TW200929243A - Multiple I/O interfacing system for a storage device and communicating method for the same - Google Patents

Description

200929243 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域^ ^發明為-種存儲設備之多輪出入介面 1別疋和用於存儲設備介面間雙1/0控制卡的連接介面系 【先前技術】 -般的電腦架構包括—或多個處理器，連接其中的記 憶體’更透過各種輸出人介面的運作連 備，電腦=舆各周邊設備的通訊即依闕定的 (onnat)利用各式的輸出人介面進行訊息來往。 Ο ❹ 而應用在存儲產品的設計中，通常會使用到多個輸出 入（mput/outpm)控制卡的應用環境，且往往需要 ㈣以亡的輸出人控制卡之間的通訊，請參看習知技術第 :圖=不利用多輸出人介面卡的儲存設備的實施例示意 圖。其中，係為了消除資料傳輸時的瓶頸，盘資料㈣ (queue)間的存取控制，習知技術透過scsi (smau computer system interface)匯流排 118 讓處理器 ιι〇 溝通 多個儲存裝置，如时各儲存裝置包括有SCSI裝置控制 器124與儲存㈣122，各儲存裝置以複數個獨立的輸出 入埠透過SCSI匯流排118相互溝通，由SCSI轉接器114 連接到處理器⑽。之後，處理器11〇能透過各3⑶裝置 控制器124讓各儲存裝置能有效率地運作， 應用上述多輸入介面連接系統的架構，產生如第二圖 所示之資料處理㈣之_，时所示為—具有多個輸出 200929243 ❹ ❹ 入介面的儲存子系統的資料處理系統，各輸出入介面與儲 存裝置間有獨立的通訊路徑。圖t的主機21〇包括有應用 考王式212作業系統214與輸出入管理單元（SUpervis〇r ) 216 ,此輸出入管理單元2〗6可透過工作佇列（taskqueue) 的方式g理各種I/O需求，主機21〇另有多個通道（chanilei ) 218與儲存控制器（st〇rage c〇mr〇ller) 22〇的複數個輸出 入埠222連接，為提南j/o執行效能，此例更有設置快取 二間（cache) 224作為資料轉換的暫存區。此儲存控制器 220於其中的處理單元23〇與儲存裝置2仙間建立多個通 道，故主機210能透過儲存控制器220與其中處理器23〇 所建立與儲麵置通道進行詩存取。透過上述 it 輪出入管理單元216 ’主機210能以多個通道連 ^個輸ii{人介面形成的儲存控制器22Q，藉 或多個儲存裝置。 【發明内容】 上 能 ,將多輸出入介面應用在儲存裝置之通窗 透置獨立的輸出入介面與系統溝通外，更 了提^理方式產生更高效率的存取能力，接著，4 發明^挺山儲存裝置中的多輸出入介面卡的可靠声，2 法，其為在存儲又，多輸出入介面系統與通訊方 之間通f兩個1/0卡上的處理單天 多個I/O卡之^ 連接糸統與方法’主要目的是在 性，而這此it j 訊路縣實現通訊的高可靠 通轉㈣叹同—齡面，也心X是不同種 200929243 的介面 上述存儲設備之多輸出入介面系統之較佳實施例為利 用兩條或以上的路徑來實現多介面卡之間的通訊，使用於 ，存裝置的介面卡分別為第-輸出人介面卡與第二輸出入 ”面卡，各具有處理單元，以兩條通訊路徑相互連結，透 過處理單元之_減_通轉妓否失敗，以此產生 備援的功效’確保各輸出人介面卡之間通訊的高可靠性。 ❹ $設備〇如人介蚊軌方法讀佳實施例是 =各，出人介面卡内處理單元發出訊號，之後等待回應 ㈠虎’错以觸路徑是否失敗，若無失敗路徑，則以第— 路徑’·若是由回應喊㈣路徑失敗 祕備援機制，㈣-路徑為通轉徑，並回報系 【實施方式】 為了達到高可靠性的儲存裝置 ❹ 與系統（如電腦系统）間且右穩〜“ 各齡裝置 存裝置的系統中，更通訊介面外，在多儲 格式相互連社，甚匕儲存裝置之間透過特定的通訊 ^目互連、，、。’產生備援（redundant)的功效。 多輪即為—種_在存儲設備的 產品中實^至^^^方法，特別是在電腦系統的存館 間通訊的-種高可靠:入（1/〇)介面卡上的處理單元之 通，能夠即時獲知各方法’透過處理單元之間的溝 裝置與系統之間的裝置的運作情形，包括偵測儲存 通轉禮’透過備援的機制，產生高可 8 200929243 靠性的儲存方案。 請參閱第三圖所示之存儲設備之多輪出入介面系統的 較佳實施例’此圖例中所示為一個儲存裝置之兩個介面卡 的實施態樣’為了保證雙卡的處理單元之間通訊的高可靠 性，本發明利用兩條或以上的路經來實現雙或多個介 之間的通訊，路徑的硬體介面和軟體協定可以為Pc、

UART ( Universal Asynchronous Receiver/Transmitir ) ^ SPI ❹ ❹ (Serial Peripheral Interface )或者 SCI (咖㈤ communications mterface)。特別的是，此架構更能應:: 兩個介面卡以上的實施態樣。 如第三圖所示’兩個使用且電性連接於儲存裝置305 的介面卡分別為第-輸出入介面卡31與第二輸出入介面 卡32，其中分別具有處理單元3〇1與搬，藉以處理儲存 裝置305與電腦系統（未顯示於圖中）之間的數據資料， 且各設置於輸出入介面卡31，32之處理單元3〇1，逝之間 建立兩個以上的通訊路徑，此例係為兩條通訊路徑303與 304相互連結’且使用—或多個傳輪協定。通訊路徑可以 採用一種或者兩種組合方式來實現，牙透過匯流排（bus) 3/的冗式連結到各輸出入介面卡，連姑的方式如兩條都用 疋UART’或者一條用此作為傳輸诚定，而另一條 ，ART。此實施例使用兩條路經通訊的方式能有效防止 其_-條路㈣訊失賴造成兩卡之料訊失敗。 j技術特徵主要是在各的處 以上的輸出人介面卡互、SCI介面相立連結，兩個或 卡互連的通訊路徑艿以是同一種介面規 200929243 ^亦可从抑介面規格，另外，輪“介面卡 理早兀可是ARM core或MIPS core等，介丁 / 之態樣。 亦不受限於此述 為：達到兩個或以上的輸出入介面卡能 佳實施例係為上述各輸出入介 ： 此夠疋同-種龄，在—般正常使^响工 都正常’則選擇其一與電腦系統之路徑為；=通訊路徑 ❹ Ο 介面（Primary)’可為—預設的輸出入；徑的 面卡之一作為備援之次要通訊路徑的介 ，、他介 並應用到上的介面魏上，當其中=⑽dary)， =後，另-條路徑自動連接通訊，確保各出、：路徑失 間通訊的高可靠性。 雨出入>M面卡之 為實現上述介面間相互備援的機制， 入介面卡巾的處理單元會定期對各各輪出 進行檢測，當發現通訊失 ^連接是否正常 ?徑通訊’同時會向主機報告或者透過龙二-條 障排除為止。 且^路禮通讯失敗故 定時面卡之處理單元都會 :裝置與主機間的“路徑 (Master)模式，而另v 作在主控 a/c ^ m r , 〜個輸出入介面卡的處理單元就工 理„/_ n模式，接收並回饋信號給發出命令的處 种，兀〜；間隔時間可根據所使用的處理單元類型和於 體的設定，可以是# +古 个凡买貝坦和軟 、笔秒到幾十秒。當出現一條路徑通 10 200929243 訊失敗時’由處理單元利用另一通訊介面向主機或系統管 理員發出錯決報告，要求處理，在此說明之其他介面在存 儲產品中可以是序列連接SCSI( Serial Attached SCSI，SAS ) 或RS232等。 第四圖所示為本發明之多輸出入介面的通訊方法之較 佳實施例，包括步驟S401所述，先由各輸出入介面卡内 處理單元發出訊號，如週期性地廣播（broadcasting)或是 針對特定目標產生並發出命令和資料包，接著如步驟S4〇3 ❹ 所述’處理單元於發出訊息後偵測回應訊號，藉以判斷處 理單元間的通訊路徑是否失敗？（步驟S405)，若無失敗 的通訊路徑，則以第一路徑（即儲存裝置與電腦系統間之 預設之輸出入介面卡形成的主要通訊路徑）作為主要通訊 路徑（步驟S407)’此預設之通訊路徑於系統設計之初即 決定’另更有實施例係透過主機内系統來判斷隨機或是循 序設定一輸出入介面為主要通訊路徑。 若是由回應訊號得到上述預設之主要通訊路徑失敗 ❹時’本發明即啟動備援機制，由主機開始控管儲存裳置的 存取路徑（步驟S409)，因而設定另一次要通訊路徑（如 第二路徑）為通訊路徑（步驟S411)，並發出錯誤報告^ • 報系統（步驟S413)直到通訊路徑失敗故障排除為止。 上述由回應訊號判斷通訊路經的狀況可透過各處理單 元間是否順利得到回應訊息來判斷，比如握手訊号虎 (handshaking )，以來往的握手訊息了解通訊路徑的狀 沉；亦可以由來往的訊息封包中的訊息是否有遺失（l〇st ) 來判斷。 11 200929243 …’不上所述，本發明為—種存儲設備之多輸出入介面系 統與通訊方法，是在電腦系統的存儲產品中實現至少兩個 #出人卡上的處理單元之間通訊的—種高可#性連接方 法，產生各輸出入介面卡之間備援的功效。 惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即 褐限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示 内容所為之等效結構變化，均同理包含於本發明之 内，合予陳明。 ❹ 【圖式簡單說明】 第-圖係為習用技術利用多輸出人介面卡之儲存設備的 示意圖； 第-圖係為習用技術具有多個輸出入介面的健存子系統 的資料處理系統示意圖； 第三圖所示為本發明之存儲讀之多輸出人介面系統的 較佳實施例； 瘳 第四圖所示為本發明之存儲設備之多輸出人介而福訊* 法流程圖。 【主要元件符號說明】 處理器110 儲存媒體122 儲存裝置240 應用程式212 SCSI匯流排ία SCSI裴置控制器124 SCSI轉接器114 主機210 200929243 作業系統214 輸出入管理單元216 通道218 儲存控制器220 輸出入埠222 快取空間224 處理單元230 第一輸出入介面卡31 第二輸出入介面卡32 處理單元301, 302 匯流排35 儲存裝置305 © 13

Claims (1)

1. 200929243 十、申請專利範圍： 一種存儲設備之多輸出人介㈣統，包括有： 兩個或以上的輸出人介面卡，係連接—儲存裝置； 兩=以^處理單元，係分別設置於該輸出入介面 Γ且==裝置與—電腦系統間的數據資 立兩個以上的通訊路握，· 建 ❹ Ο '、m出人介面卡之—為—主要介面，而其他輪出 “作:：次要介面’當其中-條通訊路 上路㈣動連接通訊，藉此，各處 通訊失敗後造成兩卡之間通 其中一條路徑 •如申睛專利範圍第i項所 面系統，其中該通1改〜存儲°又備之夕輸出入介 3.如申請專利採用的通訊協定為价。 面系統，其Ι所34之存舰備之多輸出入介 咖T、SH 所採㈣通訊蚊更可為 I Hi專述之存儲設備之多輸出入介 置之第-輪出入二卡連接該儲存裝 介面各具有—個處理單元、弟一輪出入”面，各輪出入 如申睛專利範圍第4項 面系統，其中該之存儲設備之多輪出入介 面中的處埋單元相互介面卡與該第二輪出入介 冲互Μ兩條通訊路徑相互連結。 200929243 ， ^6.如申請專利範圍第5項所述之存儲設備之，多輸出入介 面系統，其中該通訊路徑為一條用I2C作為傳輸協定， 另一條用UART作為傳輸協定。 . 7.如申請專利範圍第1項所述之存儲設備之多輸出入介 面系統，其中該通訊路徑透過一匯流排連結到各輸出 入介面卡。 8. 如申請專利範圍第1項所述之存儲設備之多輸出入介 面系統，其中該輸出入介面系統更包括一通訊介面， ❹ 藉以發出錯誤報告。 9. 如申請專利範圍第8項所述之存儲設備之多輸出入介 面系統，其中該通訊介面為序列連接SCSI或RS232。 10. —種存儲設備之多輸出入介面通訊方法，包括有： 發出訊號，係由兩個或以上電性連接一儲存裝置的輸 出入介面中的處理單元週期性地發出命令和資料 包； 由回應訊號判斷各處理單元間的通訊路徑是否失敗， ❿ 係由該處理單元偵測該回應訊號； 若無失敗的通訊路徑，則以一預設之輸出入介面卡為 主要通訊路徑； 若是由該回應訊號得到該預設之主要通訊路徑失敗 時，即設定另一次要通訊路徑為通訊路徑；以及 發出錯誤報告。 11. 如申請專利範圍第10項所述之存儲設備之多輸出入介 面通訊方法，其中該通訊路徑的通訊協定為I2C。 15 200929243 12.如申請專利範園第11項所述之存儲設備之多輸出入介 面通訊方法，其中該通訊路徑的通訊協定更可為 UART、SPI 與 SCI 之一。 . 13.如申請專利範圍第10項所述之存儲設備之多輸出入介 面通訊方法，其中該兩個輸出入介面卡分別為一電性 連接該儲存裝置之第一輸出入介面卡與第二輸出入介 面，各輸出入介面各具有該處理單元。 14. 如申請專利範圍第13項所述之存儲設備之多輸出入介 ❹ 面通訊方法，其中該第一輸出入介面卡與該第二輸出 入介面中的處理單元相互以兩條通訊路徑相互連結。 15. 如申請專利範圍第14項所述之存儲設備之多輸出入介 面通訊方法，其中該通訊路徑為一條用I2C作為傳輸協 定，另一條用UART作為傳輸協定。 16. 如申請專利範圍第10項所述之存儲設備之多輸出入介 面通訊方法，其中利用一通訊介面發出該錯誤報告。 17. 如申請專利範圍第16項所述之存儲設備之多輸出入介 〇 面通訊方法，其中該通訊介面為序列連接SCSI或 RS232 。 16