KR20000016944A

KR20000016944A - 로컬메모리에서패킷화된동작정보의기억을통한입출력성능을증가시키기위한시스템

Info

Publication number: KR20000016944A
Application number: KR1019990028649A
Authority: KR
Inventors: 가르샤레이몬드유진; 게르트스티븐더글라스; 파베자존리차드
Original assignee: 포만 제프리 엘; 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2000-03-25
Also published as: US6065083A; TW434491B; EP0982664A2; EP0982664A3; JP2000112866A; SG77706A1; KR100316190B1; JP3475130B2

Abstract

본 발명은 로컬 메모리(local memory)에서 패킷화된 동작 정보(packetized operational information)의 기억을 통한 입출력 성능 증가에 대해 개시한다. 본 발명을 구체화하는 컴퓨팅 시스템(computing system)은 제1 버스 시스템, 제어기 장치 및 제2 버스 시스템을 통해 메모리 서브시스템(memory subsystem)에 접속되는 호스트 프로세서(host processor)를 포함한다. 제어기 장치는 예를 들어 제2 버스 시스템을 통해 호스트 프로세서에서 재실행(replay)을 하기 위한 복수의 스크립트(script) 기억용 메모리를 포함한다. 스크립트는 제어기 장치 상에서 동작을 실행하는데 사용되는 인스트럭션(instruction) 집합이다. 각 스크립트는 할당(dispatch) 이전에 삽입될 메시지 또는 상태 데이터 (또는 기타 동작 데이터) 중 어느 하나가 발견될 수 있는 하나 이상의 어드레스를 포함한다. 컴퓨팅 시스템이 동작되는 도중, 메모리 서브시스템은 자신의 동작 결과로 예를 들어 호스트 프로세서에 스크립트를 할당하도록 제어기 장치로 인스트럭션을 발행한다. 제어기 장치는 원하는 스크립트를 액세스하여 실행함으로써 응답하고, 그 결과 스크립트 내로 포함되기 위해 국부적으로 기억된 동작 데이터가 액세스된다. 이러한 데이터를 국부적으로 기억함으로써 스크립트 내에 포함시키기 위해 원하는 데이터를 얻도록 버스 시스템을 통한 메모리 서브시스템으로의 불필요한 데이터 전송을 피할 수 있다.

Description

로컬 메모리에서 패킷화된 동작 정보의 기억을 통한 입출력 성능을 증가시키기 위한 시스템 {INCREASING I/O PERFORMANCE THROUGH STORAGE OF PACKETIZED OPERATIONAL INFORMATION IN LOCAL MEMORY}

본 발명은 호스트 프로세서(host processor)와 메모리 서브시스템(memory subsystem) 간의 효율적인 데이터 전송 방식으로 호스트 프로세서와 메모리 서브시스템을 접속시키는 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 호스트 프로세서와 메모리 서브시스템 사이에 위치하는 브리지 회로(bridge circuit)가 패킷화된 동작 데이터를 기억할 수 있도록 하여 브리지 회로와 메모리 서브시스템 간의 버스 시스템을 통한 메모리 액세스(access) 요구를 감소시키도록 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

컴퓨터 시스템은 통상적으로 하나 이상의 버스를 포함하고, 각 버스에는 국부적으로 서로 통신하는 장치들이 부착된다. 흔히, 시스템 버스와 주변장치 버스(peripheral bus)는 각 버스 상에 접속되는 다른 장치들 사이의 데이터 전송을 처리하도록 상이한 표준 프로토콜(protocol) 또는 규칙(rule)의 집합을 사용한다. 하나의 버스 구조로부터 상이한 버스 구조로 전송되는 데이터를 변환하는 장치는 흔히 브리지라고 한다. 상이한 버스 시스템 상의 장치들 간의 시스템-와이드(system-wide) 통신을 허용하도록 버스 대 버스 브리지는 하나의 버스 구조의 통신 프로토콜과 다른 버스 구조의 통신 프로토콜을 부합(match)시킨다.

현재, "로컬 버스"는 중앙 프로세서 동작과 매우 밀접하게 관련되는 방식으로 동작되며, 중앙 프로세서의 속도에 가까운 속도로 실행될 수 있다. 통상적인 형태의 "로컬 버스" 구조로는 "주변 장치 연결 규격(peripheral component interconnect; PCI)" 버스가 있다. PCI 버스를 사용하는 시스템은 물리적인 PCI 버스 이외에 PCI 버스에 접속된 장치 중 데이터 전송 인터페이스 제어를 제공하는 제1 브리지 회로를 포함한다.

제2 브리지 회로(버스 제어기라고도 부름)는 다른 버스 시스템과 PCI 버스 간의 데이터 전송용 인터페이스를 제공한다. 따라서, PCI 버스 상의 장치는 제1 브리지로 데이터를 전송하고 제1 브리지를 통해 데이터를 수신하는 반면, 제2 버스 시스템에 접속된 장치는 제2 브리지 (또는 버스 제어기)를 통해 데이터를 전송하고 수신하도록 배열된다. 이 두 개의 브리지는 서로 통신하여, PCI 버스와 제2 버스 시스템에 접속된 장치들 사이에 데이터 전송이 가능하도록 한다.

통상적으로, 호스트 프로세서를 메모리 서브시스템과 같은 주변 장치에 접속하기 위해 널리 사용되는 버스 시스템으로는 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(SCSI;small computer system interface) 프로토콜에 부착되는 버스 시스템이 있다. 종래 기술에는 SCSI 버스 시스템을 PCI 버스 시스템에 상호접속하는 방법에 대한 많은 문헌이 개시되어 있다. 상기 개시된 문헌의 예로는 Stewart 등에 의해 개시되는 미국 특허 제5,634,033호와 Amini 등에 의해 개시되는 미국 특허 제5,522,050호가 있다. 또 다른 SCSI 버스 인터페이스 제어 시스템으로는 Gajjar 등에 의해 개시되는 미국 특허 제5,454,085호, Keener 등에 의해 개시되는 미국 특허 제5,550,991호, White 등에 의해 개시되는 미국 특허 제5,519,883호가 있다.

상이한 버스 시스템 간의 데이터 인터페이스가 제공되는 경우 브리지의 효율성에도 불구하고, 이러한 데이터 전송에는 시간이 소비되고 시스템 전체의 동작이 느려진다. 이러한 사실은 짧은 메시지가 PCI 버스에 접속된 장치들 사이에 전송되고, 이로인해 PCI 브리지를 통해 제2 버스 제어기와 호스트 프로세서로 전송되도록 요구되는 경우에 특히 해당된다. 이러한 각 메시지 전송은 PCI 브리지가 PCI 버스를 캡쳐(capture)하고, PCI 버스를 통한 전송용 메시지를 형성하며, 이 메시지 등을 할당(dispatch)하는 등의 일을 하도록 요구한다. 짧은 메시지의 할당 또는 수령(receipt) 중 어느 하나를 위한 설정 시간은 상당히 큰 처리 시간을 요구하여 기타 시스템 기능을 지연시키는 역할을 한다.

이러한 메시지의 한 예로는 판독/기록 동작(action)의 성공 및 실패를 나타내도록 메모리 서브시스템에 의해 발행되는 상태 표시(status indication)가 있다. 이러한 상태 메시지는 판독 또는 기록을 요구한 호스트 프로세서에 할당된다.

따라서, 본 발명의 목적은 비교적 짧은 메시지 데이터를 전달하는 다중 버스 시스템을 사용하는 컴퓨팅 시스템(computing system)에서 데이터 전송 처리 효율을 개선하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명을 구체화하는 시스템의 상위 계층 블록도.

도 2는 본 발명의 방법의 동작을 예시하는 상위 계층 논리 순서도.

본 발명을 구체화하는 컴퓨팅 시스템은 제1 버스 시스템, 제어기 장치 및 제2 버스 시스템을 통해 메모리 서브시스템에 접속되는 호스트 프로세서를 포함한다. 제어기 장치는 예를 들어 제2 버스 시스템을 통해 호스트 프로세서에서 재실행(replay)하기 위한 복수의 스크립트(script) 기억용 메모리를 포함한다. 스크립트는 제어기 장치 상에서 동작을 실행하는데 사용되는 인스트럭션(instruction) 집합이다. 각 스크립트는 할당 이전에 삽입될 메시지 또는 상태 데이터 (또는 기타 동작 데이터) 중 어느 하나가 발견될 수 있는 하나 이상의 어드레스를 포함한다. 컴퓨팅 시스템이 동작되는 도중, 메모리 서브시스템은 자신의 동작의 결과로 예를 들어 호스트 프로세서에 스크립트를 할당하도록 제어기 장치로 인스트럭션을 발행한다. 제어기 장치는 원하는 스크립트를 액세스하여 실행함으로써 응답하고, 그 결과 스크립트 내로 포함되기 위해 국부적으로 기억된 동작 데이터가 액세스된다. 이러한 데이터를 국부적으로 기억함으로써 스크립트 내에 포함시키기 위해 원하는 데이터를 얻도록 버스 시스템을 통한 메모리 서브시스템으로의 불필요한 데이터를 전송을 피할 수 있다.

도 1을 참조하면, 메모리 서브시스템(10)은 메모리 시스템 프로세서(14)에 접속되는 복수의 디스크 드라이브(12)를 포함한다. 따라서 메모리 서브시스템(10)은 하나 이상의 호스트 프로세서(16)에 대해 중앙 데이터 저장소(repository) 역할을 한다. 호스트 프로세서(16)는 SCSI 버스(17)를 통해 PCI/SCSI 제어기(18)에 접속된다. 이어서 PCI/SCSI 제어기(18)는 PCI 버스(22)를 통해 PCI 브리지(20)에 접속된다. PCI 브리지(20)는 PCI 버스(24)를 통해 메모리 시스템 프로세서(14)에 차례로 접속된다.

메모리 서브시스템(10)이 동작하는 도중, 여러 상태 및 동작 메시지가 전체 시스템 제어 및 관리를 위해 호스트 프로세서(16)에 할당되도록 요구된다. 이러한 메시지는 판독/기록 동작의 성공 여부에 대한 여러 상태 데이터를 포함한다. 또한 메모리 서브시스템(10)에 대한 기타 동작 정보도 컴퓨팅 시스템의 동작 도중 소정 횟수 할당되도록 요구된다.

상태 및 동작 메시지를 효과적으로 처리하도록, PCI/SCSI 제어기(18)에는 복수의 "스크립트"(28)를 기억할 수 있는 임의 접근 메모리(random access memory; RAM)(26)가 제공된다. RAM(26)은 또한 하나 이상의 스크립트(28)에 의해 참조되는 특정 동작 데이터의 저장소 역할을 하는 복수의 "우편함(mailbox)"(30)을 포함한다.

각 스크립트(28)는 수령자에 의한 할당 및 수령(receipt)시 수령자가 원하는 동작을 수행하거나 스크립트 내에 포함된 데이터 세그먼트(data segment)를 등록할 수 있도록 하는 서브루틴(subroutine)이다. 예를 들어, 이러한 하나의 스크립트는 PCI/SCSI 제어기(18)로부터 메모리 시스템 프로세서(14)에 할당시 메모리 서브시스템(10)이 스크립트 내에 포함된 데이터에 따라 판독 동작을 시작할 수 있도록 한다. 유사한 스크립트가 기록 동작을 메모리 서브시스템(10)에 의해 처리되도록 할 수 있다. 또 다른 스크립트는 컴퓨팅 시스템의 특정 요소에 대한 상태(예를 들어, 동작중, 비동작중, 오프 라인, 등)를 나타내는 메시지를 포함할 수 있다. 또 다른 형태의 스크립트는 "절단(disconnect)", "접속(connect)", "식별(identify)" 또는 기타 유사 동작(action)과 같은 특정 동작(operation) 메시지를 할당하는데 사용될 수 있다.

각 스크립트(28)는 특정 메시지 또는 동작 표시와 관련된다. 따라서, 메모리 시스템 프로세서(14)가 판독 동작을 성공적으로 완료하는 경우, 상기 판독 동작이 성공적으로 완료되었다는 것을 호스트 프로세서(16)에게 나타내는 특정 스크립트를 실행하도록 PCI/SCSI 제어기(18)에 메시지를 할당한다. PCI/SCSI 제어기(18)가 전술한 메시지에 대응하여 메모리 시스템 프로세서(14)로부터 동작 데이터를 직접 액세스하지 않도록 하기 위해, 스크립트(28)는 실행시 스크립트 내에 포함될 관련 데이터를 포함하는 우편함(30)을 액세스한다. 이러한 데이터는 판독 동작이 성공적으로 완료되었다는 것을 나타낸다.

따라서, 각 우편함(30)은 기본적으로 스크립트에 포함될 특정 데이터가 발견될 수 있는 RAM(26) 내의 어드레스이다. 이러한 데이터는 스크립트가 실행되어 초기화 시간 중에 스크립트에 내장된 개별 우편함의 주소가 얻어지는 경우 액세스된다.

우편함 내의 데이터는 단일 스크립트를 위해 예약되거나 복수의 스크립트에 의해 사용되는 공통 데이터일 수 있다. 어느 경우에나, 개별 스크립트는 스크립트 내에 삽입될 이러한 데이터가 발견될 수 있는 어드레스를 내장한다. 따라서, 임의의 스크립트가 실행되어 특정 우편함의 어드레스를 포함하는 임의의 스크립트 라인에 도달하는 경우, 해당 우편함이 액세스되어 우편함 내에 상주하는 데이터가 자동으로 스크립트 내에 삽입되어 스크립트 내에 이미 존재하는 것처럼 실행된다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 방법이 기술된다. 초기화 단계 동안, PCI/SCSI 제어기(18)는 모든 요구 스크립트와 함께 로드된다. 이 스크립트는 하나 이상의 디스크 드라이브(12)로부터 특정 스크립트를 액세스하는 메모리 시스템 프로세서(14)로부터 로드되거나, 호스트 프로세서(16)로부터 직접 로드될 수 있다(단계 50). 다음, 동작 데이터는 RAM(26) 내에 미리 설정된 어드레스를 갖는 "우편함" 내로 로드된다(단계 52). 기타 동작 데이터를 위해, 미리 정의된 추가 우편함 영역이 RAM 내의 상태/메시지 우편함 위치의 다음에 있다는 점에 유의한다. 그 후, 각 스크립트는 실행되는 경우 삽입될 동작 데이터에 대해 미리 설정된 어드레스로 "패치(patch)"된다. 스크립트 실행시간(runtime) 도중, 동작 정보는 우편함 영역에 기억된 후 단일 메모리 대 메모리 이동(memory-to-memory move)에 따라 전달되지만, 이와 대조적으로, 동작 정보가 우편함 영역에 기억되지 않는 경우에는 동일 전송을 수행하는데 많은 개별 PCI 동작이 요구된다. 이러한 어드레스는 RAM(26) 내에서 우편함을 정의한다(단계 54).

상기 절차(procedure) 중 실행 단계 동안, 메모리 시스템 프로세서(14)가 호스트 프로세서(16)로 상태 메시지를 발행하는 것으로 가정한다. 따라서, 메모리 시스템 프로세서(14)는 지정 스크립트를 호스트 프로세서(16)에 할당하도록 (PCI 브리지(20)를 통해) PCI/SCSI 제어기(18)로 메시지를 할당한다(단계 56). PCI/SCSI 제어기(18)는 지정 스크립트를 액세스하여 실행함으로써 응답한다. 스크립트를 실행하는 도중, 우편함 어드레스를 포함하는 스크립트의 각 라인으로 인해 지정 우편함(30) 내의 주소 지정된 데이터가 액세스될 수 있다. 그 후 개별 우편함(30) 내에 포함된 데이터는 스크립트를 포함하는 코드 스트림(code stream) 내에 삽입되어, 예를 들어 호스트 프로세서(16)로 전송된다(단계 58).

스크립트는 실행시간 동안 수행을 위해 스크립트 내에 삽입되는 미리 정의된 동작 데이터 값의 수에 따라, 하나, 몇개 또는 다수의 우편함 어드레스를 포함할 수 있다는 점이 이해될 수 있다.

상기 기술한 바와 같이 메모리 시스템 프로세서(14) 및 PCI/SCSI 제어기(18)가 각각 본 발명을 구현하기 위해 각각 요구되는 절차를 로드하는 것으로 가정하였지만, 당업자는 도 1의 컴퓨터 시스템 내의 개별 장치를 제어하는데 필요한 소프트웨어가 (도 1에 도시된 플로피 디스크(40)와 같은) 메모리 매체(memory media)에 포함되어 필요할 때마다 개별 장치 내에 로드될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

상기 기재로부터 이해될 수 있듯이, 본 발명에서는 필요한 동작 데이터 모두가 초기화 단계 동안 PCI/SCSI 제어기(18)에 다운로드되지 않거나 로컬 메모리 내의 우편함 어드레스를 통해 실행시간시 액세스되지 않는 경우, 많은 PCI 버스 인터페이스/액세스 동작 요구를 최대한으로 피하도록 한다. 따라서, 임의의 스크립트가 실행되는 경우, 가장 필요한 것은 메모리 시스템 프로세서(14)가, 예를 들어 하나 또는 두 바이트 값을 PCI/SCSI 제어기(18)에 할당함으로써 특정 스크립트를 지정하도록 하는 것이다.

전술한 것이 본 발명을 단지 예시하는 것이라는 것은 이해될 것이다. 여러 대안 및 변경이 본 발명을 벗어남이 없이 당업자에 의해 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위에 해당하는 이러한 대안, 변경 및 변환을 모두 포함하도록 의도된다.

본원 발명에서는 호스트 프로세서와 메모리 서브시스템 사이에 위치하는 브리지 회로가 패킷화된 동작 데이터를 저장할 수 있도록 함으로써 브리지 회로와 메모리 서브시스템 사이에 버스 시스템을 통한 메모리 액세스 요구가 감소되고, 이로 인해 호스트 프로세서와 메모리 서브시스템 사이의 데이터 전송 효율이 향상된다.

Claims

적어도 하나의 호스트 프로세서(host processor)를 메모리 서브시스템(memory subsystem)에 접속시키는 시스템에 있어서,

a) 상기 메모리 서브시스템에 접속되는 제1 프로토콜(protocol)에 따라 동작되는 제1 버스 시스템;

b) 상기 제1 버스 시스템 및 상기 호스트 프로세서에 접속되고, 복수의 스크립트(script)―여기서 복수의 스크립트는 각각 동작을 수행하는 인스트럭션(instruction) 집합을 포함하고, 상기 개별 스크립트를 수반하는 스크립트 데이터가 발견될 수 있는 어드레스를 포함함― 기억용 메모리를 포함하는 제어기 수단; 및

c) 상기 제어기 수단 내에 기억시키기 위한 상기 스크립트 및 스크립트 데이터를 다운로드(download)하고, 이후 지정된 스크립트를 실행(play)―여기서 지정된 스크립트를 실행하면 상기 지정 스크립트 내의 어드레스에 의해 지정된 스크립트 데이터가 액세스되어 상기 지정 스크립트와 함께 전송됨―시키는 인스트럭션을 상기 제어기 수단에 제공하는 프로세서 수단

을 포함하는 호스트 프로세서를 메모리 서브시스템에 접속시키는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 스크립트 데이터가 상기 메모리 서브시스템 내의 동작 상태 표시(indication)를 포함하는 호스트 프로세서를 메모리 서브시스템에 접속시키는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 스크립트 데이터가 상기 스크립트의 수령자(recipient)에 의해 취해지는 동작을 표시하는 메시지 데이터(message data)를 포함하는 호스트 프로세서를 메모리 서브시스템에 접속시키는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 어드레스에서 스크립트 데이터는 실행시간(runtime)에 상기 스크립트가 상기 스크립트 데이터를 얻기 위해 상기 제어기 수단 내의 로컬 메모리(local memory)로의 단일 기록 동작/로컬 메모리로부터의 단일 판독 동작을 수행하여 실행될 수 있도록 하는 호스트 프로세서를 메모리 서브시스템에 접속시키는 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제어기 수단과 상기 호스트 프로세서 사이에 접속되는 제2 프로토콜에 따라 동작되는 제2 버스 시스템을 추가로 포함하며,

상기 스크립트는 상기 제2 버스 시스템을 통해 상기 호스트 프로세서에 할당(dispatch)되는

호스트 프로세서를 메모리 서브시스템에 접속시키는 시스템.
제5항에 있어서,

상기 제어기 수단은 제어 프로세서 및 브리지 모듈(bridge module)을 포함하고,

상기 제어 프로세서는 상기 브리지 모듈과 상기 제2 버스 시스템 사이에서 인터페이스(interface)로 동작하며,

상기 브리지 모듈은 상기 제어 프로세서와 상기 제1 버스 시스템 사이에서 인터페이스로 동작하는

호스트 프로세서를 메모리 서브시스템에 접속시키는 시스템.
제6항에 있어서,

상기 제1 버스 시스템이 주변 장치 연결 규격(Peripheral Component Interconnect; PCI) 버스 시스템을 포함하는 호스트 프로세서를 메모리 서브시스템에 접속시키는 시스템.
제7항에 있어서,

상기 제2 버스 시스템이 소형 컴퓨터 시스템 인터페이스(Small Computer System Interface; SCSI) 버스 시스템을 포함하는 호스트 프로세서를 메모리 서브시스템에 접속시키는 시스템.
호스트 프로세서와 메모리 서브시스템 사이에 메시지 및 데이터를 전송하는 시스템―여기서 시스템은 상기 메모리 서브시스템에 접속되는 제1 프로토콜에 따라 동작되는 제1 버스 시스템, 상기 호스트 프로세서에 접속되는 제2 프로토콜에 따라 동작되는 제2 버스 시스템, 상기 제1 버스 시스템과 제2 버스 시스템 사이에 접속되고 재실행(replay)을 위한 복수의 스크립트 기억용 메모리를 포함하는 제어기를 포함하고, 각 스크립트는 동작을 실행하는데 사용되는 인스트럭션 집합을 포함하며 상기 스크립트를 수반하는 스크립트 데이터가 발견될 수 있는 어드레스를 포함함― 제어용 코드(code)를 포함하는 메모리 매체(memory media)에 있어서,

a) 상기 제어기 수단 내에 기억시키기 위한 상기 스크립트 및 스크립트 데이터를 다운로드하도록 상기 메모리 서브시스템을 제어하는 수단;

b) 이후 상기 스크립트 중 하나를 할당하기 위해 소정 인스트럭션을 상기 제어기로 제공하도록 상기 메모리 서브시스템을 제어하는 수단; 및

c) 상기 스크립트 중 하나를 할당하고, 상기 하나의 스크립트에 포함되는 어드레스에 의해 표시되며 상기 제어기 내에 기억된 스크립트 데이터를 상기 할당된 하나의 스크립트와 함께 포함하도록 상기 제어기를 동작시키는 수단

을 포함하는 메모리 매체.
제9항에 있어서,

상기 스크립트 데이터가 상기 메모리 서브시스템 내의 동작 상태 표시를 포함하는 메모리 매체.
제9항에 있어서,

상기 스크립트 데이터가 상기 스크립트의 수령자(recipient)에 의해 취해지는 동작을 표시하는 메시지 데이터를 포함하는 메모리 매체.
제9항에 있어서,

상기 어드레스에서 스크립트 데이터는 실행시간에 상기 스크립트가 상기 스크립트 데이터를 얻기 위해 상기 제어기 수단 내의 로컬 메모리로의 단일 기록 동작/로컬 메모리로부터의 단일 판독 동작을 수행하여 실행될 수 있도록 하는 메모리 매체.