TWI682273B - 儲存裝置的電源控制方法與使用此方法的電子系統 - Google Patents

Abstract

本發明提出雙端口的非揮發性記憶體儲存裝置的系統電源控制的架構，所述電子系統包括儲存裝置、兩台主機與主機內的控制電路。首先每台主機各自濾除自身開機與重開的過程的中對於所有儲存裝置電源短暫關閉的時序，接著當自身主機進入關機狀態，偵測另外一台是否運作中，如果另外一台運作中則不去控制電源的方式。最後將兩主機的控制訊號透過及閘去控制儲存裝置的電源。

Description

儲存裝置的電源控制方法與使用此方法的電子系統

本發明是有關於一種電源控制方法，且特別是有關於一種多台主機共同存取的儲存裝置的電源控制方法以及使用此方法的電子系統。

傳統的硬碟只能連接到一台主機，這樣的單一化儲存路徑導致單點主機故障時硬碟內容便無法被存取，因此雙埠（dual port）儲存裝置便被發展出來。雙埠儲存裝置能夠提供高可用度的儲存環境，當所連接的其中一台主機故障時，所連接的另外一台主機仍然能夠存取雙埠儲存裝置中的資料。

一般來說，主機會發送訊號來控制其所連接的儲存裝置的電源。但是，為了避免兩台主機在控制雙埠記憶體的電源時相互干擾而導致雙埠記憶體無法被正常存取，因此現有的雙埠記憶體的電源時常是永久啟動而不受主機控制的。

有鑑於此，本發明實施例提供一種儲存裝置的電源控制方法與使用此方法的電子系統，能夠良好地控制多台主機共同存取的儲存裝置的電源，讓多台主機都能夠順利地存取儲存裝置。

本發明實施例的電子裝置包括儲存裝置、第一主機以及第二主機。第一主機以及第二主機皆耦接並用以存取儲存裝置。第一主機包括第一控制器，第一控制器耦接於第二主機與儲存裝置，並且根據第一主機的第一電腦狀態以及第二主機的第二電腦狀態決定是允許或禁止第一主機控制儲存裝置的電源。

本發明實施例的電源控制方法適用於電子系統。電子系統包括儲存裝置以及用以存取該儲存裝置的第一主機與第二主機。所述電源控制方法包括：提供第一控制器於第一主機，其中第一控制器耦接於第二主機與儲存裝置；第一控制器取得第一主機的第一電腦狀態以及第二主機的第二電腦狀態；以及第一控制器根據第一電腦狀態以及第二電腦狀態來決定是允許或禁止第一主機控制儲存裝置的電源。

基於上述，本發明實施例所提出的儲存裝置的電源控制方法以及使用此方法的電子系統提供控制電路於各台主機中，控制電路透過取得其他主機的運作狀態，決定主機對於儲存裝置電源的控制與否。最後將所有主機電源的控制透過及閘運算去控制儲存裝置的電源，以達成雙主機對於雙埠的儲存裝置的電源控制。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

在本發明實施例中，在各台主機中提供控制器，藉由所提供的控制器來協調多台主機之間的電源控制，以在無須改變現有主機系統以及儲存裝置的運作之下良好地控制儲存裝置的電源，讓多台主機都能夠順利地存取儲存裝置。

圖1繪示本發明一實施例的電子系統的方塊圖。

請參照圖1，電子系統100中包括第一主機110、第二主機120以及儲存裝置140，第一主機110又包括第一控制器130-1，並且第二主機120又包括第二控制器130-2。由於電子系統100是對稱的系統，第一主機110的運作與第二主機120的運作相似，且第一控制器130-1與第二控制器130-2的運作相似，故以下僅針對第一主機100及其所包括的第一控制器130-1來進行說明。

在一些實施例中，第一控制器130-1可由可程式化邏輯裝置來實作，例如複雜可程式邏輯裝置（Complex Programmable Logic Device，CPLD）或現場可程式化邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）等，但本發明不限於此。在一些實施例中，儲存裝置140可以是雙埠非揮發性記憶體儲存裝置，例如可連接於兩台主機的NVMe硬碟等，但本發明並不限於此。值得一提的是，圖1實施例中儲存裝置140是由第一主機110以及第二主機120兩台主機所共同存取，但只要儲存裝置140是可由多台主機所共同存取，本發明並不限制共同存取儲存裝置140的主機數量。

第一主機110與第二主機120共同存取儲存裝置140，而第一控制器130-1會協調第一主機110以及第二主機120對儲存裝置140的電源控制，以避免第一主機110將儲存裝置140的電源重啟或關閉導致第二主機120無法存取儲存裝置140的情形。更明確地說，第一控制器130-1連接於第二主機與儲存裝置140，用以取得第一主機110的第一電腦狀態以及第二主機120的第二電腦狀態，並且根據第一電腦狀態以及第二電腦狀態來決定是否允許或禁止第一主機110控制儲存裝置140的電源。

在一些實施例中，主機的電腦狀態例如是包括狀態G0至G3或狀態S0至S5等的全局狀態（global system states）。所屬領域具備通常知識者當可從進階組態與電源介面（Advanced Configuration and Power Interface，ACPI）的規範中得知全局狀態中各個狀態的細節，故在此不再贅述。

一般來說，當第一主機110的第一電腦狀態處於關機狀態時（例如，狀態G2、狀態S5或軟關機（soft off）狀態等），第一主機110會發送關閉訊號以將儲存裝置140的電源關閉。此時若第二主機120並非處於關機狀態，則第二主機120將無法順利存取儲存裝置140。

為了避免上述情形，在一些實施例中，第一控制器130-1隨時監控第一主機110的第一電腦狀態，當第一主機110不處於關機狀態時，放行來自第一主機110對儲存裝置140的電源進行控制的訊號；當第一主機110切換到關機狀態時，即時判斷第二主機120的第二電腦狀態。換句話說，第一控制器130-1會在第一主機與第二主機120皆不處於關機狀態時，允許第一主機110控制儲存裝置140的電源。

若當第一主機110切換到關機狀態時第二電腦狀態並非處於關機狀態，則第一控制器130-1便會隔離第一主機110用以關閉儲存裝置140的電源的關閉訊號，以避免儲存裝置140被第一主機110關閉。換句話說，第一控制器130-1會在第一主機處於關機狀態但第二主機120不處於關機狀態時，禁止第一主機110控制儲存裝置140的電源。

另一方面，若當第一主機110切換到關機狀態時第二電腦狀態也是處於關機狀態，則第一控制器130-1便會放行來自第一主機110對儲存裝置140的電源進行控制的關閉訊號。換句話說，第一控制器130-1會在第一主機與第二主機120皆處於關機狀態時，允許第一主機110控制儲存裝置140的電源。

一般來說，當第一主機110處於重啟過程時，第一主機110會發送基本重置訊號（fundamental reset）以重新啟動其所連接的周邊裝置的電源。此時若基本重置訊號將儲存裝置140重新啟動，可能導致原本連接於儲存裝置140的第二主機120無法順利存取儲存裝置140。為了避免上述情形，在一些實施例中，第一控制器130-1會過濾掉來自第一主機110的基本重置訊號，以避免儲存裝置140被第一主機110發送的基本重置訊號重啟。

在一些實施例中，第一主機110例如包括基板管理控制器（Baseboard Management Controller，BMC），可例如發送電源控制訊號至第一控制器130-1。當第一控制器130-1接收到來自基板管理控制器的電源控制訊號時，會根據電源控制訊號的指示來控制儲存裝置140的電源（例如，關閉或重啟）。其中，電源控制訊號可例如是通用輸入輸出訊號（General-Purpose Input/Output，GPIO）或序列訊號（serial signal）等，本發明並不在此限。

對應於第二主機120設置的第二控制器130-2的操作細節是類似於上述第一控制器130-1，故在此不再贅述。以下將舉實施例更具體地說明如何在電子系統100中實作儲存裝置140的電源控制方法。

圖2繪示本發明一實施例的電子系統的方塊圖。

請參照圖2，在一些實施例中，第一主機110包括平台管理控制器（Platform Controller Hub，PCH）111、基板管理控制器113，且第一控制器130-1亦是設置於第一主機110中；第二主機120也包括平台管理控制器121、基板管理控制器123，且第二控制器130-2亦例如設置於第二主機120中。第一主機110以及第二主機120透過中介裝置160連接並共同存取儲存裝置140。

在一些實施例中，第一主機110以及第二主機120是經由背板（backplane）150連接至中介裝置160。在一些實施例中，第一控制器130-1經由背板150連接至第二主機120以持續取得第二主機120的第二電腦狀態ST2；而第二控制器130-2經由背板150連接至第一主機110以持續取得第一主機110的第一電腦狀態ST1。特別是，在如此的設置之下，電子系統100的背板150可以不包括任何主動元件，也能夠達到對儲存裝置140的電源的控制。

中介裝置（interposer）160對應儲存裝置140設置，用以分別控制儲存裝置140的電源。在一些實施例中，中介裝置160包括及閘（AND gate）161以及電源切換裝置163。

及閘160的多個輸入端分別連接於多個控制器（例如，第一控制器130-1與第二控制器130-2），以接收來自所述多個控制器的多個訊號（例如，第一訊號SL1與第二訊號SL2），並且及閘160的輸出端連接於電源切換裝置163。控制器所輸出的訊號例如是數位訊號，但本發明並不限於此。

電源切換裝置163接收來自及閘161的訊號並據以控制儲存裝置140的電源。舉例來說，若來自及閘161的訊號是高電位（例如，1），則電源切換裝置163開啟儲存裝置140的電源，反之若來自及閘161的訊號是低電位（例如，0），則電源切換裝置163關閉儲存裝置140的電源。在一些實施例中，電源切換裝置163例如是以eFuse來實作，但本發明並不限於此。

在一些實施例中，第一控制器130-1會隨時監控第一主機110的第一電腦狀態ST1以及第二主機120的第二電腦狀態ST2，並且在第一電腦狀態ST1不為關機狀態，或第一電腦狀態ST1與第二電腦狀態ST2皆為關機狀態時，放行來自第一主機110對儲存裝置140的電源進行控制的訊號；第二控制器130-2會隨時監控第二主機120的第二電腦狀態ST2以及第一主機110的第一電腦狀態ST1，並且在第二電腦狀態ST2不為關機狀態，或第一電腦狀態ST1與第二電腦狀態ST2皆為關機狀態時，放行來自第二主機120對儲存裝置140的電源進行控制的訊號。舉例來說，當第一控制器130-1判斷第一電腦狀態ST1不為關機狀態或判斷第一電腦狀態ST1與第二電腦狀態ST2皆為關機狀態時，其所輸出的第一訊號SL1會相同於第一主機110對儲存裝置140的電源進行控制的訊號；當第二控制器130-2判斷第二電腦狀態ST2不為關機狀態或第一電腦狀態ST1與第二電腦狀態ST2皆為關機狀態，其所輸出的第二訊號SL2會相同於第二主機120對儲存裝置140的電源進行控制的訊號。

另一方面，當第一控制器130-1判斷第一電腦狀態ST1切換為關機狀態但第二電腦狀態ST2不為關機狀態時，會隔離第一主機110用以關閉儲存裝置140的電源的關閉訊號。舉例來說，當第一控制器130-1判斷第一電腦狀態ST1切換為關機狀態但第二電腦狀態ST2不為關機狀態時，會持續輸出高電位的第一訊號SL1，如此及閘161的輸出將取決第二訊號SL2，避免了儲存裝置140的電源在第一主機110切換為關機狀態時被第一主機110關閉。

類似地，當第二控制器130-2判斷第二電腦狀態ST2切換為關機狀態但第一電腦狀態ST1不為關機狀態時，會隔離第二主機120用以關閉儲存裝置140的電源的關閉訊號，以避免儲存裝置140被第二主機120關閉。舉例來說，當第二控制器130-2判斷第二電腦狀態ST2切換為關機狀態但第一電腦狀態ST1不為關機狀態時，會持續輸出高電位的第二訊號SL2，如此及閘161的輸出將取決第一訊號SL1，避免了儲存裝置140的電源在第二主機120切換為關機狀態時被第二主機120關閉。

在一些實施例中，第一主機110的平台管理控制器111會在第一主機110的重啟過程中發送基本重置訊號FR以重新啟動其所連接的周邊裝置的電源。基本重置訊號FR可以是特定脈波期間（例如，10毫秒）的低電位脈衝訊號，這樣的低電位脈衝訊號會使得電源切換裝置163重啟儲存裝置140的電源。因此，第一控制器130-1中配置有用來過濾所述基本重置訊號FR的濾波器，以避免電源切換裝置163接收到基本重置訊號FR中的特定脈波期間的低電位脈衝訊號。舉例來說，所述濾波器可透過下列程式來實作： Output(x)=Input(x)+Input(x-1)+…+Input(x-s)

，其中s為移位暫存器的階數，正相關於訊號邊緣（rising edge）的反應速度。然而，只要第一控制器130-1中所配置的濾波器能夠過濾來自平台管理控制器111的基本重置訊號FR，本發明並不在此限制濾波器的具體實作方法，所屬領域具備通常知識者當可依其需求來實作之。據此，第一控制器130-1能夠避免儲存裝置140被第一主機110的平台管理控制器111發送的基本重置訊號FR重啟。

另一方面，第二主機120的平台管理控制器121會在第二主機120的重啟過程中發送基本重置訊號FR以重新啟動其所連接的周邊裝置的電源。因此，第二控制器130-2也配置有用來過濾所述基本重置訊號FR的濾波器，以避免電源切換裝置163接收到基本重置訊號FR中的特定脈波期間的低電位脈衝訊號。關於第二控制器130-2中濾波器的細節類似於第一控制器130-1中濾波器的細節，故在此不再贅述。

在一些實施例中，第一主機110的基板管理控制器113會發送電源控制訊號CS至第一控制器130-1。當第一控制器130-1接收到來自基板管理控制器113的電源控制訊號CS時，會根據電源控制訊號CS的指示來輸出第一訊號SL1，以根據電源控制訊號CS的指示來控制儲存裝置140的電源（例如，關閉或重啟）。

在一些實施例中，第二主機120的基板管理控制器123會發送電源控制訊號CS至第二控制器130-2。當第二控制器130-2接收到來自基板管理控制器123的電源控制訊號CS時，會根據電源控制訊號CS的指示來輸出第二訊號SL2，以根據電源控制訊號CS的指示來控制儲存裝置140的電源（例如，關閉或重啟）。

圖3繪示本發明一實施例的電源控制方法的流程圖。

圖3實施例中的電源控制方法適用於圖1實施例的電子系統100，故以下將搭配電子系統100的各項元件來進行說明。值得一提的是，已於前述實施例中介紹過的多個步驟的細節在此將不再贅述。

請參照圖3，在步驟S110中，提供控制器於各主機。以第一主機110為例，提供第一控制器130-1於第一主機110，所提供的第一控制器130-1耦接於第二主機120與儲存裝置140。由於第一主機110與第一控制器130-1的操作是相同於第二主機120與第二控制器130-2，故第二主機120與第二控制器130-2的部分將不贅述。

在步驟S120中，控制器會過濾自身所在主機的基本重置訊號。以第一主機110為例，第一控制器130-1會用以過濾來自第一主機110的基本重置訊號。

在步驟S130中，控制器會取得每一主機的電腦狀態。以第一主機110為例，第一控制器130-1會取得第一主機110的第一電腦狀態以及第二主機120的第二電腦狀態。

在步驟S140中，控制器會判斷自身所在主機的電腦狀態是否為關機狀態。若是則進入步驟S150，反之則進入步驟S160以允許自身主機控制儲存裝置140的電源。以第一主機110為例，第一控制器130-1會判斷第一電腦狀態是否為關機狀態。若第一控制器130-1在步驟S140中判斷第一電腦狀態為關機狀態，則進入步驟S150。反之，若第一控制器130-1在步驟S140中判斷第一電腦狀態不為關機狀態，則進入步驟S160以允許第一主機110控制儲存裝置140的電源。

在步驟S150中，控制器會進一步判斷另一主機的電腦狀態是否為關機狀態。若是則進入步驟S180以允許自身主機控制儲存裝置140的電源，反之則進入步驟S170以禁止自身主機控制儲存裝置140的電源。以第一主機110為例，第一控制器130-1會進一步判斷第二電腦狀態是否為關機狀態。若在步驟S150中第一控制器130-1判斷第二電腦狀態為關機狀態，則進入步驟S180以允許第一主機110控制儲存裝置140的電源。反之，若第一控制器130-1在步驟S150中判斷第二電腦狀態不為關機狀態，則進入步驟S170以禁止第一主機110控制儲存裝置140的電源。

綜上所述，本發明實施例所提出的儲存裝置的電源控制方法以及使用此方法的電子系統，在多台主機與儲存裝置之間提供控制器以協調多台主機對儲存裝置的電源的控制。在一些實施例中，當一台主機處於關閉狀態且有其他主機不處於關閉狀態時，控制器會禁止處於關閉狀態的主機控制儲存裝置的電源。在一些實施例中，當一台主機因重新啟動而發送基本重置訊號至其周邊裝置時，控制器會過濾掉基本重置訊號以避免儲存裝置的電源被重啟。據此，在無須改變現有主機系統以及儲存裝置的運作之下良好地控制儲存裝置的電源，讓多台主機都能夠順利地存取儲存裝置。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電子系統 110‧‧‧第一主機 111、121‧‧‧平台管理控制器 113、123‧‧‧基板管理控制器 120‧‧‧第二主機 130‧‧‧控制器 130-1‧‧‧第一控制器 130-2‧‧‧第二控制器 140‧‧‧儲存裝置 150‧‧‧背板 160‧‧‧中介裝置 161‧‧‧及閘 163‧‧‧電源切換裝置 CS‧‧‧電源控制訊號 FR‧‧‧基本重置訊號 S110~S180‧‧‧電源控制方法的步驟 ST1‧‧‧第一電腦狀態 ST2‧‧‧第二電腦狀態 SL1‧‧‧第一訊號 SL2‧‧‧第二訊號

圖1繪示本發明一實施例的電子系統的方塊圖。 圖2繪示本發明一實施例的電子系統的方塊圖。 圖3繪示本發明一實施例的電源控制方法的流程圖。

110‧‧‧第一主機

111、121‧‧‧平台管理控制器

113、123‧‧‧基板管理控制器

120‧‧‧第二主機

130-1‧‧‧第一控制器

130-2‧‧‧第二控制器

140‧‧‧儲存裝置

150‧‧‧背板

160‧‧‧中介裝置

161‧‧‧及閘

163‧‧‧電源切換裝置

CS‧‧‧電源控制訊號

FR‧‧‧基本重置訊號

ST1‧‧‧第一電腦狀態

ST2‧‧‧第二電腦狀態

SL1‧‧‧第一訊號

SL2‧‧‧第二訊號

Claims (10)

1. 一種電子系統，包括： 儲存裝置； 第一主機，耦接並用以存取該儲存裝置；以及 第二主機，耦接並用以存取該儲存裝置， 其中該第一主機包括第一控制器，該第一控制器耦接於該第二主機與該儲存裝置，並且根據該第一主機的第一電腦狀態以及該第二主機的第二電腦狀態決定是允許或禁止該第一主機控制該儲存裝置的電源。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中該第一控制器過濾該第一主機的基本重置訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中當該第一電腦狀態為關機狀態且該第二電腦狀態不為關機狀態時，該第一控制器禁止該第一主機控制該儲存裝置的該電源。
4. 如申請專利範圍第3項所述的電子裝置，更包括： 電源切換裝置，用以切換該儲存裝置的該電源；以及 及閘，其中該及閘的輸入端耦接該第一控制器以及該第二主機，並且該及閘的輸出端耦接於該電源切換裝置， 其中該第一控制器藉由輸出高電位訊號至該及閘以禁止該第一主機控制該儲存裝置的該電源。
5. 如申請專利範圍第1項所述的電子系統，其中該第一主機包括基板管理控制器，其中該基板管理控制器耦接於該第一控制器並用以發送電源控制訊號，其中該第一控制器根據該電源控制訊號控制該儲存裝置的該電源。
6. 一種電源控制方法，適用於電子系統，其中該電子系統包括儲存裝置以及用以存取該儲存裝置的第一主機與第二主機，所述電源控制方法包括： 提供第一控制器於該第一主機，其中該第一控制器耦接於該第二主機與該儲存裝置； 該第一控制器取得該第一主機的第一電腦狀態以及該第二主機的第二電腦狀態；以及 該第一控制器根據該第一電腦狀態以及該第二電腦狀態來決定是允許或禁止該第一主機控制該儲存裝置的電源。
7. 如申請專利範圍第6項所述的電源控制方法，更包括： 該第一控制器過濾該第一主機的基本重置訊號。
8. 如申請專利範圍第6項所述的電源控制方法，其中該第一控制器根據該第一電腦狀態以及該第二電腦狀態來允許或禁止該第一主機控制該儲存裝置的該電源的步驟包括： 當該第一控制器偵測到該第一電腦狀態為關機狀態且該第二電腦狀態不為關機狀態時，禁止該第一主機控制該儲存裝置的該電源。
9. 如申請專利範圍第8項所述的電源控制方法，更包括： 提供及閘，其中該及閘的輸入端耦接該第一控制器以及該第二主機，並且該及閘的輸出端耦接於用以切換該儲存裝置的該電源的電源切換裝置，其中該第一控制器禁止該第一主機控制該儲存裝置的該電源的步驟包括： 輸出高電位訊號至該及閘以禁止該第一主機控制該儲存裝置的該電源。
10. 如申請專利範圍第6項所述的電源控制方法，其中該第一主機包括基板管理控制器，並且該控制器耦接於該基板管理控制器，所述電源控制方法更包括： 該基板管理控制器發送電源控制訊號至該第一控制器；以及 該第一控制器根據來自該基板管理控制器的該電源控制訊號控制該儲存裝置的該電源。

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