論理単位としてのボリュームに対応するバージョン番号とが一致するクラスタとボリュームとの間だけでデータ転送を行うという制限を設けながら、各ボリュームについてデータ転送を行うことができるクラスタの集合を変更することによって、ディスク制御装置の無停止保守が可能となる技術が開示されている
特許文献２には、１台の管理プロセッサに対して、複数の通信プロセッサが設けられるマルチ・プロセッサ・システムにおいて、システムを停止することなく通信プロセッサの増設を行い、増設後に異常を発見した場合には旧バージョンへの移行が即座に行えるオンライン・プロセッサ増設方式が開示されている。

しかしながらこのような従来技術を用いても、ファームウェアの改版を行うにあたって、外部記憶装置に記憶されているユーザデータなどを退避させるために、システムの実質的な停止時間が長くなるという問題点を解決することはできなかった。
特開平６−３０９１１７号「ディスク制御装置の無停止保守方法およびディスク制御装置」特開平５−３２４５９１号「オンライン・プロセッサ増設方式」

本発明の課題は、上述の問題点に鑑み、ファームウェアの改版に必要な作業時間を短縮し、システム停止が必要な時間をできるだけ短くすることによって、例えば複数のクラスタと複数の外部記憶装置によって構成されるデータ記憶システムの時間的な使用効率を向上させることである。

本発明のファームウェア改版方法は、プロセッサを備える記憶装置におけるファームウェアの改版方法である。その方法として、まずその記憶装置に記憶され、そのプロセッサが使用するファームウェアを含まないデータの有効性を確認する。次にデータ有効性の確認された記憶装置を、その装置に接続されたバッテリによるバックアップ状態に保ちながら、ファームウェアの改版を行う。

また本発明のファームウェア改版方法は、前述の記憶装置との間でデータを転送する計算機側に、記憶装置に備えられるプロセッサによって使用されるファームウェアと同時に改版されるべきファームウェアを備える場合の改版方法である。

この方法では、前述のデータ有効性の確認の後に、記憶装置側のファームウェアの改版にあたって計算機側のファームウェアの同時改版が可能であることを確認する。そしてその後に、記憶装置側のプロセッサが使用するファームウェアと、計算機側に備えられるファームウェアとの改版を行う。

以上のように本発明によれば、記憶装置に記憶されているファームウェアを含まないデータ、例えばユーザデータの退避を行うことなく、そのデータの有効性を確認し、有効データのバッテリによるバックアップを行いながら、ファームウェアの改版が行われる。

本発明によれば、外部記憶装置に格納されているユーザデータなどの、例えばハードディスクなどへの退避を行うことなく、そのデータの有効状態をバッテリバックアップによって保ちながら、ファームウェアの改版を行うことができるため、ファームウェアの改版に必要な作業時間が短縮され、実質的なシステム停止に必要な時間を大幅に短縮することが可能となる。

図１は、本発明のファームウェア改版方法の原理的な機能ブロック図である。本発明においては、例えば複数のクラスタと複数の外部記憶装置とによって構成されるデータ記憶システムにおいて、使用されるファームウェアの改版が行われる。

図１において、まずステップＳ１で各外部記憶装置に記憶されているデータ、例えばユーザデータの有効性のチェックが行われる。これは本発明においては従来と異なって、それぞれの外部記憶装置に記憶されているデータ、例えばユーザデータを退避することなく、ファームウェアの改版を行うために、ファームウェアの改版に先立って各外部記憶装置に記憶されているデータの有効性を確認するものである。

データの有効性が確認されると、ステップＳ２で各外部記憶装置と各クラスタとに備えられ、同時に改版されるべきファームウェアの同時改版が可能であるかのチェックが行われる。例えばファーム（ウェア）として、現用系と待機系に対応する２つの版が各外部記憶装置とクラスタに備えられている場合には、現用系のファームから待機系へのファームへの改版が各外部記憶装置とクラスタとにおいて可能であるか否かが判定される。

各クラスタと各外部記憶装置においてファームウェアの同時改版が可能であることが確認されると、ステップＳ３で各外部記憶装置に格納されているデータのバッテリによるバックアップ状態を保ちながらファームウェアの同時改版が行われる。

図２は、本発明のファームウェア改版方式が用いられるデータ記憶システムの基本構成ブロック図である。同図において外部記憶装置１（半導体メモリ）が、ＣＰＵを含むクラスタ２と接続されている。また外部記憶装置１には、外部記憶装置１に対する電源が遮断されても、半導体メモリの記憶内容を保護するためのバッテリ３が接続されている。またクラスタ２には、クラスタ２の内部のローカルメモリの記憶内容などを必要に応じて退避させたりするための、例えばハードディスクなどのＤＡＳＤ４が接続されている。さらに外部記憶装置１とクラスタ２との内部には、例えばファームウェアによって動作するサービスプロセッサ（ＳＶＰ）５、６が備えられており、これらのＳＶＰは、例えばＬＡＮを介して相互に通信可能となっている。

外部記憶装置１の内部のＳＶＰ５、クラスタ２の内部のＳＶＰ６は、それぞれ外部記憶装置１、クラスタ２の内部の各装置の監視などを行うものであり、それぞれそのためのファームウェアを備えており、ＳＶＰ５、ＳＶＰ６にそれぞれ備えられているファームウェアの改版は同時に行われる必要があるものとなっている。

図３は、本実施形態の一例を具体的に説明するためのデータ記憶システムの構成ブロック図である。同図においてシステム内には、２つの外部記憶装置、例えば半導体メモリ１
_ａ、１_ｂと、２つのクラスタ２_ａ、２_ｂが備えられ、２つの外部記憶装置と２つのクラスタの間は相互に接続されている。２つの外部記憶装置、すなわちＳＳＵ_ａとＳＳＵ_ｂとは２つのクラスタ、すなわちＣＬ_ａとＣＬ_ｂとによって共用されており、クラスタがＳＳＵにデータを書き込む場合には、２つのＳＳＵに同時にデータ書き込みが行われる。すなわちこのデータ記憶システムは二重化されたシステムである。

外部記憶装置１_ａ、１_ｂの中には、それぞれサービスプロセッサ（ＳＶＰ）５_ａ、５_ｂが備えられている。また２つの外部記憶装置１_ａ、１_ｂに対してはそれぞれバッテリ３_ａ、３_ｂが接続されており、外部記憶装置１_ａ、１_ｂに対する電源が遮断された場合にも、それぞれの記憶装置内に記憶されているユーザデータなどはバッテリによってバックアップされる形式となっている。

クラスタ２_ａ、２_ｂの中にも図示しないＳＶＰが備えられ、外部記憶装置内のＳＶＰ５_ａ、５_ｂと同様に動作のためのファームウェアを備えている。ファームウェアとしては、各ＳＶＰに対応して現用系と待機系の２つの版が備えられており、ファームウェアの改版を行う場合には待機系に対して新しい版、すなわちバージョンが与えられ、例えばシステムのオペレータからの切り替え指示に応じて新しいバージョンへの切り替えが行われるものとする。

図４は、本実施形態の一例におけるファームウェア改版処理のフローチャートである。同図のフローチャートを、各クラスタと各ＳＳＵの間で行われる動作を説明する図５、図６とを用いて、また従来例の図７と比較して説明する。

図４において処理が開始されると、まずステップＳ１０で、例えばシステムのオペレータによって動いていたオペレーティング・システムが止められ、システムの全停止が行われる。図７と比較すると、この全停止の前に外部記憶装置に記憶されているユーザデータなどの退避が行われることはない。

続いてステップＳ１１で、例えばオペレータによって、例えばクラスタＣＬ_ａのディスプレイ画面上でファームウェア改版新手順のチェックが選択され、ステップＳ１２でＣＬ_ａから図５に示すように、例えばマスタＳＳＵとしてのＳＳＵ_ａ内のＳＶＰ（マスタプロセッサ）に対してチェック要求が出され、ステップＳ１３で図６に示すように各クラスタ、およびＳＳＵにチェック要求が出される。

すなわち図６に示すように、ＳＳＵ_ａから他のＳＳＵとしてのＳＳＵ_ｂと、クラスタＣＬ_ａ、ＣＬ_ｂのＳＶＰに対してチェック要求が出される。ここでチェック要求の中身は、ＳＳＵ_ｂに対してはデータ有効性のチェックと待機系に対するファームウェアの版数、例えば新しい版数としての“１”のチェックであり、クラスタＣＬ_ａに対してはファームウェアの待機系の版数のチェックである。クラスタＣＬ_ａ内のファームウェア版数のチェックはＣＬ_ａのＳＶＰによって行われる。

図４のステップＳ１４でデータ有効性のチェックを要求したＳＳＵ_ａ、およびそのチェックが要求されたＳＳＵ_ｂ内のデータが有効であるか否かが判定され、ともに有効である場合にはステップＳ１５で待機系に対応するファームウェア版数が、本発明における手順としての新しい手順による改版後のファームとして使用可能であるものか否かが判定され、可能である場合には、図６で示すようにチェック結果がＣＬ_ａのＳＶＰに対してＳＳＵ_ａのＳＶＰから報告される。

ステップＳ１４で２つのＳＳＵ内のデータがともに有効でないとき、またはステップＳ１５でファームウェアの改版が可能でないときには、ステップＳ１６でチェック結果とし
てファームウェアの改版が不可能であることを示す表示がなされる。

図６でＳＳＵ_ａからＣＬ_ａに対してステップＳ１７でチェック結果が適切であることが報告され、かつＣＬ_ａのＳＶＰによるＣＬ_ａ内のファームウェア版数のチェック結果が適切であれば、図４のステップＳ１８で、例えばオペレータからＣＬ_ａに対してファームウェアの改版が指示され、ステップＳ１９で各クラスタ、およびＳＳＵのパワーオフが行われる。

図３で説明したように、２つの外部記憶装置１_ａ、１_ｂに対してはそれぞれバッテリ３_ａ、３_ｂが接続されており、各外部記憶装置がパワーオフされても、記憶されているユーザデータなどは図４のステップＳ２０においてバックアップ状態となり、この間に例えば新版のファームウェアを格納したリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）への配線の接続切り替えが行われ、ステップＳ２１でクラスタ、およびＳＳＵのパワーがオンされる。そしてステップＳ２２で改版後のファームウェアの使用が可能となり、処理を終了する。

（付記１）
プロセッサを備える記憶装置において、
該記憶装置に記憶され、該プロセッサが使用するファームウェアを含まないデータの有効性を確認し、
有効性の確認されたデータを、該記憶装置に接続されたバッテリによるバックアップ状態に保ちながら、前記ファームウェアの改版を行うことを特徴とするファームウェア改版方法。
（付記２）
前記記憶装置との間でデータ転送を行う計算機側に、前記記憶装置に備えられるプロセッサによって使用されるファームウェアと同時に改版されるべきファームウェアをさらに備え、
前記データの有効性の確認の後に、前記記憶装置のプロセッサによって使用されるファームウェアの改版に先立って、該ファームウェアと前記計算機側のファームウェアとが同時に改版可能であることを確認し、
２つのファームウェアの改版を行うことを特徴とする請求項１記載のファームウェア改版方法。
（付記３）
それぞれプロセッサを備える複数の記憶装置と、該記憶装置との間でデータ転送を行う複数の計算機とがそれぞれ相互に接続されたデータ記憶システムのソフトウェア改版方法において、
前記複数の記憶装置にそれぞれ備えられるプロセッサのうちのマスタプロセッサが、前記複数の記憶装置に記憶され、前記各プロセッサが使用するファームウェアを含まないデータの有効性の確認を複数の記憶装置に備えられるプロセッサに指示し、
該マスタプロセッサが、前記記憶装置に備えられるそれぞれのプロセッサが使用するファームウェアと、該ファームウェアと同時に改版されるべき前記複数の計算機にそれぞれ備えられるファームウェアとの同時改版が可能であるかの確認を、前記各記憶装置に備えられるプロセッサと、前記計算機とに指示し、
前記データの有効性が確認され、かつファームウェアの同時改版が可能であることが確認されたとき、該複数の記憶装置に備えられるプロセッサによって使用されるファームウェアと、複数の計算機に備えられるファームウェアとの改版を行うことを特徴とするファームウェア改版方法。
（付記４）
プロセッサを備える記憶装置と、該記憶装置との間でデータ転送を行う計算機とによって構成されるシステム内で、該記憶装置に備えられるプロセッサによって使用されるプログラムであって、
該システムのオペレータからの指示に対応して、該記憶装置に記憶され、該プロセッサ
が使用するファームウェアを含まないデータの有効性を確認するステップと、
前記記憶装置との間でデータ転送を行う計算機側に備えられるファームウェアと、前記記憶装置に備えられるプロセッサによって使用されるファームウェアとの同時改版が可能であるかをチェックするステップと、
該データの有効性が確認され、該ファームウェアの同時改版が可能であることを、前記オペレータに報告するステップとを計算機に実行させることを特徴とするファームウェア改版プログラム。
（付記５）
電源を供給するための第１の電源供給手段と、
前記第1の電源供給手段が停止した場合に、前記第１の電源供給手段の代わりに電源を供給する第２の電源供給手段と、
ファームウェアを格納するための第１の記憶手段と、
前記ファームウェア以外のデータを保持するための第２の記憶手段と、
前記第２の記憶手段に保持されるデータの検査を行う検査手段と、
前記第１の電源供給手段からの電源の供給を停止させ、前記第２の電源供給手段からの電源の供給を開始させることにより、前記検査手段により有効性が確認されたデータを前記第２の記憶手段に保持しながら、前記第１の記憶手段に格納された前記ファームウェアの更新を行う制御手段とを有することを特徴とする記憶装置。

本発明のファームウェア改版方法の原理的な機能ブロック図である。本発明のファームウェア改版方式が適用されるデータ記憶システムの基本構成ブロック図である。二重化されたデータ記憶システムの構成ブロック図である。本実施形態の一例におけるファームウェア改版方式の処理フローチャートである。オペレータからマスタＳＳＵへのチェック要求方法の説明図である。マスタＳＳＵからオペレータへのチェック結果報告方法の説明図である。ファームウェア改版方式の従来例の処理フローチャートである。

符号の説明

１外部記憶装置（半導体メモリ）
２クラスタ
３バッテリ
４ダイレクト・アクセス・ストアレージ・デバイス（ＤＡＳＤ）
５、６サービス・プロセッサ（ＳＶＰ）

Claims

第一のファームウェアを使用するプロセッサを備える記憶装置において実行されるファームウェア改版方法であって、
前記記憶装置に記憶されているデータの有効性を、前記プロセッサが判定し、
前記データが有効と判定された場合、前記記憶装置との間でデータ転送を行う計算機側に備えられており前記第一のファームウェアと同時に改版されるべき第二のファームウェアが前記第一のファームウェアと同時に改版可能であるか否かを、前記プロセッサが、前記計算機に対する問い合わせを介して判定し、
前記データが有効だと判定され、かつ前記第一と前記第二のファームウェアが同時に改版可能であると判定された場合、
前記記憶装置に接続されたバッテリが、前記記憶装置に電源を供給することにより、前記記憶装置に、前記データを保持した状態を保たせながら、
前記プロセッサが、前記第一のファームウェアの改版を行うとともに、
前記計算機が、前記第二のファームウェアの改版を行う
ことを含み、
前記データの全体が、既に他の記憶装置に退避されているとき、前記データについての前記有効性は、前記データが無効であることを示す
ことを特徴とするファームウェア改版方法。
それぞれ第一のファームウェアを使用するプロセッサを備える複数の記憶装置と、該記憶装置との間でデータ転送を行う複数の計算機とがそれぞれ相互に接続されたデータ記憶システムのファームウェア改版方法において、
前記複数の記憶装置にそれぞれ備えられるプロセッサのうちの特定のプロセッサが、前記複数の記憶装置のそれぞれに記憶されているデータの有効性の判定を、前記複数の記憶装置に備えられる前記各プロセッサのうち前記特定のプロセッサ以外の各プロセッサに指示し、
前記特定のプロセッサが、前記第一のファームウェアと、該第一のファームウェアと同時に改版されるべきファームウェアであって前記複数の計算機にそれぞれ備えられる第二のファームウェアとの同時改版が可能であるかの判定を、前記各記憶装置に備えられる前記各プロセッサのうち前記特定のプロセッサ以外の各プロセッサと前記複数の計算機への問い合わせを介して行い、
前記複数の記憶装置のそれぞれに記憶されている前記データがいずれも有効であると判定され、かつ前記第一と前記第二のファームウェアの同時改版が可能であると判定されたとき、
前記複数の記憶装置に備えられる各プロセッサが、前記複数の記憶装置にそれぞれ接続された各バッテリからの電源供給によって前記複数の記憶装置がそれぞれ前記データを保持している状態において、前記第一のファームウェアの改版を行うとともに、
前記複数の計算機が前記第二のファームウェアの改版を行う
ことを含み、
前記複数の記憶装置のそれぞれについて、当該記憶装置に記憶されている前記データの全体が、前記複数の記憶装置とは別の記憶装置に既に退避されているとき、当該記憶装置に記憶されている当該データについての前記有効性は、当該データが無効であることを示す
ことを特徴とするファームウェア改版方法。
第一のファームウェアを使用するプロセッサを備える記憶装置と、該記憶装置との間でデータ転送を行う計算機を備えるシステム内で、前記記憶装置に備えられる前記プロセッサによって使用されるプログラムであって、
前記システムのオペレータからの指示に対応して、前記記憶装置に記憶されているデータの有効性を判定するステップと、
前記計算機側に備えられる第二のファームウェアと、前記第一のファームウェアとの同時改版が可能であるかをチェックするステップと、
前記データが有効だと判定され、かつ、前記第一と前記第二のファームウェアの同時改版が可能であると判定された場合、前記データが有効であり、かつ前記同時改版が可能であるということを、前記オペレータに報告し、前記オペレータからの指示に応じて、前記記憶装置に接続されたバッテリからの電源供給によって前記記憶装置が前記データを保持している状態において前記第一のファームウェアの改版を行うステップと
を前記プロセッサに実行させ、
前記データの全体が、既に他の記憶装置に退避されているとき、前記データについての前記有効性は、前記データが無効であることを示す
ことを特徴とするファームウェア改版プログラム。
記憶装置であって、
電源を供給するための第１の電源供給手段と、
前記第１の電源供給手段が停止した場合に、前記第１の電源供給手段の代わりに電源を供給する第２の電源供給手段と、
ファームウェアを格納するための第１の記憶手段と、
前記ファームウェア以外のデータを保持するための第２の記憶手段と、
前記第２の記憶手段に保持される前記データの検査を行う検査手段と、
前記検査手段により前記データが有効であると判定された場合に、前記第１の電源供給手段からの電源の供給を停止させ、前記第２の電源供給手段からの電源の供給を開始させることにより、前記データを前記第２の記憶手段に保持しながら、前記第１の記憶手段に格納された前記ファームウェアの更新を行う制御手段と
を有し、
前記データの全体が、既に他の記憶装置に退避されているとき、前記検査手段は、前記データが無効であると判断する
ことを特徴とする記憶装置。