TW434491B - Increasing I/O performance through storage of packetized operational information in local memory - Google Patents

Description

4 3 44 ύ 1 五、發明說明（1) 發明領域 本發明係有關一種轉合一主處理器及一記憶體子系統之 系統，且輛合之方式為可有效率地在該主處理器與該記憶 體子系統之間轉移資料，更具體而言，本發明係有關一種 可使一設於該主處理器與該記憶體子系統之間的橋接電路 儲存封包化作業資料之方法及裝置，且該方法及裝置因而 減少經由該橋接電路與該記憶體子系統間的一匯流排系統 的記憶體存取之需求。 發明背景 電腦系統通常包含一個或多個匯流排，每一匯流排具：， 在區域中互通訊息的若干連接之裝置。系統匯流排及週邊 匯流排通常使用不同組的標準協定或規則，以進行經由該 等匯流排而連接的不同裝置間之資料轉移。通常將自一匯 流排架構傳送到另一匯流排架構的資料進行轉換的裝置稱 為橋接器（br i dg e )。為了在不同匯流排系統上的各裝置之 間進行全系統範圍的通訊，匯流排至匯流排橋接器將一個 匯流排架構的通訊協定與另一匯流排架構的通訊協定匹 i己。 "區域匯流排"（M local busn )目前的作業方式為更緊密 地與中央處理器的作業相關聯，且可在近似中央處理器的 速度下運作。一種特定類型的”區域匯流排n即是π週邊組 件互連’’（"Peripheral Component Interconnect” ；簡稱 PC I )匯流排。使用一 PC I匯流排的一系統除了包含實體的 PC I匯流排之外，尚包含一第一橋接電路，用以對連接到

434491 五、發明說明（2) -- 該PC I匯流排的各裝置間之資料轉移進行介面控制。 亦稱為匯流排控制器的一第二橋接電路對另一匯流排系 統與PC ί匿流排間之資料轉移進行介面控制。因此，該配 置之方式為.PCI匯流排上的各裝置經由該第—橋接器而 傳送資料及接收資料，而耦合到第二匯流排系統的裝置經 由該第二橋接器（或匯流排控制器）而傳送及接收資料。該 等兩個橋接器相互通訊，並可在連接到該ρ ς I匯流排的各 裝置與該第二匯流排系統之間進行資料轉移。 目如一種廣泛使用的將各主處理器連接到諸如記憶體子 系統等的各週邊裝置之匯流排系統架構即是遵循小型電又 系統連接（Small Computer System Interconnect ;簡稱 SCSI)協定之匯流排系統架構。習用技術包括與將scsi通 流排系統連接到PC I匯流排系統有關的若干揭示技術β此 類揭示技術的例子係述於授與S t e w a r t等人的美國專利 5，634，033、及授與Amini等人的美國專利5，522,050。其 他的S C S I匯流排介面控币彳牙' 統係述於授與(j a j j a r等人的美 國專利5, 454 ,085、授與Keener等人的美國專利 5,550,991、及授與White等人的美國專利5，519,883。 雖然橋接器在提供不同匯流排系統間之資料轉移有其效 果’但是此種資料轉移是相當耗時的，且減缓了系統的整 體作業。當需要在耦合到一 PC I匯流排的各裝置之間傳送 短訊’且因而將該短訊經由一 P C I橋接器而傳送到一第二 匿流排控制器及一1主處理器時’上述的缺點尤其明顯。每 一次的此種訊息傳送都需要一 P C I橋接器進行下列事項：

434491 五、發明說明（3) 取得該PCI匯流排之主控權、設定一個經由該PCI橋接器而 傳送的訊息之組態 '以及派發該訊息等。可派發或接收一 短訊之就緒時間需要相當長的處理時間，且因而延遲了其 他的系統功能。 此種訊息的一實例即是一狀態指示，其中係由一記憶體 子系統發出該訊息，以便指示一讀取/寫入動作之成功或 失敗。將該狀態訊息派發到提出讀取或寫入要求之主處理 器。 因此，本發明之一目的在於改良一個採用多個匯流排系 統以載送較短訊息資料的電腦系統中的資料轉移之處理赵 率。 發明概述 採用本發明的一電腦系統包含：一主處理器，該主處理 器係經由一第一區流排系統而輕合到一 _記憶體子系統；一 控制器裝置；以及一第二匯流排系統。該控制器裝置包含 記憶體，用以儲存複數個S c r i p t，而該等S c r i p t係諸如經 由該第二匯流排系統而對該主處理器重新執行。Sc r i p t是 一種用來執行一控制器裝置上的運算之指令集。每一 S c r i p t包含在派發該S c r i p t之前發現要插入的訊息或狀態 資料（或其他作業資料）之一個或多個位址°在該電腦糸統 的作業過程中，因該作業而促使該記憶體子系統將一指令 發出到該控制器裝置，以便將一 Scr i p t派發到諸如該主處 理器。該控制器裝置回應時，係取得所要求的S c r丨p t，執 行該S c r i p t，而存取區域儲存的作業資料，以便將該作業

4 五、發叼說明（4) 資料包含在該Script中•區域錯 … 要地將資料經由該匯流排系統而=泫資料時，可避免不必. 即可取得將被包含在一Seri pt的科运到該記憶體子糸統， 的所兩資料。 圖1是採用本發明的—系統之高階方塊圖。 圖2是本發明的方法的作業之高 Μ明之詳細說明 南^邏輯流程圖。 閱圖1，二^體子系統1〇包含輕合到-記憶體系 Ϊ處理器14之複數個磁碟機12。記Μ子系係作 個或多個主處理器16之-中央資料儲存裳置。主處？ 益1 6係經由一 S C S I匯流排1 7而耦合到一 pc〗/ scs丨控制器 18 » PCI/SCSI技制器18又係經由—pCi匯流排22而耦合到 一 PC I橋接器20。PC I橋接器20又係經由一 pC !匯流排24而 耦合到記憶體系統處理器1 4。 於記憶體子系統1 0的作業中，需要將各種狀態及作業訊 息派發到主處理器1 6 ’以供整體的系統控制及管理s此種 訊息包括與讀取/寫入動作的成功或失敗有關的各種狀態 資料。也需要在電腦系統作業的某些時間中派發與記憶體 子系統1 0有關的其他作業資訊。 為了可有效率地處理狀態及作業訊息，PCI/SCSI控制器 1 8 |史有一隨機存取記憶體（R a n d 〇 m A c c e s s M e m 〇 r y ;簡稱 RAM) 26，該RAM 26包含了儲存複數個"Script，' 28的容 量。RAM 26進一步包含複數個”郵箱ί 30 ，用以作為一個或 多個Sc r i p t 2 8所參照的特定作業資料之儲存裝置》

第9頁 434491 五、發明說明（5) 每一 Script 28是一次常式，當該次常式被派發且為一 接受裝置所接收時，可使該接受裝置完成一所需的動作， 或登錄一Scr ipt中内含的一區段之資料《例如，當將一個 此種Script自PC I/SCSI控制器1 8派發到記憶體系統處理器 1 4時，該S c r i p t可使記憶體子系統1 0根據該S c r i p t内含的 資料而開始一讀取動作。一個類似的Scr 1 p 1:可使記憶體子 系統1 0處理一寫入動作。另一 S c r i p t可能包含一訊息，用 以指示該電腦系統的一特定元件之狀態（例如作業狀態、 非作業狀態、離線狀態等）。可利用其他類型的Scr i pt來 派發一特定的作業訊息，例如"斷線”、π連接"識別”‘ 或其他類似的動作。 每一 S c r i p t 2 8係與一特定的訊息或作業指示相關聯。 因此，如果記憶體系統處理器1 4成功地完成了一讀取動 作，則該記憶體系統處理器1 4將一訊息派發到PC I / SCS I控 制器1 8 ，以便執行一特定的Scr i pt，用以向主處理器1 6指 示已成功地完成讀取動作。為了避免PC I /SCS I控制器1 8必 須回應上述訊息而自記憶體系統處理器1 4直接存取作業資 料，於執行Script 28時，Script 28存取一個包含所要包 含於該Script的相關資料之郵箱30。此種資料指示了讀取 動作的成功完成。 因此，每一郵箱30本質上是RAM 26中的一位址’且可在 該郵箱3 0中找到將要包含於一S c r i p t的特定資料。當執行 一 Scr i pt時，即存取此種資料，且將找到已於系統啟動時 嵌入該S c r i p t的一各別鄄箱之一位址。

第i〇頁 434491 五 '發明說明（6) 可將一郵箱的資料保留給單一的S c Γ 1 p t，該資料也可以. 是複數個Sc r i p t所用的共同資料。不論在哪一種情形中， 各別Sc r i p t將在其中嵌入可發現要將此種資料插入該 Script中的位址。因此*當執行任何Script時f將到達包 含一特定郵箱的位址之一行，且將存取該郵箱，並將該郵 箱中存放的資料插入該Seri pt，而且已如同這些資料原先 已存在於該Script的方式執行該Script。 現在請參閱圖2，而說明本發明之方法=在一啟動階段 中，將所需的所有Script載入PCS/SCS〖控制器18。在步驟 50中，可自記憶體系統處理器14載入各Script，而記憶ί 系統處理器14自一個或多個磁碟機12存取特定的Script， 或直接自主處理器16存取特定的Script。然後在步驟52 中，將RAM 26中預設位址上的作業資料載入n郵箱"中。請 注意，尚有額外的預定郵箱區*可存放RAM 26中用於其他 作業資料之狀態/訊息郵箱位置。然後以執行Scr ί p t時將 插入該Script的作業資料之預設位址Μ多補”每一Script。 於Scr i pt執行時，作業資訊係儲存在郵箱位址，然後以單 一記憶體至記憶體移動之方式傳送該作業資訊，此種方式 與要求許多個別的PC I作業來完成同一資料轉移之方式不 同。在步驟5 4中，此種位址界定了 R A Μ 2 6中之郵箱。 在本程序的執行階段中，假設記憶體系統處理器丨4將要 把一狀態訊息發出到主處理器1 2步驟1 6。因此，在步驟5 6 中，記憶體系統處理器1 4將一訊息（經由PC I橋接器2 0 )派 發到PC 〖/SCS I控制器1 8，以便將一指定Script派發到主處

4344 9 1 五、發明說明（_7) 理器1 2 (步驟1 6 )。PC I /S CS I控制器丨8回應時，係取得並執-行該指定的Script。於執行該Script時，該Script中包含 一郵箱位址的每一行都使所指定郵箱3 0中所指定的資料被 存取。然後在步騍58中，將各別郵箱30内含的資料插入包 含Scr i pt的程式碼流，並將該資料傳送到諸如主處理器 1 6 〇 我們當了解，視所要插入一 Script中以供執行時執行的 預定作業資料值之數目而定，該Script可能包含一個、幾 個、或許多的郵箱位址。 雖然上述說明假設：每一記憶體系統處理器1 4及 PC I /SCS I控制器1 8已在其中載入為實施本發明所需的各別 程序，但是熟悉本門技術者當可了解，亦可將控制圖1所 示電腦系統的各別裝置所需之軟體包含在記憶媒體（例如 圖1所示之軟碟機4 0 )中，並視需要而將該軟體載入各別裝 置。 我們可自上述說明了解，由於在啟動階段中將縱非全部 也是大部分的必要作業資料下載到PCI/SCSI控制器18，或 者於執行時經由區域記憶體中的郵箱位址而存取該等作業 資料，所以本發明無須許多的PC I匯流排介面/存取動 作。因此，當要執行任何Sc r i p t時，記憶體系統處理器1 4 所需要的只是諸如將一個或兩個位元組的值派發到 PCI/SCSI控制器18 ，以便指定一個特定的Script。 我們當了解，前述的說明只是用來解說本發明。在不脫 離本發明的範圍下，熟悉本門技術者可設計出各種的替代

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Claims (1)

1. 434491 六、申請專利範圍 1. 一種將至少一個主處理器耦合到一記憶體子系統之系 統，該系統包含： 一第一匯流排系統，該第一匯流排系統係根據一第一 協定而操作，且係耦合到該記憶體子系統； 控制器裝置，該控制器裝置係耦合到該第一匯流排系 統及該主處理器，且包含記憶體，用以儲存複數個 Scripts，每一該等複數個Scripts包含用來執行一作業的 一組指令，並包含一個可找到將要伴隨該各別Scr i pt的 S c r i p t資料之位址；以及 處理器裝置，用以下載用來儲存在該控制器裝置中έ 該等Scr ipts及Scr ipt資料，並隨即將一個可執行一指定 Scr i pt的指令提供給該控制器裝置，該執行使該指定 S c r i p t中的一也址所指定之S c r i p t資料被存取，並使該 Script資料連同該指定的Script被傳送。 2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該Scr ip t f料包 含該記憶體子系統中的一狀態之指示。 3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該Scr 1 pt資料包 含用來指示該Script的一接受裝置所要採取的動作之訊息 資料。 4. 如申請專利範圍第1項之系統，其令係對該控制器裝 置中的區域記憶體執行單一讀取/寫入作業，以便取得該 位址上的該S c r i p t資料，而該S c r i p t資料於執行時使該 S c r i p t得以被執行。 5. 如申請專利範圍第1項之系統，進一步包含：

   第14頁 4344 9 1 六、申請專利範圍 一第二匯流排系統，該第二匯流排系統係根據一第二 協定而操作，且係耦合於該控制器裝置與該主處理器之 間，而且係將該等Sc r i p t s經由該第二匯流排系統而派發 到該主處理器。 6. 如申請專利範圍第5項之系統，其中該控制器裝置包 含一控制處理器及一橋接模組，該控制處理器係以該橋接 模組與該第二匯流排系統間之一介面之方式而操作，且該 橋接模組係以該控制處理器與該第一匯流誹系統間之一介 面之方式而操作。 7. 如申請專利範圍第6項之系統，其中該第一匯流排系 統包含一週邊組件互連（P C I )匯流排系统。 8. 如申請專利範圍第7項之系統，其中該第二匯流排系 統包含一小型電腦系統連接（SCS I )匯流排系統。 9. 一種記憶媒體，該記憶媒體包含用來控制一系統之程 式碼，而該系統係在一主處理器與一記憶體子系統之間傳 送訊息及資料，該系統包含：一第一匯流排系統，該第一 匯流排系統係根據一第一協定而操作，且係耦合到該記憶 體子系統；一第二匯流排系統，該第二匯流排系統係根據 一第二協定而操作，且係耦合到該主處理器；一控制器， 該控制器係耦合到該第一匯流排系統與該第二匯流排系統 之間，且包含記憶體，用以儲存複數個用來重新執行的 Script，每一 Script包含用來執行一作業的一指令集，並 包含一個可找到將要伴隨該Script的Script資料之位址； 該記憶媒體包含：

   第15頁 434431 六'申請專利範圍 控制下載之裝置，用以控制該記憶體子系統下載該等 Scripts及Script資料，以便儲存在該控制器裝置；以及 控制提供指令之裝置，用以控制該記憶體子系統隨即 將一指令提供給該控制器，以便派發其中一個該等 S c r i p t s ;以及 操作該控制器之裝置，用以派發該其中一個該等 Scripts，並在其中包含該控制器中儲存的Script資料， 且係由該其中一個該等Scr i pt中包含的該位址指示該 S c r i p t 資料。 1 0 .如申請專利範圍第9項之記憶媒體，其中該Sc r i p t装 料包含該記憶體子系統中的一動作的狀態之一指示。 1 1.如申請專利範圍第9項之記憶媒體，其中該Sc r i p t資 料包含用來指示該Script的一接受裝置所要採取的一動作 之訊息貢料。 1 2.如申請專利範圍第9項之記憶媒體，其中係對.該控制 器裝置中的區域記憶體執行單一讀取/寫入作業，以便取 得該位址上的該S c r i p t資料，而該S c r i p t資料於執行時使 該S c r i p t得以被執行。

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