TWI675368B

TWI675368B - 多硬碟啟動控制方法

Info

Publication number: TWI675368B
Application number: TW107105859A
Authority: TW
Inventors: 黃翔瑞
Original assignee: 神雲科技股份有限公司
Priority date: 2018-02-21
Filing date: 2018-02-21
Publication date: 2019-10-21
Also published as: TW201937484A

Abstract

本發明提出一種多硬碟啟動控制方法，包含：一控制電路於一開機自檢階段中藉由一第一硬碟連接埠發送一第一硬碟啟動訊號；及控制電路於發送第一硬碟啟動訊號後判斷第一硬碟連接埠是否連接於一硬碟。若第一硬碟連接埠連接於硬碟，控制電路於判斷第一硬碟連接埠連接於硬碟之後等待一預設時間，並於等待預設時間後藉由一第二硬碟連接埠發送一第二硬碟啟動訊號；若第一硬碟連接埠未連接於硬碟，控制電路於判斷第一硬碟連接埠未連接於硬碟之後不等待預設時間而藉由第二硬碟連接埠發送第二硬碟啟動訊號。

Description

多硬碟啟動控制方法

本案是關於一種硬碟啟動控制方法，且特別是多硬碟之啟動控制方法。

一般來說，伺服器系統包含多顆硬碟，多顆硬碟方符合伺服器系統需處理並記錄大量資料之需求。習知的硬碟種類有二：具有讀寫頭的傳統硬碟及固態硬碟，較多伺服器系統係使用傳統硬碟而非固態硬碟，傳統硬碟具有成本較低且壽命較長之優點。然而，具讀寫頭的硬碟包含啟動馬達，在伺服器系統的開機程序中，若同時啟動多顆硬碟，多顆硬碟的啟動馬達同時啟動會產生大電流，造成伺服器系統的電源供應單元無法負荷而損壞。

因此，為避免上述問題，傳統的一種開機方法係將硬碟分散地啟動，其方法係先致能一硬碟連接埠，並等待一段延遲時間，接著再致能另一硬碟連接埠，再等待另一段延遲時間，如此重複執行直到所有硬碟連接埠被致能而啟動所有硬碟。若伺服器系統包含十個硬碟連接埠，致能十個硬碟連接埠則需等待十倍之延遲時間，若延遲時間為五秒，致能十個硬碟連接埠至少需花費五十秒，如此才能將所有硬碟啟動，造成開機時間過長。

有鑑於此，本發明提出一種多硬碟啟動控制方法。

在一實施例中，一種多硬碟啟動控制方法包含：一控制電路於一開機自檢階段中藉由一第一硬碟連接埠發送一第一硬碟啟動訊號；及控制電路於發送第一硬碟啟動訊號後判斷第一硬碟連接埠是否連接於一硬碟。若第一硬碟連接埠連接於硬碟，控制電路於判斷第一硬碟連接埠連接於硬碟之後等待一預設時間，並於等待預設時間後藉由一第二硬碟連接埠發送一第二硬碟啟動訊號；若第一硬碟連接埠未連接於硬碟，控制電路於判斷第一硬碟連接埠未連接於硬碟之後不等待預設時間而藉由第二硬碟連接埠發送第二硬碟啟動訊號。

綜上所述，根據本發明之多硬碟啟動控制方法之一實施例，伺服器系統會根據硬碟連接埠是否連接於硬碟而選擇性地等待一預設時間，換言之，當一硬碟連接埠未連接於硬碟時，伺服器系統不會延遲下一硬碟連接埠的啟動時間，如此可減少伺服器系統的開機時間而加快其開機速度；進一步，在暖啟動之開機程序中，伺服器系統並不會延遲硬碟連接埠的啟動時間，若伺服器系統包含十個硬碟連接埠，在暖啟動之開機程序中可節省十倍之延遲時間，進而提升其開機速度。

圖1為應用本發明之多硬碟啟動控制方法之一實施例之伺服器系統1之電路方塊圖。請參照圖1，伺服器系統1包含控制電路11、硬碟連接埠121-126及硬碟131-134，控制電路11連接於硬碟連接埠121-126，硬碟連接埠121、123、124、126分別連接於硬碟131、132、133、134，而硬碟連接埠121-126中之硬碟連接埠122、125則未連接於硬碟。在此，圖1係以六個硬碟連接埠121-126及四個硬碟131-134為例，然本發明不以此為限，伺服器系統1之管理者可自行增加或減少硬碟連接埠及硬碟之數量，且伺服器系統1之管理者可自行調整硬碟連接埠與硬碟之間之連接關係。在一實施例中，控制電路11及硬碟連接埠121-126係設置於伺服器系統1之主機板上，硬碟131、132、133、134可藉由傳輸線連接於硬碟連接埠121、123、124、126。

圖2為根據本發明之多硬碟啟動控制方法之一實施例之流程圖。請合併參照圖1及圖2，在伺服器系統1之一開機自檢階段中，控制電路11會執行一硬碟啟動程序，控制電路11先藉由硬碟連接埠121-126中之一者（為方便描述，以下稱為第一硬碟連接埠）發送一第一硬碟啟動訊號S1（步驟S021），於發送第一硬碟啟動訊號S1之後，控制電路11判斷發送第一硬碟啟動訊號S1之第一硬碟連接埠是否連接於硬碟（步驟S022），若第一硬碟連接埠連接於硬碟，控制電路11則等待一預設時間（以下稱為第一預設時間）（步驟S023），反之，若第一硬碟連接埠未連接於硬碟，控制電路11則不等待前述之第一預設時間。在一實施例中，前述之第一預設時間可為五秒。

接著，控制電路11再次執行步驟S021，以藉由硬碟連接埠121-126中之另一者（以下稱為第二硬碟連接埠）發送一第二硬碟啟動訊號S2，控制電路11在執行步驟S021之後再次執行步驟S022，以判斷發送第二硬碟啟動訊號S2之第二硬碟連接埠是否連接於硬碟，並根據第二硬碟連接埠是否連接於硬碟而選擇性地等待一另一預設時間（以下稱為第二預設時間）。基此，控制電路11會不斷地重複執行步驟S021、S022，並根據發送硬碟啟動訊號之硬碟連接埠是否連接於硬碟之判斷結果選擇性地執行步驟S023，直至控制電路11已藉由硬碟連接埠121-126中之每一者發送一硬碟啟動訊號後始完成前述之硬碟啟動程序。其中，前述之第二預設時間可相同或不同於前述之第一預設時間。

以圖1為例，前述之第一硬碟連接埠及第二硬碟連接埠可分別為硬碟連接埠121、122，由於硬碟連接埠121連接於硬碟131，控制電路11在發送第一硬碟啟動訊號S1之後會判斷出硬碟連接埠121連接於一硬碟（即，硬碟131），此時控制電路11等待一預設時間，並在等待預設時間後再藉由硬碟連接埠122發送第二硬碟啟動訊號S2；接著，由於硬碟連接埠122未連接於硬碟，控制電路11在發送第二硬碟啟動訊號S2之後會判斷出硬碟連接埠122未連接於硬碟，此時控制電路11不等待一預設時間而直接藉由硬碟連接埠123發送第三硬碟啟動訊號S3。

同理，控制電路11在發送第三硬碟啟動訊號S3之後會判斷出硬碟連接埠123連接於一硬碟（即，硬碟132），控制電路11等待一預設時間並在等待預設時間後再藉由硬碟連接埠124發送第四硬碟啟動訊號S4；控制電路11在發送第四硬碟啟動訊號S4之後會判斷出硬碟連接埠124連接於一硬碟（即，硬碟133），控制電路11等待一預設時間並在等待預設時間後再藉由硬碟連接埠125發送第五硬碟啟動訊號S5；控制電路11在發送第五硬碟啟動訊號S5之後會判斷出硬碟連接埠125未連接於硬碟碟，此時控制電路11不等待預設時間而直接藉由第六連接埠126發送第六硬碟啟動訊號S6，並在發送第六硬碟啟動訊號S6之後判斷出第六連接埠126連接於硬碟134，控制電路11等待一預設時間而完成硬碟啟動程序。於是，相較於先前技術，控制電路11在發出硬碟啟動訊號S2、S5之後並不會等待預設時間，以預設時間為五秒為例，硬碟啟動程序的執行時間一共減少十秒，也就是伺服器系統1的開機時間減少十秒，進而提升伺服器系統1的開機速度。

在一實施例中，若硬碟131-134中之任一者接收到硬碟啟動訊號，硬碟131-134會分別回傳一硬碟存在訊號S7、S8、S9、S10。基此，控制電路11在執行步驟S022時可偵測硬碟連接埠121-126是否接收來自於一硬碟之硬碟存在訊號，若控制電路11偵測到來自於硬碟之硬碟存在訊號，則判斷為「是」，若控制電路11未偵測到來自於硬碟之硬碟存在訊號，則判斷為「否」。例如，若控制電路11藉由硬碟連接埠126發送第六硬碟啟動訊號S6，控制電路11在發送第六硬碟啟動訊號S6之後會偵測到來自於硬碟134之硬碟存在訊號S10而判斷出硬碟連接埠126連接於硬碟134；若控制電路11藉由硬碟連接埠125發送第五硬碟啟動訊號S5，控制電路11在發送第五硬碟啟動訊號S5之後未偵測到來自於硬碟之硬碟存在訊號，控制電路11判斷出硬碟連接埠125未連接於硬碟。

在一實施例中，如圖2所示，控制電路11在執行步驟S021之前會先判斷硬碟啟動訊號的發送次數是否等於硬碟連接埠的總數量（步驟S024），並在判斷為「否」時始執行步驟S021，以藉由硬碟連接埠121-126中之一發送一硬碟啟動訊號；若控制電路11判斷出硬碟啟動訊號的發送次數等於硬碟連接埠的總數量時（判斷結果為「是」），表示硬碟啟動程序已完成，此時，控制電路11繼續執行開機程序（步驟S03）。於此，控制電路11可記錄硬碟啟動訊號的發送次數，且硬碟啟動訊號的發送次數可預設為零。在步驟S024中，控制電路11可藉由比對硬碟啟動訊號的發送次數與硬碟連接埠的總數量來判斷硬碟啟動訊號的發送次數是否等於硬碟連接埠的總數量。以圖1為例，硬碟連接埠的總數量為六，在發送硬碟啟動訊號S1之前，硬碟啟動訊號的發送次數為零，控制電路11在執行步驟S024時會判斷出硬碟啟動訊號的發送次數不等於硬碟連接埠的總數量，控制電路11接著發送硬碟啟動訊號S1，且在發送硬碟啟動訊號S1後記錄發送次數為一。爾後，控制電路11在發送硬碟啟動訊號S2、S3、S4、S5、S6之前都會判斷出硬碟啟動訊號的發送次數不等於硬碟連接埠的總數量，因控制電路11在發送硬碟啟動訊號S2、S3、S4、S5、S6之後會記錄發送次數分別為二、三、四、五、六。控制電路11在發送硬碟啟動訊號S6之後會判斷出硬碟啟動訊號的發送次數等於硬碟連接埠的總數量（即，六），進而執行步驟S03。

在一實施例中，前述之控制電路11係一次藉由一個硬碟連接埠發送一硬碟啟動訊號，然本發明不以此為限，控制電路11亦可一次藉由兩個硬碟連接埠發送一硬碟啟動訊號，並一次判斷兩個硬碟連接埠是否連接於硬碟。舉例來說，控制電路11可先藉由硬碟連接埠121、122分別發送第一硬碟啟動訊號S1及第二硬碟啟動訊號S2，並判斷硬碟連接埠121、122是否連接於硬碟；接著，控制電路11再藉由硬碟連接埠123、124分別發送第三硬碟啟動訊號S3及第四硬碟啟動訊號S4，並判斷硬碟連接埠123、124是否連接於硬碟，依此類推不再贅述。控制電路11之設計者可根據伺服器系統1之電源供應單元可負荷之電流大小來決定控制電路11每次所啟動之硬碟數量。

在一實施例中，硬碟連接埠121-126及硬碟131、132、133、134具有支援串列ATA（SATA）之匯流排介面，控制電路11包含中央處理器111及南橋晶片112，南橋晶片112包含控制硬碟連接埠121-126及硬碟131、132、133、134之SATA控制器1121。並且，伺服器系統1更包含一BIOS記憶體14，用以儲存BIOS碼。中央處理器111可執行BIOS記憶體14所儲存之BIOS碼，以控制南橋晶片112。基此，南橋晶片112受控於中央處理器111而控制SATA控制器1121產生硬碟啟動訊號S1-S6，並驅使SATA控制器1121分別將硬碟啟動訊號S1-S6發送至硬碟連接埠121-126，以藉由硬碟連接埠121-126輸出。

圖3為圖2之多硬碟啟動控制方法之一實施態樣之一流程圖。請參照合併參照圖1至圖3，在一實施例中，BIOS記憶體14所儲存之BIOS碼係支援統一可延伸韌體介面（Unified Extensible Firmware Interface；UEFI），換言之，統一可延伸韌體介面所包含之安全性（Security；SEC）開機階段、前EFI（Pre-EFI；PEI）開機階段及驅動程式執行環境（DXE）開機階段等係為開機自檢階段的一部份，控制電路11在執行開機自檢階段時係先執行SEC階段（步驟S01），接著執行PEI開機階段（步驟S02），在PEI開機階段中控制電路11先初始化硬碟連接埠121-126之SATA介面（步驟S020），並在執行步驟S020之後執行步驟S021、S022，並選擇性地執行步驟S023。

並且，在一實施例中，控制電路11係在冷啟動（cold boot）之開機程序中執行步驟S022並選擇性地執行步驟S023，若控制電路11係執行暖啟動（warm boot）之開機程序，控制電路11在發送每一硬碟啟動訊號之後並不需判斷硬碟連接埠121-126中之一者是否連接於硬碟，控制電路11不需等待預設時間，以加速暖啟動之開機程序之開機時間。於此，如圖3所示，在PEI開機自檢階段中，控制電路11在執行步驟S020之後先判斷當下所執行之開機程序係屬於冷啟動或暖啟動（步驟S025），若是屬於暖啟動（判斷結果為「否」），控制電路11則在藉由硬碟連接埠121-126中之一發送硬碟啟動訊號（步驟S027）之後不等待預設時間而直接重複執行步驟S027，以藉由硬碟連接埠121-126中另一者發送另一硬碟啟動訊號，控制電路11可不延遲地連續發送硬碟啟動訊號S1-S6。在其他的實施例中，當控制電路11判斷當下所執行之開機程序係為暖啟動，控制電路11亦可藉由硬碟連接埠121-126同時發送硬碟啟動訊號而同時發送硬碟啟動訊號S1-S6。如此一來，在暖啟動之開機程序中，控制電路11可快速地完成硬碟啟動程序，大幅地減少暖啟動之開機時間。

在前述之實施例中，當控制電路11判斷當下所執行之開機程序係屬於暖啟動（步驟S025）時，控制電路11亦判斷硬碟啟動訊號的發送次數是否等於硬碟連接埠的總數量（步驟S026），若判斷為否則執行步驟S027，若判斷為是則執行步驟S03。

圖4為圖2之多硬碟啟動控制方法之另一實施態樣之流程圖。圖5為應用圖4之多硬碟啟動控制方法之一伺服器系統2之電路方塊圖。在一實施例中，請先合併參照圖1及圖5，圖5與圖1之差異在於，伺服器系統2之控制電路11包含至少二中央處理器，即中央處理器111、113。中央處理器111、113分別具有一通道互聯（Path Interconnect）介面，兩中央處理器111、113之間可藉由通道互聯介面相互溝通。基此，請合併參照圖4及圖5，當伺服器系統2根據一冷啟動訊號開機而運作時，中央處理器111先啟動，先啟動之中央處理器111使控制電路11運作而進行UEFI之開機程序。於是，根據中央處理器111運作之控制電路11在執行步驟S025時會判斷出當下之開機自檢階段係為冷啟動而執行步驟S021、S022，並選擇性地執行S023，以發出硬碟啟動訊號S1-S6而完成硬碟啟動程序。

接著，控制電路11會進一步判斷通道互聯介面是否已完成初始化（步驟S028）。在冷啟動之開機程序中，控制電路11會判斷出通道互聯介面未完成初始化（判斷結果為「否」），此時控制電路11重置（步驟S04），也就是伺服器系統2重新開機。在重新開機之後，中央處理器113根據一暖啟動訊號啟動，此時，根據中央處理器111、113運作之控制電路11會初始化中央處理器111、113之通道互聯介面。於是，在暖啟動之開機程序中，控制電路11在執行步驟S028時會判斷出通道互聯介面之初始化已完成，此時控制電路11繼續執行開機程序（步驟S03），例如控制電路11可執行PEI開機自檢階段中之其他初始化程序，如快速週邊組件互連（PCI Express；PCI-E）介面之初始化等，或可執行驅動程式執行環境（Driver Execution Environment；DXE）開機自檢階段，以繼續開機程序。

在一實施例中，控制電路11可在冷啟動之開機程序及暖啟動之開機程序中分別設定一旗標，使前述之旗標於冷啟動之開機程序中被設定為具有一第一邏輯位準，且在暖啟動之開機程序中被設定為具有一第二邏輯位準。於此，控制電路11在執行步驟S025時可藉由前述之旗標來判斷當下所執行之開機程序係為冷啟動或暖啟動，以在冷啟動之開機程序中根據硬碟連接埠121-126是否連接於一硬碟之判斷結果選擇性地等待一預設時間，或在暖啟動之開機程序中不判斷硬碟連接埠是否連接於硬碟而不等待前述之預設時間。

值得說明的是，在本案中，控制電路11係藉由儲存在BIOS記憶體14中之BIOS碼來執行圖2至圖4中之步驟S01、S020~S028、S03、S04。

雖然本案已以實施例揭露如上然其並非用以限定本案，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本案之保護範圍當視後附之專利申請範圍所界定者為準。

1 伺服器系統 11 控制電路 111 中央處理器 112 南橋晶片 1121 SATA控制器 113 中央處理器 121 硬碟連接埠 122 硬碟連接埠 123 硬碟連接埠 124 硬碟連接埠 125 硬碟連接埠 126 硬碟連接埠 131 硬碟 132 硬碟 133 硬碟 134 硬碟 14 BIOS記憶體 2 伺服器系統 S1 第一硬碟啟動訊號 S2 第二硬碟啟動訊號 S3 第三硬碟啟動訊號 S4 第四硬碟啟動訊號 S5 第五硬碟啟動訊號 S6 第六硬碟啟動訊號 S7 硬碟存在訊號 S8 硬碟存在訊號 S9 硬碟存在訊號 S10 硬碟存在訊號 S01~S04 步驟 S021~S028 步驟

[圖1] 為應用本發明之多硬碟啟動控制方法之一實施例之伺服器系統之電路方塊圖。 [圖2] 為根據本發明之多硬碟啟動控制方法之一實施例之流程圖。 [圖3] 為圖2之多硬碟啟動控制方法之一實施態樣之一流程圖。 [圖4] 為圖2之多硬碟啟動控制方法之另一實施態樣之流程圖。 [圖5] 為應用圖4之多硬碟啟動控制方法之一伺服器系統之電路方塊圖。

Claims

一種多硬碟啟動控制方法，適於一伺服器系統，該多硬碟啟動控制方法包含：一控制電路於一開機自檢階段之一硬碟啟動程序中依序發送一第一硬碟啟動訊號及一第二硬碟啟動訊號；該控制電路藉由複數硬碟連接埠中之一第一硬碟連接埠發送該第一硬碟啟動訊號；及該控制電路於發送該第一硬碟啟動訊號後判斷該第一硬碟連接埠是否連接於一硬碟；若該第一硬碟連接埠連接於該硬碟，該控制電路於判斷該第一硬碟連接埠連接於該硬碟之後等待用以延遲啟動另一硬碟之一預設時間，並於等待該預設時間後藉由該些硬碟連接埠中之一第二硬碟連接埠發送該第二硬碟啟動訊號；若該第一硬碟連接埠未連接於該硬碟，該控制電路於判斷該第一硬碟連接埠未連接於該硬碟之後不等待該預設時間而藉由該第二硬碟連接埠發送該第二硬碟啟動訊號。
如請求項1所述之多硬碟啟動控制方法，其中該控制電路係根據控制該伺服器系統開機之一冷啟動訊號進入該開機自檢階段，並根據該冷啟動訊號等待該預設時間。
如請求項2所述之多硬碟啟動控制方法，更包含：該控制電路更於發送該第二硬碟啟動訊號之後根據一暖啟動訊號重置；該控制電路於重置後之另一開機自檢階段中藉由該第一硬碟連接埠發送一第三硬碟啟動訊號；及該控制電路於發送該第三硬碟啟動訊號之後不等待用以延遲啟動該另一硬碟之另一預設時間而在該另一開機自檢階段中藉由該第二硬碟連接埠發送一第四硬碟啟動訊號，其中該另一預設時間係相同或不相同於該預設時間。
如請求項1所述之多硬碟啟動控制方法，更包含：該控制電路於發送該第二硬碟啟動訊號之後於該開機自檢階段中判斷一通道互聯介面是否完成初始化，其中該通道互聯介面連接該控制電路及另一控制電路；若該通道互聯介面未完成初始化，該控制電路根據一暖啟動訊號重置；該控制電路於重置後之另一開機自檢階段中藉由該第一硬碟連接埠發送一第三硬碟啟動訊號；及該控制電路於發送該第三硬碟啟動訊號之後不等待用以延遲啟動該另一硬碟之另一預設時間而藉由該第二硬碟連接埠發送一第四硬碟啟動訊號，其中該另一預設時間係相同或不相同於該預設時間。
如請求項1所述之多硬碟啟動控制方法，其中，於該控制電路判斷該第一硬碟連接埠是否連接於該硬碟之步驟中，該控制電路偵測該第一硬碟連接埠是否接收對應於該第一硬碟啟動訊號之一硬碟存在訊號，以判斷該第一硬碟連接埠是否連接於該硬碟。
如請求項1所述之多硬碟啟動控制方法，於該控制電路發送該第一硬碟啟動訊號之前，該硬碟啟動控制方法更包含：該控制電路於該開機自檢階段中判斷該開機自檢階段係為冷啟動或暖啟動，若該開機自檢階段係為冷啟動，該控制電路於發送該第一硬碟啟動訊號之後始判斷該第一硬碟連接埠是否連接於該硬碟。
如請求項6所述之多硬碟啟動控制方法，於該控制電路執行該開機自檢階段之前，該多硬碟啟動控制方法更包含：該控制電路根據一冷啟動訊號設定一旗標具有一第一邏輯位準，或根據一暖啟動訊號設定該旗標具有一第二邏輯位準；其中，該控制電路於該開機自檢階段判斷該開機自檢階段係為冷啟動或暖啟動之步驟中，該控制電路係根據該旗標具有該第一邏輯位準或該第二邏輯位準判斷該開機自檢階段係為冷啟動或暖啟動。
如請求項1所述之多硬碟啟動控制方法，於該控制電路發送該第一硬碟啟動訊號之前，該硬碟啟動控制方法更包含：該控制電路於該開機自檢階段中判斷硬碟啟動訊號的一發送次數是否等於複數硬碟連接埠的總數量；及若該控制電路判斷出該發送次數不等於該些硬碟連接埠的總數量，該控制電路始藉由該些硬碟連接埠中之該第一硬碟連接埠發送該第一硬碟啟動訊號。
一種多硬碟啟動控制方法，適於一伺服器系統，該多硬碟啟動控制方法包含：一控制電路於一開機自檢階段中判斷該開機自檢階段係為冷啟動或暖啟動；若該控制電路判斷出該開機自檢階段係為暖啟動，該控制電路於該開機自檢階段之一硬碟啟動程序中依序發送一第一硬碟啟動訊號及一第二硬碟啟動訊號；該控制電路藉由複數硬碟連接埠中之一第一硬碟連接埠發送該第一硬碟啟動訊號；及該控制電路於發送該第一硬碟啟動訊號之後不等待用以延遲啟動另一硬碟之一預設時間而藉由該些硬碟連接埠中之一第二硬碟連接埠發送該第二硬碟啟動訊號。
如請求項1或9所述之多硬碟啟動控制方法，其中該控制電路包含至少一中央處理器及一南橋控制晶片。