TW201508489A - 經由串列附接小型電腦系統介面(sas)之快捷周邊組件互連(pcie)隧穿 - Google Patents

經由串列附接小型電腦系統介面(sas)之快捷周邊組件互連(pcie)隧穿 Download PDF

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Abstract

本文中呈現之系統及方法提供用於經由一串列附接小型電腦系統介面(SAS)域來隧穿快捷周邊組件互連(PCIe)資料。一資料系統(100)包含一SAS擴展器(101)、耦合至該擴展器之一PCIe目標裝置(111),及通信地耦合至一主機系統(105)及該擴展器之一SAS控制器(104)。該控制器可操作以經由SAS協定開啟與該擴展器之一連接,及經由PCIe協定,透過該連接在該目標裝置與該主機系統之間輸送封包資料。例如,該控制器及該擴展器可操作以緩衝在該連接中的資料封包。該控制器可發出待於該連接中傳送之數個該等資料封包。接著,經由該PCIe協定,透過該連接,在該目標裝置與該主機系統之間輸送該等經發出之數個資料封包。

Description

經由串列附接小型電腦系統介面(SAS)之快捷周邊組件互連(PCIE)隧穿
相關申請案之交叉參考
此文件主張2013年6月18日申請之標題為PCIE TUNNELING THROUGH SAS之美國臨時專利申請案第61/836,282號之優先權,該案藉此以引用方式併入本文中。
本發明一般係關於透過一SAS域之串列附接小型電腦系統介面(SAS)經由PCIe協定隧穿快捷周邊組件互連(PCIe)訊務。
多個儲存裝置介面存在且持續挑戰傳統SAS域。例如,基於PCIe之儲存裝置現與傳統SAS域並行組態。可需要此等PCIe儲存裝置將資料傳送至上游SAS儲存控制器及自上游SAS儲存控制器傳送,其中接著可將資料放置在一原生PCIe介面上。但,PCIe係一基於封包之無連接傳送協定且SAS係不提供無連接傳送之一端至端、基於連接之協定,從而使交互工作尤其具挑戰性。
本文中呈現之系統及方法提供用於經由一SAS域隧穿PCIe訊務,該SAS域包括一或多個具有PCIe能力之SAS擴展器、一或多個傳統SAS擴展器及一或多個具有PCIe能力之SAS控制器之一拓樸。PCIe訊務之隧穿容許SAS拓樸中之PCIe目標裝置(例如,SCSI-Over-PCIe (SOP)裝置、非揮發性快捷記憶體(NVMe)裝置,及快捷串列AT附接(SATAexpress)裝置)經由包括SAS擴展器及一SAS控制器之一SAS域連接至一基於PCIe之主機系統。在一項實施例中,一資料系統包含一串列附接小型電腦系統介面擴展器、耦合至擴展器之一快捷周邊組件互連目標裝置,及通信地耦合至一主機系統及擴展器之一串列附接小型電腦系統介面控制器。控制器可操作以經由串列附接小型電腦系統介面協定開啟與擴展器之一SAS連接,及經由快捷周邊組件互連協定透過該連接在目標裝置與主機系統之間輸送封包資料。例如,控制器及擴展器可操作以緩衝在連接中的資料封包。控制器可發出待在連接中傳送之數個資料封包。接著,經由快捷周邊組件互連協定透過SAS連接在目標裝置與主機系統之間輸送經發出之數個資料封包。
可以作為設計選擇之多種方式實施本文中揭示之各種實施例。例如,實施例可採取電腦硬體、軟體、韌體或其等之組合之形式。下文描述其他例示性實施例。
100‧‧‧資料系統/串列附接小型電腦系統介面(SAS)域
101‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)/串列附接小型電腦系統介面(SAS)擴展器
102‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)擴展器
102-1‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)擴展器
102-2‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)擴展器
103‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)/串列附接小型電腦系統介面(SAS)擴展器
104‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)/串列附接小型電腦系統介面(SAS)擴展器
105‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)主機系統
110‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)目標裝置
111‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)目標裝置
200‧‧‧程序
201‧‧‧程序元件
202‧‧‧程序元件
203‧‧‧程序元件
204‧‧‧程序元件
205‧‧‧程序元件
206‧‧‧程序元件
250‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)連結
251‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)連結
252‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)連結
253‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)連結
301‧‧‧端快捷周邊組件互連(PCIe)裝置/快捷周邊組件互連(PCIe)路徑端點/資料連結層封包(DLLP)連接端點
302‧‧‧資料連結層封包(DLLP)端點/串列附接小型電腦系統介面(SAS)域連接端點
303‧‧‧交易層封包(TLP)資料串流/交易層封包(TLP)資料路徑/TLP封包串流
304-1‧‧‧資料連結層封包(DLLP)封包串流
304-2‧‧‧路徑/資料連結層封包(DLLP)封包串流
304-3‧‧‧資料連結層封包(DLLP)封包串流
310‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)封包路徑
351-1至351-4‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)實體收發器/連結
352‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)/串列附接小型電腦系統介面(SAS)聚合器
353‧‧‧擴展器模組
354‧‧‧擴展器連接管理器
355‧‧‧擴展器連接路由器
356‧‧‧廣播傳播處理器
360-1至360-4‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)實體收發器/連結
361-1至361-4‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)實體收發器/連結
401‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)資料封包交換器
402‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)封包緩衝器
403-1至403-4‧‧‧資料連結層封包(DLLP)終止模組
404‧‧‧擴展器介面
414‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)埠層
415‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)/串列附接小型電腦系統介面(SAS)交互工作啟動器
416‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)輸送模組
417‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)主機介面
418‧‧‧「xN」快捷周邊組件互連(PCIe)實體收發器/連結
451‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)埠層控制器
452‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)緩衝器管理器及主機系統介面
453-1至453-4‧‧‧資料連結層封包(DLLP)終止模組
454‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)封包緩衝器
500‧‧‧運算系統
502‧‧‧處理器
504‧‧‧輸入/輸出或I/O裝置
506‧‧‧電腦可讀取媒體
508‧‧‧記憶體
510‧‧‧系統匯流排
512‧‧‧主機系統介面
現僅藉由實例及參考隨附圖式描述本發明之一些實施例。相同元件符號表示所有圖式上之相同元件或相同類型之元件。
圖1係經由一SAS域隧穿PCIe資料之一例示性資料系統之一方塊圖。
圖2係用於經由一SAS域隧穿PCIe資料之一例示性程序之一流程圖。
圖3係可操作以在一SAS域之SAS組件之間建立SAS連接及隧穿PCIe資料封包之SAS連結之一例示性方塊圖。
圖4係經由一SAS域之例示性PCIe隧穿之一方塊圖。
圖5係經由一SAS域之例示性PCIe隧穿之另一方塊圖。
圖6係一例示性具有PCIe能力之SAS擴展器之一方塊圖。
圖7係圖6之具有PCIe能力之SAS擴展器之一例示性PCIe目標聚合器之一方塊圖。
圖8係一例示性具有PCIe能力之SAS控制器之一方塊圖。
圖9係圖8之具有PCIe能力之SAS控制器之一例示性PCIe/SAS交互工作啟動器之一方塊圖。
圖10係其中一電腦可讀取媒體提供用於執行本文中之方法之指令之一例示性運算系統之一方塊圖。
圖式及下列描述圖解說明本發明之特定例示性實施例。因此,應瞭解儘管本文中未明確描述或展示,然而熟習此項技術者將能夠設想體現本發明之原理且包含於本發明之範疇內之各種配置。此外,本文中描述之任何實例意欲幫助理解本發明之原理且應被解釋為對此等特定陳述之實例及條件無限制。因此,本發明不限於下文所描述之特定實施例或實例。
圖1係經由一SAS域100隧穿PCIe資料之一例示性資料系統之一方塊圖。在此項實施例中,SAS域100與一具有PCIe能力的SAS擴展器(PCIe/SAS擴展器101)、一傳統SAS擴展器102,及經由一具有PCIe能力之SAS控制器(PCIe/SAS控制器104)耦合至一PCIe主機系統105之另一具有PCIe能力的SAS擴展器(PCIe/SAS擴展器103)組態。擴展器102耦合於擴展器101與擴展器103之間,且可操作以經由SAS協定連接至複數個SAS目標裝置110。PCIe/SAS擴展器101及103皆可操作以經由PCIe協定與PCIe目標裝置111連接且通信,及經由SAS協定與SAS目標裝置110(及其他SAS擴展器102)連接且通信。PCIe/SAS控制器104與一PCIe/SAS擴展器101/103的組合容許資料系統100經由SAS域100,藉由經由SAS協定來隧穿PCIe封包資料,而在PCIe主機系統105與PCIe目標裝置111之間傳送PCIe封包通信。PCIe/SAS控制器104亦將PCIe資 料轉譯至SAS,以將資料自PCIe主機系統105路由至適當SAS目標裝置110。在一項實施例中,許多PCIe目標裝置111以容許PCIe封包流經一埠層及PCIe/SAS控制器104之一PCIe/SAS交互工作啟動器(下文更詳細解釋)之一方式直接附接至PCIe/SAS控制器104,藉此僅在PCIe/SAS控制器104內提供隧穿。
PCIe目標裝置111及SAS目標裝置110之實例包含儲存裝置,諸如磁碟機及固態磁碟機(SSD)。就此而言,目標裝置110及111可代表PCIe主機系統105提供資料儲存。且,PCIe主機系統105可經由PCIe協定來組態讀取/寫入請求,用於經由擴展器101、102及103之SAS域100搭配目標裝置110及111之任一者的輸入/輸出(I/O)操作。PCIe主機系統105可係包含(例如)伺服器、工作站、個人電腦等之可操作以經由PCIe協定執行I/O操作之任何合適運算裝置或系統。
PCIe/SAS控制器104係可操作以執行裝置發現、管理目標裝置110及111之資料及處理引導至該資料之I/O命令的任何裝置、系統、軟體,或其等之組合。例如,可將PCIe/SAS控制器104實施為定制電路、實施為執行儲存於一相關聯程式記憶體中之程式化指令之一專用或通用處理器,或其等之一些組合。PCIe/SAS控制器104可係一獨立SAS裝置,一主機之一主機匯流排配接器(HBA),或PCIe主機系統105之一整合組件。
PCIe/SAS控制器104包含經調適以經由PCIe協定將封包資料與PCIe主機系統105耦合及通信之一前端介面(下文更詳細展示及描述)。PCIe/SAS控制器104亦包含經調適以耦合至且支援PCIe裝置(例如,PCIe/SAS擴展器101及103,及PCIe目標裝置111)及SAS裝置(例如,SAS目標裝置110及SAS擴展器102)之兩者之一後端介面(下文更詳細展示及描述)。例如,PCIe/SAS控制器104提供PCIe控制、SAS連接信用管理,及用以支援多個遠端/SAS擴展器(諸如擴展器101及103) 之緩衝。PCIe/SAS控制器104亦用作為用於可經由SAS域100存取之PCIe目標裝置111之一根複合體。PCIe/SAS控制器104執行SAS域管理之下游經附接目標裝置110及111輔助的PCIe系統列舉。
SAS擴展器102係可操作以提供資料經由SAS協定之一基於連接之傳送之任何裝置、系統、軟體或其等之組合。就此而言,SAS擴展器102可經由複數個實體收發器或「Phy」連接至其他SAS組件(諸如,SAS目標裝置110)及其他擴展器。PCIe/SAS擴展器110及103可係可操作以支援SAS目標裝置110及經附接PCIe裝置111、SAS擴展器102及其他PCIe/SAS擴展器及與其等通信之任何裝置、系統、軟體,或其等之組合。就此而言,PCIe/SAS擴展器101及103各具有複數個SAS Phy/PCIe連結以分別對目標裝置110及111服務PCIe及SAS訊務之兩者(下文更詳細展示)。PCIe/SAS擴展器101及103可操作以提供PCIe控制、裝置信用管理,及用以支援多個PCIe裝置111之緩衝。PCIe/SAS擴展器101及103亦可操作以將一標準SAS介面呈現至SAS擴展器102及與擴展器102及其他SAS裝置(例如,SAS目標裝置110)通信。
儘管相對於特定數目之PCIe/SAS擴展器、傳統SAS擴展器、PCIe目標裝置及SAS裝置展示且描述SAS域100,本發明不意欲為SAS域100中除可藉由SAS協定限制之數目之組件之外之任何特殊數目之組件。現關於圖2之流程圖論述資料系統(且更特定言之SAS域100)之某些操作細節。
圖2係用於經由一SAS域100隧穿PCIe資料之一例示性程序200之一流程圖。在此項實施例中,一PCIe目標裝置111連結至一SAS擴展器(程序元件201)且擴展器連結至PCIe/SAS控制器104(程序元件202)。如所提及,PCIe/SAS控制器104連結至PCIe主機系統105(作為PCIe主機系統105之部分或與PCIe主機系統105相異)以代表PCIe主機系統105傳送PCIe資料封包。因此,建立具有PICe組件之端點之SAS域100(例 如,經由PCIe/SAS控制器104至PCIe/SAS擴展器103或經由PCIe/SAS控制器104至PCIe/SAS擴展器101)。
在程序元件203中,SAS域100中之SAS組件之一者開啟PCIe/SAS控制器104與SAS擴展器之間之一SAS連接。例如,PCIe目標裝置111之一者可需要將基於PCIe之資料封包傳送至PCIe主機105。因此,PCIe目標111可引導PCIe/SAS擴展器101/103開啟與PCIe/SAS控制器104之一連接。或者,PCIe主機系統105可需要將基於PCIe之資料封包傳送至PCIe目標裝置111。PCIe主機系統105接著可引導PCIe/SAS控制器104開啟至目標裝置111之SAS連接。在任一情況下,在程序元件204中,在PCIe/SAS控制器104處或在PCIe/SAS擴展器101/103處之SAS連接之端點處緩衝PCIe資料封包,直至諸如SAS連接可經開啟以實現PCIe資料封包之傳送時。
在程序元件205中,在於SAS連接之端點之間傳送資料封包之前,PCIe/SAS組件(即,控制器104或擴展器101/103)發出待經由SAS連接傳送之多個PCIe資料封包。例如,由於PCIe協定係一無連接資料傳送協定,故經由SAS連接追蹤PCIe資料封包以確保其等到達正確PCIe端點。在一項實施例中,SAS連接之各端點經由PCIe協定之資料連結層封包(DLLP)傳送在一下一緩衝節點處可用之一定量信用(例如,表示可用緩衝器空間),使得可在SAS連接之端點處處置資料封包之信用管理。
藉由建立之連接及監測之PCIe資料封包之數目,SAS連接之各端點可自端點中之緩衝器擷取PCIe交易層封包(TLP),以經由PCIe協定透過SAS連接在目標裝置111與PCIe主機系統105之間輸送所發出之數個資料封包(在程序元件206中),藉此經由SAS連接隧穿PCIe訊務。下文實施例中展示且描述關於經由SAS域100之PCIe隧穿之實施方案之額外細節。
圖3係可操作以在SAS裝置之間建立SAS連接以隧穿PCIe資料封包之SAS連結之一例示性方塊圖。個別SAS連接及相關聯資料傳送出現具有一「x1」Phy寬度,而PCIe可具有用以促進邏輯互連之「x1」、「x2」、「x4」,或更真實Phy。圖1之SAS域100內之連接可操作以輸送訊務之一動態混合,如本文中所圖解說明。在此項實例中,在一4-phy SAS寬埠上攜載PCIe與SAS訊務之一混合。
一典型SAS連接協定發散接收一開啟接受(OA)之一開啟位址訊框(OAF)據此回應而藉此建立SAS連接,如SAS連結250中所圖解說明。一旦SAS連接開啟,則SAS資料訊框或PCIe資料封包與相關聯控制在開啟SAS連接內互換。因此,在互換CLOSE基元從而促進服務連接之所有擴展器拆卸路由時,SAS連接隨後關閉,如SAS連結250、251,及253中所圖解說明。
此項實例中亦圖解說明四個不同協定:SAS連結250中之串列SCSI協定(SSP)、SAS連結253中之串列ATA隧穿協定(STP)、SAS連結250中之串列管理協定(SMP),及SAS連結250及253中之一PCIe經隧穿協定(PTP)。更特定言之,SAS連結250圖解說明經由SSP開啟一SAS連接,使得可在端點之間傳送SSP訊框及基元。在該連接關閉之後,SAS組件(例如,擴展器101/103及/或PCIe/SAS控制器104)可操作以經由PTP開啟一SAS連接使得可經由PCIe協定之交易層封包(TLP)及資料連結層封包(DLLP)傳送PCIe資料封包。在傳送PCIe資料封包之後,SAS連接被關閉且可(在此情況下經由SMP)可用於另一資料傳送。
SAS連結251圖解說明其中經由PTP透過一SAS連接傳送PCIe資料封包之一類似實施例。此處,PTP開啟及關閉連接,容許稍後SAS連結251上之一SSP連接。
SAS連結252整個專用於經由PTP提供PCIe資料訊務。例如,若需要PCIe頻寬之一靜態分配,則經建立用於傳送PCIe封包之一SAS連接 可係一永久連接。PTP可藉場利用具有一些額外合格性之舊型OAF在包含中間舊型SAS擴展器(諸如,SAS擴展器102)之一SAS域中操作。例如,可使用OAF中具有相容特徵欄位之舊型STP協定藉此將該類型之隧穿合格化為PTP而開啟一PTP連接。在此情況下,由於中間擴展器僅在一SAS連接開啟時轉送DWORDS同時等待SAS CLOSE基元在SAS連接之連接端點之間互換,故中間擴展器正常操作。
SAS連結253圖解說明與PTP之連同用於STP之一SAS連接之一開啟及關閉類似之SAS連接之開啟及關閉。因此,SAS連結不限於任何特定協定。即,在本文中,SAS連結可用於專用於經由SAS域100之PCIe訊務及/或包含經由SSP、STP、SMP及PTP藉由任何特定連結上之SAS連接之SAS開啟及關閉之其他形式之資料訊務。
圖4係藉由如類似於如圖1中所圖解說明之SAS域100之一例示性PCIe隧穿之一方塊圖。此圖式展示TLP資料串流303中之PCIe TLP在端PCIe裝置301之間流動,同時PCIe DLLP橫穿DLLP封包串流304-1及304-3之原生PCIe連結且經由DLLP封包串流304-2隧穿。為圖解說明之目的,SAS域100與一PCIe/SAS擴展器101、一對SAS擴展器102-1及102-2,及一PCIe/SAS控制器104組態。對應於如上文所論述使用SAS協定之OAF及OA建立路徑304-2,建立用於整體PCIe封包路徑310之一SAS連接。藉由耦合至PCIe/SAS控制器104之PCIe主機系統105且藉由耦合至PCIe/SAS擴展器101之PCIe目標裝置111建立PCIe端點301。基於SAS連接經由擴展器101、擴展器102及控制器104之SAS組件建立SAS域連接端點302。
如所提及,為經由SAS域100實施PCIe隧穿,可在SAS域100中之連接端點302處緩衝PCIe資料封包。接著,可使用PCIe協定之DLLP封包追蹤PCIe協定中之TLP資料封包。例如,PCIe協定提供用於TLP及DLLP之兩者。可沿著PCIe封包路徑310在各種連接端點301及302處組 態DLLP封包串流304-1、304-2,及304-3以追蹤PCIe目標裝置111與PCIe/SAS控制器104之間在其等對應連接端點301處之TLP資料串流303中之TLP資料封包。TLP支援終端使用者資料傳輸,同時在PCIe連結功能之間DLLP封包使用以管理流程控制及認可TLP。圖4圖解說明TLP如何沿著PCIe封包路徑310中之TLP資料路徑303在原生PCIe路徑端點301之間之途中通過SAS域100,同時DLLP在SAS域100之SAS連接端點302處被終止。
在PCIe/SAS擴展器101與PCIe/SAS控制器104之間之PCIe封包路徑310之SAS連接部分上互換一獨立DLLP封包串流304-2以在PCIe封包橫穿SAS域100時管理PCIe流程控制及TLP認可。儘管展示一單個TLP封包串流303,然而可以且通常支援在一單個SAS連接上多個TLP封包串流(例如,可在一SAS連接中服務多個PCIe目標裝置111)。可使用附接至PCIe/SAS擴展器101及103之任一者之目標裝置111之PCIe/SAS聚合實施多個TLP封包串流,如圖1中類似地圖解說明。
適當TLP序號替代發生在PCIe/SAS擴展器101及PCIe/SAS控制器105之Phy/連結層內。可在DLLP端點302之各者處沿著DLLP封包串流304-2組態額外PCIe「重放」緩衝器。此等重放緩衝器可經調用用於跨傳統PCIe片段及PCIe封包路徑310中之丟失或錯誤TLP。或者,如圖5中所圖解說明,可在一中間PCIe/SAS擴展器103處沿著DLLP封包串流304-2實施DLLP終止及相關聯PCIe重放緩衝器。例如,PCIe協定認可移動之各TLP。若用於一TLP之一目的地節點偵測TLP中之一錯誤(例如,一不良CRC、一不良符號等),則目的地節點將相對於ACK DLLP之一NAK DLLP發送回源節點。源節點保存已發送且未在一重放緩衝器中認可之各TLP之一複本。當源節點接收NAK DLLP時,其從到達之具有錯誤之TLP開始重新發送儲存在重放緩衝器中之所有TLP。
圖6係一例示性PCIe/SAS擴展器101/103之一方塊圖。PCIe/SAS擴展器101/103可操作以支援SAS目標裝置110及PCIe目標裝置111。就此而言,藉由擴展器模組353通過對應PCIE Phy/連結351-1至351-4、SAS Phy/連結360-1至360-4及SAS Phy/連結361-1至361-4服務PCIe訊務及SAS訊務之兩者。例如,SAS Phy/連結361-1至361-4可耦合至上游SAS擴展器102。因此,SAS Phy/連結361-1至361-4可操作以耦合至上游SAS擴展器102之對應SAS Phy/連結且建立PCIe資料可通過其自另一具有PCIe能力之裝置(例如,另一PCIe/SAS擴展器或PCIe/SAS控制器104)傳送之一SAS連接。
擴展器模組353包括一擴展器連接路由器355、一擴展器連接管理器354,及一廣播傳播處理器356。擴展器連接管理器354服務建立擴展器內之各種連結層之連接之請求。擴展器連接路由器355在擴展器內之連結層之間提供一交換功能。廣播傳播處理器356可操作以藉由一PCIe/SAS聚合器352發現經附接PCIe目標裝置111、處理傳入之廣播請求,且確保請求按SAS協定要求轉送。通常,使屬於經附接PCIe目標裝置111之經發現資訊可用於具有PCIe能力之SAS啟動器(諸如,PCIe/SAS控制器104),本質上,(例如)藉由商家獨有SMP功能或新的標準化SMP PCIe裝置發現功能屏蔽來自傳統舊型SAS控制器之資訊。此等模組之各者通常留存其標準SAS行為,同時服務PCIe隧穿連接。
PCIe/SAS聚合器352提供PCIe控制、按裝置之信用管理,及用以支援多個PCIe目標裝置111所需之緩衝,同時將一標準介面呈現至擴展器模組353之標準SAS擴展器功能。PCIe信用管理係容許一PCIe裝置通知用於其交易層(即,TLP)中之各接收緩衝器之一起始量信用之PCIe協定之一方案。在連結之相對端處之裝置在將交易發送至此裝置時計數各TLP自其帳戶消耗之信用之數目。發送PCIe裝置在其經消耗信用計數未超過其信用限制時傳輸一TLP。當接收裝置結束自其緩衝 器處理TLP時,接收裝置將信用之一退還發信號至發送裝置,其使信用限度增加回復量。當以此方式透過一SAS連接隧穿PCIe資料封包時,DLLP通過中間擴展器使得一PCIe/SAS聚合器352及PCIe/SAS交互工作啟動器(下文更詳細解釋)可在SAS連接之持續時間直接互換DLLP訊框。
因為PCIe訊務被封包化,故其容許多個PCIe目標裝置111共用一單個實體SAS連接。且,因此,在自PCIe/SAS聚合器352至擴展器連接管理器354及擴展器連接路由器355之一或多個連接請求上攜載PCIe訊務,以建立用於服務經附接PCIe目標裝置111之適當頻寬。換言之,在經服務PCIe目標裝置111之數目與經使用擴展器功能介面之數目之間不存在基本關係。
當在多個PCIe目標裝置111中共用多個SAS連接時,針對各PCIe目標裝置111獨立追蹤TLP序號。使用TLP序號確保封包經遞送用於其等規定目的地。在一項實施例中,在TLP開始準備用於跨SAS域100之傳輸之封包時,包含一途徑識別符連同一TLP序號。例如,鄰近於TLP序號之一TLP中之一前半位元組通常全部設定為邏輯「0」。替代地,可使用前半位元組編碼至唯一PCIe目標裝置111之多個不同途徑(例如,16)。或者或此外,PCIe/SAS聚合器352可檢查一TLP標頭以區分應用至一TLP之一特殊定址與路由,藉此移除對可共用一組SAS連接之PCIe目標裝置111之數目之限制。
圖7係圖6之PCIe/SAS擴展器101/103之一例示性PCIe/SAS聚合器352之一方塊圖。在此項實施例中,PCIe/SAS聚合器352包括一擴展器介面404,該擴展器介面404可操作以處理用於至及自PCIe/SAS擴展器101/103之擴展器連接管理器354及擴展器連接路由器355之SAS連接之請求。一旦建立一SAS連接,則PCIe封包之一或多個串流可通過擴展器介面101。就此而言,一DLLP連接端點301具有用於使各開啟SAS 連接終止在PCIe/SAS擴展器101/103與PCIe/SAS控制器104之間之SAS域100上傳送之DLLP封包之DLLP終止模組403-1至403-4。如所提及,此等DLLP封包認可端至端TLP封包且管理可用於經由SAS域100之PCIe封包傳輸之信用。
PCIe TLP透過DLLP終止模組403-1至403-4移動至PCIe資料封包交換器401中。PCIe資料封包交換器401維護用於各PCIe Phy/連結之流程控制信用資訊且對在DLLP終止403-1至403-4與PCIe Phy/連結之間轉送資料封包或暫時緩衝歸因於缺少信號不可立即通過之一資料封包做出基於信用之決策。當信用變得可用時,取決於資料封包之目的地,PCIe資料封包交換器401將儲存在PCIe封包緩衝器402中之TLP轉送至PCIe Phy/連結或DLLP終止403-1至403-4。
如所提及,當一特定SAS連結之頻寬經最大化用於PCIe訊務時,SAS連接可專用於PCIe訊務之永久使用。否則,可用於PCIe目標裝置111之頻寬通常係可用在PCIe/SAS聚合器352中之信用之一函數,其通常係PCIe主機系統105之可用SAS頻寬及上游頻寬之一函數。
圖8係一例示性PCIe/SAS控制器104之一方塊圖。PCIe/SAS控制器104可操作以支援傳統SAS目標裝置110及PCIe目標裝置111。PCIe/SAS控制器104可操作以執行下游PCIe目標裝置111之PCIe列舉,以建立附接至SAS域100之PICe目標裝置111之一拓樸,藉此操作為用於PCIe目標裝置111之一「根複合體」。PCIe/SAS控制器104包括根據PCIe協定來管理PCIe控制及PCIe/SAS連接信用管理之一PCIe/SAS交互工作啟動器415。就此而言,PCIe/SAS交互工作啟動器415提供用以支援多個下游PCIe/SAS擴展器101/103之緩衝。例如,由於PCIe協定係一無連接協定,資料封包需要在SAS域100內之PCIe連接端點處緩衝以控制及追蹤PCIe資料封包經由SAS連接之傳送。PCIe/SAS交互工作啟動器415提供來自PICe主機系統105之資料封包的緩衝,且管理與 傳送至其目的地PCIe/SAS擴展器101/103之PCIe資料封包相關聯的信用。
PCIe/SAS交互工作啟動器415某種程度上操作為不透明PCIe橋接器,使PCIe主機系統105避開經由SAS域100存取之附接至PCIe/SAS擴展器101/103之PCIe目標裝置111的連接細節。換言之,資料封包透過SAS域100至/自各種PCIe目標裝置111之連接、路由及傳送的複雜性被下推至PCIe/SAS控制器104中,使得PCIe主機系統105可利用其處理能力於其他任務。就此而言,PCIe/SAS交互工作啟動器415搭配SAS埠層414工作,以將資料封包路由至其等之目的地PCIe/SAS擴展器101/103。換言之,SAS埠層414操作為一交換功能,以如由PCIe/SAS交互工作啟動器415所引導般路由PCIe資料封包。
PCIe/SAS控制器104亦包含一SAS輸送模組416,以在附接至SAS域100中之擴展器(舊型SAS擴展器102或PCIe/SAS擴展器101/103)的SAS目標裝置110之間路由SAS資料。SAS輸送模組416操作以提供經由SAS埠層414之交換至SAS目標裝置110之傳統SAS通信。
一PCIe主機介面417經與PCIe/SAS控制器104組態以在SAS域100與PCIe主機系統105之PCIe域之間提供通信。例如,一「xN」PCIe Phy/連結418根據PCIe主機系統105之PCIe邏輯互連來接收PCIe資料封包(例如,x1 Phy、x2 Phy、x4 Phy等)。若該等資料封包指定用於SAS目標裝置110,則PCIe主機介面417將該等資料封包轉譯成SAS資料,以藉由SAS域100經由SAS輸送模組416輸送至SAS目標裝置110。
圖9係圖8之PCIe/SAS控制器104之一例示性PCIe/SAS交互工作啟動器415之一方塊圖。PCIe/SAS交互工作啟動器415與一SAS埠層控制器451相互作用,以建立用於將PCIe TLP資料封包傳送至一PCIe/SAS擴展器101/103及自一PCIe/SAS擴展器101/103傳送PCIe TLP資料封包之目的的SAS連接。PCIe TLP資料封包儲存於由PCIe緩衝器管理器及 主機系統介面452控制之一PCIe封包緩衝器454中。再次根據上述實施例,在SAS域100中之連接端點處,於PCIe主機系統105與PCIe目標裝置111之間傳送PCIe資料封包期間,緩衝PCIe資料封包。就此而言,PCIe封包緩衝器454操作為SAS端點302與PCIe端點301之一不透明橋接器交互工作點。
DLLP終止模組453-1至453-4以類似於PCIe/SAS聚合器352之DLLP終止模組403之方式終止一PCIe/SAS擴展器101/103與PCIe/SAS控制器104之間通過之DLLP封包。此容許DLLP封包認可TLP封包且管理可用於經由SAS連接之PCIe封包傳輸之信用。
為提供進一步圖解說明,當PCIe資料封包待在附接至一PCIe/SAS擴展器101/103之一PCIe目標裝置111與PCIe/SAS控制器104之間輸送時,來自需要傳送PCIe資料封包之組件之一標準SAS OAF在該兩個組件之間建立一SAS連接。只要PCIe資料封包傳送中之任一組件具有PCIe資料封包發送或以其他方式由SAS協定引導,SAS連接開啟。當組件不再需要傳送PCIe資料封包時,該組件發出SAS協定之一CLOSE基元。如藉由STP連接,一旦一CLOSE基元在兩方向上互換,則SAS連接被終止且後續由參與連接之擴展器101/102/103拆卸。
為改良一開啟連接之全雙工利用,連接之一側可在發送其CLOSE基元之前等待直至其自啟動SAS連接之連接中之組件接收一CLOSE基元之後。或者或此外,可藉由解譯在SAS連接中之一PCIe目標裝置111與PCIe/SAS控制器104之間傳送之TLP資料封包執行一SAS連接之關閉。此可輔助預測後續SAS連接中之頻寬要求。然而,可如上文所論述實施一永久SAS連接以提供PCIe訊務之需要頻寬。可將永久SAS連接實施為使用SAS協定之EXTEND_CONNECTION基元及相關聯計時器之SPL-3永久連接之一變體。
在任何情況下,一擴展器101/103之PCIe/SAS聚合器352及 PCIe/SAS控制器104之PCIe/SAS交互工作啟動器405將SAS連接之關閉視為對保持任何PCIe信用、TLP序號及與SAS組件之間之DLLP途徑相關聯之任何其他參數之一當前狀態之一指示。可使用SAS協定中之清楚編碼實施PTP及識別SAS域100中之一PTP連接。或者,可使用PCIe/SAS控制器104處之一單獨世界廣用名稱(WWN)將PTP連接引導至PCIe/SAS交互工作啟動器405。接著,可在PCIe/SAS擴展器101/103處使用唯一WWN識別複數個經附接PCIe目標裝置111及提示擴展器連接管理器354完成至PCIe/SAS聚合器352之SAS連接。亦可在OA經接收且DWORD經藉由中間擴展器轉送時使用STP建立到該點之SAS連接因此可搭配舊型擴展器(例如,擴展器102)操作。
一旦開啟經由SAS域100之一PTP連接,則PCIe規則通常以類似於應用於SAS域100中之STP資料傳送之一方式應用於所有PCIe資料封包傳輸。例如,當一SAS連接開啟時,通過中間擴展器轉送DWORD使得可在SAS連接之端處準確表現PCIe通信。在一項實施例中,可基於PCIe/SAS擴展器101/103及/或PCIe/SAS控制器104中之PCIe資料封包之緩衝器位準關閉SAS連接。為圖解說明,若PCIe/SAS控制器104由於其缺少如此做之信用(即,因為PCIe封包緩衝器402不具有可用緩衝器空間)而不能將PCIe資料封包發送至PCIe/SAS擴展器101,則PCIe/SAS控制器104可選擇關閉至PCIe/SAS擴展器101之SAS連接。亦可基於發送一些預定量封包之進展或若緩衝器位準為0而關閉連接。
本發明可採取一整體硬體實施例、一整體軟體實施例或含有硬體及軟體元件之兩者之一實施例之形式。在一項實施例中,在包含(但不限於)韌體、常駐軟體、微碼等之軟體中實施本發明。圖10圖解說明其中一電腦可讀取媒體506可提供用於執行本文中所揭示之方法之任一者之指令之一運算系統500。
此外,本發明可採取可自提供程式碼使用於一電腦或任何指令 執行系統或結合其使用之電腦可讀取媒體506存取之一電腦程式產品之形式。為此描述之目的,電腦可讀取媒體506可係可有形地儲存使用於包含電腦系統500之指令執行系統、設備或裝置或結合其使用之程式之任何設備。
媒體506可係任何有形電子、磁性、光學、電磁、紅外線或半導體系統(或設備或裝置)。一電腦可讀取媒體506之實例包含一半導體或固態記憶體、磁帶、一可抽換式電腦磁碟、一隨機存取記憶體(RAM)、一唯讀記憶體(ROM)、一硬碟機,及一光碟機。光碟之當前實例包含小型光碟-唯讀記憶體(CD-ROM)、小型光碟-讀取/寫入(CD-R/W),及DVD。
適用於儲存及/或執行程式碼之運算系統500可包含藉由一系統匯流排510直接或間接耦合至記憶體508之一或多個處理器502。記憶體508可包含在程式碼之實際執行期間採用之本機記憶體、大容量儲存器及提供至少一些程式碼之暫時儲存以減少在執行期間自大容量儲存器擷取碼之次數之快取記憶體。輸入/輸出或I/O裝置504(包含(但不限於)鍵盤、顯示器、指標裝置等)可直接或藉由中介I/O控制器耦合至系統。網路配接器亦可耦合至系統以使運算系統500能夠(諸如)經由主機系統介面512耦合至其他資料處理系統,或經由中介私人或公共網路耦合至遠端印表機或儲存裝置。數據機、纜線數據機,及乙太網路卡僅係一些當前可用類型之網路配接器。
100‧‧‧資料系統/串列附接小型電腦系統介面(SAS)域
101‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)/串列附接小型電腦系統介面(SAS)擴展器
102‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)擴展器
103‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)/串列附接小型電腦系統介面(SAS)擴展器
104‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)/串列附接小型電腦系統介面(SAS)控制器
105‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)主機系統
110‧‧‧串列附接小型電腦系統介面(SAS)目標裝置
111‧‧‧快捷周邊組件互連(PCIe)目標裝置

Claims (10)

  1. 一種可在一串列附接小型電腦系統介面架構中操作之方法,該方法之特徵在於其包括:將一快捷周邊組件互連目標裝置連結至一串列附接小型電腦系統介面擴展器(201);將該擴展器連結至一串列附接小型電腦系統介面控制器(202);開啟該控制器與該擴展器之間之一串列附接小型電腦系統介面連接(203);在該連接中之一端點處緩衝資料封包(204);發出待於該連接中傳送之數個該等資料封包(205);及經由該快捷周邊組件互連協定,透過該連接,在該目標裝置與一主機系統之間輸送該等經發出之數個資料封包(206)。
  2. 如請求項1之方法,進一步包括:將該擴展器連接至複數個快捷周邊組件互連目標裝置;及將快捷周邊組件互連資料自該主機系統路由至該等快捷周邊組件互連目標裝置。
  3. 如請求項2之方法,進一步包括:聚合該複數個快捷周邊組件互連目標裝置,以將至另一串列附接小型電腦系統介面擴展器之該複數個快捷周邊組件互連目標裝置表示為一單個快捷周邊組件互連目標裝置。
  4. 如請求項1之方法,進一步包括:在該擴展器與該控制器之間互換資料連結層封包。
  5. 如請求項4之方法,進一步包括:終止及處理在該控制器處之該等資料連結層封包;及 經由在該控制器處之該等資料連結層封包執行交易層封包之信用管理。
  6. 一種資料系統(100),該資料系統之特徵在於其包括:一串列附接小型電腦系統介面擴展器(101);一快捷周邊組件互連目標裝置(111),其經耦合至該擴展器;及一串列附接小型電腦系統介面控制器(104),其經通信地耦合至一主機系統(105)及該擴展器,其中該控制器可操作以經由該串列附接小型電腦系統介面協定開啟與該擴展器之一連接,及經由該快捷周邊組件互連協定,透過該連接,在該目標裝置與該主機系統之間輸送封包資料。
  7. 如請求項6之資料系統,其中:該擴展器包括一聚合器(352),該聚合器可操作以連接至複數個快捷周邊組件互連目標裝置及將快捷周邊組件互連資料自該主機系統路由至該等快捷周邊組件互連目標裝置。
  8. 如請求項7之資料系統,其中:該聚合器係進一步可操作以將至另一串列附接小型電腦系統介面擴展器之該等快捷周邊組件互連目標裝置表示為一單個快捷周邊組件互連目標裝置。
  9. 如請求項6之資料系統,其中:該擴展器包含一聚合器(352),該聚合器係可操作以將一串列附接小型電腦系統介面提供至另一串列附接小型電腦系統介面擴展器。
  10. 如請求項6之資料系統,其中:該控制器包括一啟動器(415),該啟動器可操作以與該擴展器互換資料連結層封包。
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