KR100350676B1 - 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스 백플레인 보드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 SCSI 백플레인 보드에 있어서, SAF-TE 로직과 버퍼 로직, 단말기 로직 등 보드를 전반적으로 제어하는 EPLD 로직부와, EPLD 로직부의 제어를 받으며, SCSI A 채널 및 SCSI B 채널로 분리하여 SCSI 데이터를 전송하며, 디바이스 슬롯 상태, 파워 공급 상태, 팬 상태, 온도 상태에 대한 정보를 제공하는 SAF-TE 로직부와, SAF-TE 로직부의 SCSI A, B 채널 당 구비되어 멀티 모드 저압차동 동작을 지원하는 단말기 로직부와, SCSI A 채널과 SCSI B 채널을 연결하여 주는 버퍼 로직부를 구비한다.

Description

소형 컴퓨터 시스템 인터페이스 백플레인 보드{SCSI BACKPLANE BOARD}
본 발명은 SAF-TE(SCSI Accessed Fault-Tolerant Enclosure)를 이용한 소형컴퓨터 시스템 인터페이스(SCSI: Small Computer System Interface) 백플레인(backplane) 보드에 관한 것으로서, 특히 SCSI 규격 중 울트라(Ultra), 울트라2(Ultra2), 울트라3(Ultra3)을 지원하며, RAID(Redundant Array of Independent Disks) 구현시 자동으로 핫-스왑(Hot-Swap) 및 핫-스페어(Hot-Spare)를 지원할 수 있는 SCSI 백플레인 보드를 제공함에 있다.
SCSI[스쿠지]는 PC(Personal Computer)와 디스크드라이브, 테이프드라이브, CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory) 드라이브, 프린터, 스캐너 등과 같은 주변장치를, 이전의 인터페이스보다 더 빠르고 더 유연하게 통신할 수 있도록 해주는 전자식 인터페이스로서, ANSI(American National Standards Institute) 표준으로 발전하고 있다. 애플 컴퓨터에서 개발되었고, 아직도 매킨토시에서 사용되고 있으며, 현재의 SCSI 세트들은 병렬 인터페이스이다. SCSI 포트는 오늘날 대부분의 PC에 장착되어 있으며, 거의 모든 주요 운영체계에 의해 지원된다.
빠른 데이터 전송속도 외에, SCSI는 이전의 병렬 데이터전송 인터페이스보다 더 융통성이 있다. 최근의 SCSI 표준인 16 비트 버스용 울트라2 SCSI는 데이터를 최고 80 Mbps 속도까지 전송할 수 있다. SCSI는 버스의 폭에 따라 다르기는 하지만, 하나의 SCSI 포트에 7~15개의 주변장치를 줄줄이 이어서 접속시킬 수 있다. 이 방식은 모든 주변장치들을 수용하기 위해 각각의 장치에 별도의 카드를 갖는 대신에 하나의 회로기판이나 카드로 충분하기 때문에, 노트북과 같은 휴대용 컴퓨터의 이상적인 인터페이스로 여겨지고 있다. PC 카드의 형태로 되어 있는 하나의 호스트 어댑터는 한 대의 랩탑을 위한 SCSI 인터페이스를 지원할 수 있으며, 다른 장치들이 사용되는 중에도 프린터가 접속되어 있는 병렬 포트와 외장 모뎀이 달린 직렬 포트의 사용을 자유롭게 한다.
지금 SCSI-1로 불리고 있는 원래의 SCSI는, 현재 광범위하게 지원되고 있는 SCSI-2로 진화했다. SCSI-3은 일련의 기본 명령어들과, 특정 장치 형태의 요구에 맞춘 부가적이고 특화된 명령어셋으로 구성된다. SCSI-3 명령어셋의 모음은 SCSI-3 병렬 인터페이스 뿐 아니라, 추가적인 병렬 및 직렬 프로토콜들을 위해서도 사용된다.
광범위하게 적용된 SCSI 표준은, 최고 전송속도 80 Mbps를 내기 위해 40 MHz 클록속도를 사용하는 울트라2이다. 이것은 저압차동신호(LVD) 체계를 사용함으로써 케이블 거리를 최장 12m까지 늘릴 수 있게 한다. SCSI의 초기형태는 끝에 접지로 종말처리를 한 단일 케이블을 사용했다. 울트라2 SCSI는 두 개의 케이블 사이에서 다른 전압으로 표현되는 데이터를 두 개의 케이블 상에 신호를 보내는데, 이렇게 함으로써 더 긴 케이블을 지원할 수 있게 한다. 저압차동은 전력소모와 제조원가를 낮춘다.
최근의 SCSI 표준은 클록속도와 함께 동작할 수 있게 함으로써, 최고 속도를 80 Mbps에서 160 Mbps로 증가시킨 울트라3이다. 이 표준은 때로 울트라160/m이라고 불리기도 한다. 울트라160/m을 지원하는 신형 디스크드라이브는 더 빠른 데이터 전송속도를 제공할 것이다. 울트라160/m은 또한 전송된 데이터의 무결성을 보장하기 위한 CRC와 SCSI 네트웍을 테스트하기 위한 도메인 검증 기능을 포함한다.
도 1은 종래의 HSB(Hot Swap SCSI Backplane) 보드의 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 SCSI 백플레인 보드는 울트라 및 울트라2까지 지원했으며, SAF-TE를 지원하지 못하여 RAID 구성시 자동으로 핫-스왑(Hot-Swap), 즉 RAID의 기본적 기능으로서, 운영 중 부품의 장애 발생시 시스템을 정상 운영하면서 교체, 보수 기능(제어기, 디스크, 파워 공급부, 팬)을 지원하지 못하였다. 또한 지원하였더라도 수동 방식으로 지원하도록 되어 있어 사용하기 불편하였다. 그리고, 핫-스페어(Hot-Spare) 즉, RAID 내에 여분의 스페어용 HDD를 구성하여 특정 HDD 불량시 상기 여분의 스페어용 HDD를 이용하여 정상적인 작업이 가능토록 하는 기능을 지원할 수 없었다.
따라서 본 발명의 목적은 SHSB10 보드는 와이드 울트라3 LVD SCSI, 와이드 울트라2, 울트라-SE를 지원하며, 최대속도가 160MB/S인 SCSI 백플레인 보드를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 SAF-TE 기능을 지원하고, 1인치 디스크를 최대 10개까지 장착할 수 있으며, SCSI 버스가 하나의 채널로도 사용할 수 있으며, SCSI A와 SCSI B로 분리할 수 있어서 RAID 구성시 다양한 구조로 구성할 수 있으며, 2개 SCSI 버스가 SAF-TE 기능을 가지고 있어 사용하기 편리한 SCSI 백플레인 보드를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 핫-스왑 기능을 가지고 있어, 파워가 온 상태에서도 디스크의 탈 장착이 가능하고, 핫-스페어 기능도 가능한 SCSI 백플레인 보드를제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 SCSI 백플레인 보드에 있어서, SAF-TE 로직과 버퍼 로직, 단말기 로직 등 보드를 전반적으로 제어하는 EPLD 로직부와, EPLD 로직부의 제어를 받으며, SCSI A 채널 및 SCSI B 채널로 분리하여 SCSI 데이터를 전송하며, 디바이스 슬롯 상태, 파워 공급 상태, 팬 상태, 온도 상태에 대한 정보를 제공하는 SAF-TE 로직부와, SAF-TE 로직부의 SCSI A, B 채널 당 구비되어 멀티 모드 저압차동 동작을 지원하는 단말기 로직부와, SCSI A 채널과 SCSI B 채널을 연결하여 주는 버퍼 로직부를 구비함을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 HSB(Hot Swap SCSI Backplane) 보드의 블록 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SHSB10(SAF-TE Hot Swap SCSI Backplane) 보드의 블록 구성도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스 파워 제어 로직의 동작을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SAF-TE(SCSI Accessed Fault-Tolerant Enclosures) 로직(GEM354: Enclosure Management Controller)의 블록 구성도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SHSB10 단말기 로직(Terminator Logic)의 블록 구성도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼 로직의 블록 구성도
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 SHSB10(SAF-TE Hot Swap SCSI Backplane) 보드의 블록 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 SHSB10 보드의 블록은 크게 EPLD(Embedded Programmable Array Logic) 로직부와, SAF-TE 로직부와, 단말기 로직부, 및 버퍼 로직부로 구성된다.
먼저, EPLD 로직부는 SAF-TE 칩, 버퍼 로직(buffer logic), 단말기로직(terminator logic) 등 보드를 전반적으로 제어한다. 이러한 EPLD 로직부는 GEM354 리셋 제어(reset control), GEM354 LED 레지스터(register), GEM354 SCSI ID 레지스터, HDD 장착 신호 제어(Present Signal Control), 파워 LED 디스플레이 제어, SCSI 버퍼 제어 및 단말기 제어, 디바이스 파워 제어를 수행한다. 각각의 제어에 대한 설명을 보다 상세히 하면 하기와 같다.
먼저, GEM354 리셋 제어를 설명하면, 본 발명에 따른 SHSB10은 구조에 따라 하나 또는 두 채널의 SCSI를 사용할 수 있다. 따라서 하나의 SCSI 채널로 사용하기 위해서는 두 개의 GEM354 중 하나가 디스에이블(disable)되어야 한다. 따라서 EPLD 로직은 예를 들어 "CH_SPRT" 신호를 이용하여 한 채널이면 로우로 유지하여 GEM354A를 디스에이블 시키어 GEM354B를 SAF-TE를 지원하도록 설계한다.
GEM354 LED 레지스터를 설명하면, 본 발명에 따른 SHSB10의 LED는 보드에서 커넥터로 프론트 패널(front panel)에 있는 LED에 연결되어 있다. 해당된 HDD가 페일(fail)되면 GEM3534에 의해 '1"로 되어 있는 녹색(green) LED로 표시되고, 액티브(active) 사에는 황색(yellow)으로 표시된다. 두 개의 채널일 경우에는 GEM354A에서 HDD0~HDD4, GEM354B에서 HDD5~HDD9까지 표시한다. 한 채널일 경우에는 GEM354B에서 HDD0~HDD9까지 모두 표시한다.
GEM354 SCSI ID 레지스터를 설명하면, 본 발명에서는 하기의 표 1과 같이 GEM354가 SCSI ID를 읽어갈 수 있다.
CPU_STRBn PROM_WE A_LED[3:0] D[7:0] Operation chip
0 1 0 ID SLOT 2, ID SLOT 1 GEM354A GEM354B
0 1 1 ID SLOT 4, ID SLOT 3 GEM354A GEM354B
0 1 2 ID SLOT 6, ID SLOT 5 GEM354A GEM354B
0 1 3 ID SLOT 8, ID SLOT 7 GEM354B
0 1 4 ID SLOT10, ID SLOT 9 GEM354B
0 1 5 ID SLOT12, ID SLOT11 None
상기 표 1을 참조하면, 예를 들어 "ID SLOT[3:0]"은 한 채널일 때 GEM354A가 디스에이블되어 있어 액서스 하지 않고, GEM354B에서 액서스 한다. 두 개의 채널일 때 GEM354A와, GEM354B에 연결된 HDD 장착 신호가 "not install"되어 GEM354B에서 무시하게 된다.
HDD 장착 신호 제어를 설명하면, 예를 들어, 상기 "CH_SPRT"신호가 로우(low)이면 한 채널로 일명 "DRVPRESn" 신호를 전달하여 GEM354B만 동작하고, 하이(high)이면 두 개의 채널로 GEM354A 및 GEM354B가 각각 동작하도록 한다.
다음으로, 파워 LED 디스플레이 제어를 설명하면, 본 발명에 따른 SHSB10의 파워 LED는 보드에서 커넥터로 프론트 패널에 있는 LED에 연결되어 있다. 인스톨된 SMPS의 파워 정상 신호(power good signal)를 체크하여 정상이면, 일명 "PWR_GOOD_LED" 신호가 '1"이 되어 황색 LED로 나타내도록 하며, 하나라도 페일이면 "PWR_FAIL_LED" 신호가 "1"이 되어 녹색 LED로 나타나도록 한다.
SCSI 버퍼 제어 및 단말기 제어를 설명하면, SCSI 버퍼 제어 및 단말기 제어는 상기 "CH_SPRT" 신호로 제어하며, 한 채널이면 "CH_SPRT"신호가 로우로 A 채널의 단말기를 아이솔레이션(ISOA="1")시키고, SCSI 버퍼는 인에이블이며, "DIFFSENSE" 버퍼는 디스에이블 시킨다. 두 개의 채널에서는 "CH_SPRT"신호가 하이로 동작하여 한 채널과 반대가 된다.
디바이스 파워 제어는 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디바이스 파워 제어 로직의 동작을 나타낸다. 본 발명에 따른 SHSB10은 초기에 시스템에 전원 인가시 시스템이 한 순간에 과부하가 걸리지 않고 순차적으로 디스크 각각에 전원을 인가해 주도록 되어 있다. 디바이스 파워 제어는 23비트 카운트를 두어 디스크가 인스톨되어 있을 때 순차적으로 파워가 들어올 수 있도록 구현되어 있다. 각각의 상태에서 카운트 값, 일명 "COUNT_END = 0" 이면 대기하고 "COUNT = 1" 이면 다음 상태로 진행하게 되어 있다. 이러한 상태는 순차적으로 S1~S11 상태까지 있을 수 있으며, S11 상태에서는 초기 값과 래치된 값을 비교하여 각각 상태로 진행하게 되어 있다.
이하에서, 도 4를 참조하여, SAF-TE(SCSI Accessed Fault-Tolerant Enclosures) 로직을 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SAF-TE 로직의 블록 구성도이다. "Q-Logic" 사의 GEM354(Enclosure Management Controller)는 SAF-TE를 지원하는 칩으로서, 본 발명에서는 상기 칩을 이용한다. 이러한 GEM354칩은 8-비트, 비동기 SCSI 데이터 전송, 마스터/슬레이브 I2C버스 제공, 상태 정보로는 디바이스 슬롯 상태(drive presence, slot address, predicted fault, fault requested, swap, identify, prepare for removal/insertion of operation, unconfigured), 파워 공급 상태(presence, failure), 팬(fan) 상태(presence, failure), 온도 상태(presence, value, failure), SCSI 버스 동작 모드(single-ended, LVD, HVD)를 제어한다.
다음으로, 도 5를 참조하여, 단말기 로직(Terminator Logic)을 상세히 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 SHSB10 단말기 로직의 블록 구성도이다. 본 발명에서 단말기는 "Dallas"사의 DS2119M 울트라3 LVD/SE SCSI 단말기를 사용하여 LVD/SE를 모두 지원하게 하였다. 이러한 단말기는 SCSI-1, 2, 및 3, 패스트 SCSI, 울트라, 울트라2, 울트라3 지원, 9 신호 라인 쌍의 액티브 단말을 제공, 멀티 모드 저압차동/단일 단(LVD/SE: Low Voltage Differential/Single Ended)의 단말 동작 및 LVD 또는 SE 단말 동작의 자동 선택 기능을 제공한다.
다음으로, 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 버퍼 로직을 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼 로직의 블록 구성도이다. 도 6을 참조하면, 버퍼 로직은 분리되어 있는 SCSI A 채널과 SCSI B 채널을 연결하여 주는 로직으로서 EPLD에서 신호를 주어 분리하여 한 채널로 사용할 수 있다. QS34x245 버퍼 3개를 사용하여 한 채널 사용시 SCSI 신호를 동일하게 보내 주기 위해 사용되는 버퍼로 SCSI 채널 2를 하나로 연결시켜 준다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따라 구성된 SHSB10과 종래의 SCSI 백플레인의 차이점을 하기 표 2와 같이 나타낼 수 있다.
구분 종래의 SCSI 백플레인 SHSB10
SCSI 버스 길이 10미터 10미터
SCSI 채널 2개 2개
SCSI 버스 디바이스 4개 10개
울트라3 SCSI 지원 여부 지원안함 지원
SAF-TE 지원안함 2 채널 지원
Hot-Swap 수동 자동
상기와 같이 본 발명에 따른 SHSB10에서는 와이드 울트라3 SCSI를 지원가능하고, 내부 RAID 구성시 다양한 구조로 자동적으로 핫-스왑 기능을 지원하며, 이와 더불어 핫-스페어 기능을 지원한다.
한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명은 SHSB10 보드는 와이드 울트라3 LVD SCSI, 와이드 울트라2, 울트라-SE를 지원하며, 최대속도가 160MB/S인 SCSI 백플레인 보드를 제공하며, SAF-TE 기능을 지원하고, 1 인치 디스크를 최대 10개까지 장착할 수 있으며, SCSI 버스가 하나의 채널로도 사용할 수 있으며, SCSI A와 SCSI B로 분리할 수 있어서 RAID 구성시 다양한 구조로 구성할 수 있으며, 2개 SCSI 버스가 SAF-TE 기능을 가지고 있어 사용하기 편리한 SCSI 백플레인 보드를 제공한다.

Claims (4)

  1. 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(SCSI: Small Computer System Interface) 백플레인 보드에 있어서,
    SAF-TE(SCSI Accessed Fault-Tolerant Enclosures) 로직과 버퍼 로직(buffer logic)과 단말기 로직(terminator logic)을 포함하여 보드를 전반적으로 제어하는 EPLD(Embedded Programmable Array Logic) 로직부와,
    상기 EPLD 로직부의 제어를 받으며, SCSI A 채널 및 SCSI B 채널로 분리하여 SCSI 데이터를 전송하며, 디바이스 슬롯 상태, 파워 공급 상태, 팬 상태, 온도 상태에 대한 정보를 제공하는 SAF-TE 로직부와,
    상기 SAF-TE 로직부의 상기 SCSI A, B 채널 당 구비되어 멀티 모드 저압차동/단일 단(LVD/SE: Low Voltage Differential/Single Ended) 동작을 지원하는 단말기 로직부와,
    상기 SCSI A 채널과 SCSI B 채널을 연결하여 주는 로직으로서 버퍼 로직부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 백플레인 보드.
  2. 제1항에 있어서, SAF-TE 로직부는 두 개의 GEM354(Enclosure Management Controller) 칩으로 구현함을 특징으로 하는 백플레인 보드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 EPLD 로직부는 상기 GEM354 리셋 제어(reset control), GEM354 LED 레지스터, GEM354 SCSI ID 레지스터, HDD 장착 신호 제어(Present Signal Control), 파워 LED 디스플레이 제어, SCSI 버퍼 제어 및 단말기 제어, 디바이스 파워 제어를 수행함을 특징으로 하는 백플레인 보드.
  4. 제3항에 있어서, 상기 디바이스 파워 제어는 초기에 시스템 전원 인가시 순차적으로 디스크 각각에 전원을 인가해 줌을 특징으로 하는 백플레인 보드.
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