TWI822503B - 匯流排位址設定方法 - Google Patents

Abstract

一種匯流排位址設定方法，主要技術是UBM控制器對管理匯流排進行掃描，產生一掃描位址資訊，UBM控制器切換成一監控模式，對管理匯流排進行監控，產生一監控位址資訊，監控位址資訊的定義是在監控模式時間內連接到管理匯流排的非預期裝置的非預期匯流排位址，UBM控制器根據掃描位址資訊與該監控位址資訊，判斷一目標位址是否相同於掃描位址資訊與監控位址資訊的其中之一，若判斷結果為是，則UBM控制器以相異於該掃描位址資訊與該監控位址資訊的剩餘位址的其中之一來變更目標位址，作為驗證的目標位址。

Description

匯流排位址設定方法

本發明是有關於一種匯流排位址衝突規避技術，特別是指一種匯流排位址設定方法。

現有用於外部連結標準(Peripheral Component Interconnect，以下簡稱PCIe)硬碟管理是透過Virtual Pin Port(以下簡稱VPP)與通用背板管理(Universal Backplane Management，以下簡稱UBM)於串行匯流排上進行硬碟管理元件與主控元件之交握式通訊來完成硬碟背板的相關訊號控制。VPP與UBM其兩者皆是透過積體匯流排電路(以下簡稱I2C)介面進行通訊協定，而I2C的同一匯流排上不可有相同位址的二個以上之裝置同時存在，否則將會讓主控元件無法與其裝置進行通訊。因此，當主控元件送出的VPP位址與UBM位址衝突時，或是有其他特殊的裝置位置有衝突，則會導致硬碟管理介面崩潰而使系統硬碟無法正常使用。

因此，本發明的一目的，即在提供一種能夠克服先前技術缺點的匯流排位址設定方法。

於是，匯流排位址設定方法，該伺服設備包括一背板控制器、一管理匯流排、一背板儲存器與一前端模組，該匯流排位址設定方法包含：

(A)該背板控制器對該管理匯流排進行掃描，產生一掃描位址資訊，該掃描位址資訊的定義是連接到該管理匯流排的至少一額外裝置的周邊裝置位址。

(D)該背板控制器切換成一監控模式，對該管理匯流排進行監控，產生一監控位址資訊，該監控位址資訊的定義是在監控模式時間內連接到該管理匯流排的非預期裝置的非預期匯流排位址。

(G)該背板控制器根據該掃描位址資訊與該監控位址資訊，判斷一目標位址是否相同於該掃描位址資訊與該監控位址資訊的其中之一，若判斷結果為是，則該背板控制器以相異於該掃描位址資訊與該監控位址資訊的剩餘位址的其中之一來變更該目標位址，以作為經過驗證的該目標位址。

(H)該背板控制器將該經過驗證的該目標位址寫入到該背板儲存器的該主要區塊，寫入到該主要區塊的該目標位址用以供該前端模組讀取。

本發明的功效在於：避免匯流排之位址衝突，以提高系統於串行匯流排裝置之相容性。

1:背板控制器

11:UBM控制器

2:匯流排裝置

3:背板儲存器

31:非揮發性記憶體

4:前端模組

41:磁碟陣列裝置

6:背板

7:儲存模組

71:硬碟

S:上電模式的步驟

A~K:位址設定的步驟

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是本發明伺服設備的一實施例的一系統圖；及圖2是實施例執行一種匯流排位址設定方法的流程圖。

在本發明被詳細描述前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，為應用本發明伺服設備的一實施例。該伺服設備包括一背板控制器1、一管理匯流排2、一背板儲存器3與一前端模組4、一背板6、多個儲存模組7。

其中，該背板控制器1包括一通用背板管理控制器(Universal Backplane Management Controller，以下簡稱UBM控制器)11、一複雜可編程邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device，CPLD)、一現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)，一微處理器單元(Micro Controller Unit，MCU)的至少之一，以下背板控制器1以UBM控制器為例。

管理匯流排2包含一雙線(以下簡稱2Wire)協定介面匯流排，其中，2Wire協定介面例如為一積體電路匯流排(Inter-Integrated Circuit Bus，以下簡稱I2C Bus)協定介面、一系統管理匯流排(System Management Bus,SMBus)協定介面等，其中，該雙線協定介面匯流排包括一用以傳輸資料的串列資料線(SDA)，與一對應串列資料線且用以傳輸時鐘訊號的串列時脈線(SCL)。又，該管理匯流排2還包含一屬於其他匯流排的部分匯流排，例如為存在於快速周邊組件互連匯流排(Peripheral Component Interconnect Express Bus,PCIe Bus)、高畫質多媒體介面匯流排(High Definition Multimedia Interface Bus,HDMI Bus)、數位顯示埠(DisplayPort,DP)匯流排，或非2Wire匯流排但可用以支援該串列資料線(SDA)與串列時脈線(SCL)進行溝通的其他匯流排，且該前端模組4透過該管理匯流排2與該背板控制器1及該儲存模組7溝通。也就是說，在本實施例中，管理匯流排2可以是單獨的I2C匯流排，也可以是內建在其他匯流排內能支援I2C的溝通的其他匯流排。

該背板儲存器3包括一非揮發性記憶體31，非揮發性記憶用以儲存一現場可更換單元信息(Field Replace Unit，以下簡 稱FRU)信息/資料，其中，FRU資料包括part number、product number及serial number其中一者，其中，非揮發性記憶體，例如，電可擦可規化唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM)、非揮發性隨機存取記憶體(Non-Volatile RAM，NVRAM)或是快閃記憶體(Flash Memory)等不會因為失電而清除/流失內部儲存資料的記憶體，以下以EEPROM為例。

前端模組4包括以下幾種，例如第一種前端模組包括CPU、PCH及PCIe Switch；第二種前端模組包括一擴展控制器(也可稱為磁碟陣列裝置控制器41，以下簡稱RAID控制器)，RAID控制器透過I2C Bus(I2C匯流排/積體電路匯流排)與背板控制器溝通，也就是說RAID控制器與背板控制器均支援I2C Bus協定(積體電路匯流排協定)，且RAID控制器另外也可以透過該I2C Bus且經由該背板控制器，來與電連接該背板控制器的周邊裝置(例如，硬碟或後端擴展模組)溝通；第三種前端模組包括另一CPLD/FPGA/MCU等可編程控制器的至少一控制器，與一可透過該背板控制器1與電連接該背板控制器1的多個周邊裝置溝通的電路模組。其中，該儲存模組7包括硬碟71(例如：SSD或HDD等)。

如圖2所示，伺服設備執行一種匯流排位址設定方法，包含步驟(S)、(A)~(K)。

步驟(S)：伺服設備接收電力而執行一上電模式，包括執行電源序列檢測(Power sequence)以進行系統初始化程序。

步驟(A)：在此步驟中，該UBM控制器11預設運作於主控模式，多個周邊裝置的每一電連接該管理匯流排2，且周邊裝置預設運作於從屬模式且透過該管理匯流排2與該UBM控制器11溝通，該UBM控制器11對該管理匯流排2進行匯流排位址掃描以找出至少一周邊裝置，其中，每一被找出的周邊裝置對應一相異於其他周邊裝置的一周邊裝置位址，其中，相對運作於主控模式的該UBM控制器11是透過該管理匯流排2且藉由周邊裝置位址來與對應該周邊裝置位址的周邊裝置溝通。

詳細而言，管理匯流排2的2Wire介面所連接之裝置可使用/對應之匯流排位址被定義可由00~11、由000~111或是由0~255等，不以此為限，以下以該管理匯流排2的匯流排位址為0~255為所有連接該管理匯流排2的裝置可能使用的所有匯流排位址為例。當該UBM控制器11以主控模式對該管理匯流排2進行匯流排位址的掃描時，匯流排位址掃描的第一種態樣是：UBM控制器11透過該管理匯流排2以周邊裝置可能對應的所有匯流排位址依序逐一呼叫(以匯流排位址可能為0~255為例)，例如由匯流排位址0照順序呼叫至位址255，來確認該管理匯流排2上是否以從屬模式電連接該管理匯流排2且受控於該UBM控制器11的其他周邊裝置 存在，當UBM控制器11以其中一匯流排位址呼叫且有收到對應的周邊裝置傳送的回應信號，代表用於呼叫的該其中一匯流排位置為傳送該回應信號的該周邊裝置所對應使用的周邊裝置位址，也就是說該UBM控制器11可藉由該周邊裝置位址與對應的該周邊裝置溝通，該UBM控制器11便將其記錄之且持續至位址255被呼叫完畢，而產生一掃描位址資訊，該掃描位址資訊的定義是所有連接到該管理匯流排2的額外裝置/周邊裝置所對應的周邊裝置位址。

匯流排位址掃描的第二種態樣是：該UBM控制器11以主控模式透過該管理匯流排2以廣播的方式傳送從屬匯流排位址請求，藉此，該UBM控制器11接收所有透過該管理匯流排2與該UBM控制器11溝通且相對於該UBM控制器11處於從屬模式的周邊裝置所回傳的回應信號，其中，該回應信號包括對應的周邊裝置所使用之周邊裝置位址，也就是說，該UBM控制器11接收並收集相對於該UBM控制器11以從屬模式連接該管理匯流排2的所有周邊裝置所回傳的回應信號，藉此，以收集所有相對於該UBM控制器11以從屬模式連接該管理匯流排2的所有周邊裝置所分別對應的周邊裝置位址，藉以產生該掃描位址資訊。

步驟(B)：非揮發性記憶體31儲存一鎖定參數，該鎖定參數用以指示非揮發性記憶體31的一主要區塊所儲存之內容是否經過驗證，且該鎖定參數可設置成對應一無效狀態的該鎖定參數值 (1)及對應一有效狀態之一解鎖參數值(0)其中一者，在本步驟中，前端模組4運作主控模式、UBM控制器11與周邊裝置相對於前端模組4則是運作從屬模式，該UBM控制器11將該非揮發性記憶體31的一鎖定參數設定成對應一無效狀態之一鎖定參數值(1)，其中，該非揮發性記憶體31儲存對應該UBM控制器11的一尚未經過驗證的目標位址，在此先定義未驗證與驗證後的目標位址的差異：當該主要區塊所儲存之內容(例如該內容為該目標位址)尚未經過驗證，則該UBM控制器11將該鎖定參數設定為對應指示該無效狀態的該鎖定參數值(1)，此時，前端模組4無法使用未驗證目標位址來與UBM控制器1溝通；而當該主要區塊所儲存之內容已經過驗證(在下文的步驟G將再詳細說明)，則該UBM控制器1將該鎖定參數切換設置為指示該有效狀態的該解鎖參數值(0)，該主要區塊記錄該UBM控制器11的該目標位址，前端模組4是藉由該驗證後的目標位址來與對應該目標位址且運作於從屬模式的該UBM控制器11溝通，雷同的，該前端模組4是藉由其中一周邊裝置位址來與對應該其中一周邊裝置位址且運作於從屬模式的周邊裝置溝通。

由於在步驟B中是屬於該UBM控制器11尚未驗證該目標位址之前，該主要區塊記錄一預設位址以作為該目標位址，且該鎖定參數被設置成該鎖定參數值(1)，例如，將非揮發性記憶體31儲存FRU資料之該主要區塊對應的鎖定參數設定成對應該無效狀 態(Invalid)的該鎖定參數值，也就是設成參數1，該鎖定參數值(Invalid=1)表示該主要區塊對應該無效狀態，也就是說，即便非揮發性記憶體31的內容可供其他裝置讀寫，但是在無效狀態下，非揮發性記憶體31的該主要區塊所儲存的FRU資料為尚未經過確認/驗證的FRU資料，例如，該FRU資料中的該目標位址為尚未經過驗證的該預設位址，並非正式資料，不具參考價值，即使前端模組4由該非揮發性記憶體31取得該目標位址，也無法保證能以該目標位址來與該UBM控制器11溝通，因此前端模組4(以下以前端模組4為RAID控制器為例)不會藉由對應無效狀態的該非揮發性記憶體31所取得的該目標位址來與該UBM控制器11溝通，藉此，可避免RAID控制器以為由非揮發性記憶體該31所取得的該目標位址(尚未驗證過的預設位址)就是UBM控制器11進行正常運作所對應的有效的該目標位址，因為相同的匯流排上所連接的其他裝置中，若有處於從屬模式的其他周邊裝置也以該預設位址當作自身的周邊裝置位址，將發生相同位址衝突，為避免相同位址衝突發生，該UBM控制器11的該目標位址會驗證該目標位址，且有可能於驗證過程對該目標位址進行更新/變更，若於該UBM控制器11完成對該目標位址的驗證前，先將該非揮發性記憶體31的鎖定參數設定成對應該無效狀態的該鎖定參數值(1)，則可避免前端模組4(例如：RAID控制器)在欲藉由尚未驗證過的該目標位址與該UBM控制器 11溝通的過程中，發生相同位址衝突的問題。

步驟(C)：以下以該前端模組4為磁碟陣列裝置(RAID Card)為例，該UBM控制器11經由自身的通用型之輸入輸出埠(General-purpose input/output，簡稱GPIO)產生一通知信號(CPRSNT#)到該前端模組4，使該磁碟陣列裝置41根據該通知信號，開始執行一初始化模式，其中，該前端模組4也可以是主機板、主機板上的擴充控制卡、基板管理控制器...等，電連接到該背板6的UBM控制器1且可透過讀取該非揮發性記憶體31所儲存的資料來與該UBM控制器11溝通的其他控制器。

步驟(D)：該UBM控制器11切換成一監控模式，對該管理匯流排2進行監控，因為可能發生客製化韌體而有違反UBM工業規範之2Wire介面位址(匯流排位址)呼叫/斡旋(handshake)行為，或是其他非預期裝置(第一種的非預期裝置)在此時進行相同的位址呼叫/斡旋行為，所以UBM控制器1在此監控模式的期間監控到任何2Wire之位址(非預期匯流排位址)對應的呼叫/斡旋信號，每一呼叫/斡旋信號包括一非預期匯流排位址，將所收到的呼叫/斡旋信號所包括之非預期匯流排位址都累加記錄至一監控位址資訊，該監控位址資訊的定義是在監控模式時間內連接到該管理匯流排2的非預期裝置所對應的非預期匯流排位址；第二種的非預期裝置是在UBM控制器1執行步驟(A)的過程或是在完成步驟(A)後才電連接 該管理匯流排2且相對於該UBM控制器11運作於從屬模式的一新周邊裝置，且該新周邊裝置所對應的新周邊裝置位址，並未被記錄於該掃描位址資訊，則該新周邊裝置所對應的匯流排位址即為非預期匯流排位址，而該新周邊裝置於該UBM控制器11處於該監控模式時，電連接該管理匯流排，而對該UBM控制器1發送包括自身對應的新周邊裝置位址的斡旋信號，使UBM控制器1將新周邊裝置位址紀錄於該監控位址資訊；第三種的非預期裝置還可以是連接相同前端模組4且不受控於UBM控制器1的其他元件，而該其他元件所對應的其他匯流排位址即為非預期匯流排位址，在UBM控制器1處於監控模式期間，收到前端模組4傳送包括其他匯流排位址的呼叫/斡旋信號，則UBM控制器1會將該其他匯流排位址累加紀錄於該監控位址資訊。

步驟(E)：該磁碟陣列裝置41產生一存取信號以觸發讀取該非揮發性記憶體31的該鎖定參數，且根據該鎖定參數取得一時間參數，該時間參數的定義是下次再次重新讀取該非揮發性記憶體31的間隔時間，在此進一步說明該時間參數的定義是，當該磁碟陣列裝置4欲從該非揮發性記憶體3讀取FRU資料時會一併讀取該非揮發性記憶體的該鎖定參數，雖然該磁碟陣列裝置4會讀取到該鎖定參數對應指示出該無效狀態的該鎖定參數值(Invalid=1)，Invalid=1表示磁碟陣列裝置41將不會從非揮發性記憶體3讀取未 經驗證的目標位址(預設位址)，但該非揮發性記憶體3有一暫存區塊儲存一表示一時間長度的時間參數，該時間長度值是定義磁碟陣列裝置41在從非揮發性記憶體31讀取到指示出該無效狀態的該鎖定參數值(Invalid=1)後，經過多久時間將可再重新讀取非揮發性記憶體31。

步驟(F)：該UBM控制器11根據該存取信號而停止該監控模式。步驟(G)：該UBM控制器11根據該掃描位址資訊與該監控位址資訊，判斷未經驗證的該目標位址是否相同於該掃描位址資訊與該監控位址資訊的其中之一，若判斷結果為是，則該UBM控制器11變更該預設位址，也就是說，若該掃描位址資訊與該監控位址資訊的其中任一者相同於未經驗證的該目標位址(該預設位址)，則該UBM控制器11以相異於該掃描位址資訊與該監控位址資訊的剩餘位址的其中之一來更新/變更該目標位址，以作為新的該目標位址(排除現有的掃描位址與監控位址)，其中，新的該目標位址就是經過驗證的該目標位址，若判斷結果為否，則該UBM控制器11維持該目標位址等於該預設位址，該預設位址可繼續使用來使UBM控制器11與磁碟陣列裝41進行通訊，也就是說，經過步驟(G)驗證的該目標位址即為驗證過的該目標位址。

步驟(H)：該UBM控制器11將經過驗證的該目標位址寫入到該非揮發性記憶體31的該主要區塊以作為經過驗證的該目標 位址，寫入到該主要區塊的該目標位址用以供該前端模組4的磁碟陣列裝置讀取。在此進一步說明，如前述步驟(E)所提到的時間長度，當磁碟陣列裝置41等待時間長度的一空檔期間，UBM控制器11利用此空檔期間，開始執行非揮發性記憶體31之驗證資料寫入程序，其中包含將背板訊息、UBM控制器11的2Wire位址也就是經過驗證的該目標資料寫入非揮發性記憶體31。其中，UBM控制器11的目標位址，是避開前述掃描位址資訊及監控位址資訊所記錄之匯流排位址，而相異於前述掃描位址資訊及監控位址資訊所記錄之位址，也就是不跟任何管理匯流排2所連接的任何裝置對應之位址衝突之UBM控制器11專屬的目標位址寫入非揮發性記憶體3。

步驟(I)：該UBM控制器11將非揮發性記憶體31的該鎖定參數變更成對應該有效狀態的一解鎖參數值，也就是Invalid=0用以讓磁碟陣列裝置4可以讀取並使用非揮發性記憶體31，該解鎖參數的是在該非揮發性記憶體31的該主要區塊記錄該目標位址已被驗證後，才切換成對應該解鎖參數值的。

步驟(J)：該磁碟陣列裝置41根據該時間參數對該非揮發性記憶體31讀取該解鎖參數，且根據該解鎖參數取得並採用該主要區塊所儲存的該目標位址。步驟(K)：該磁碟陣列裝置41根據驗證過的該目標位址經由該管理匯流排2與該UBM控制器1進行通訊。

綜上所述，上述實施例在系統初始化階段，當前端模組4 的磁碟陣列裝置41尚未運行前，先以串接於同一管理匯流排2之背板背板控制器1的UBM控制器11，將儲存該UBM控制器11所對應的該目標位址的該非揮發性記憶體31之鎖定參數，設置為對應一無效狀態的該鎖定參數值以鎖定該非揮發性記憶體31，並掃描該同一管理匯流排2之其他周邊裝置的周邊裝置位址，並將掃描到的周邊裝置位址紀錄於UBM控制器11內以整合所有掃描到的周邊裝置位址作為該掃描位址資訊，之後在監控模式下，UBM控制器11將非預期裝置(包含上述的第一種至第三種)的非預期匯流排位址，累加紀錄產生監控位址資訊，UBM控制器11再根據先前紀錄之該掃描位址資訊及該監控位址資訊所對應的裝置的佔用位址，而驗證其自身對應的目標位址，並於驗證過程中選擇性的修改該目標位址，該UBM控制器於完成自身對應的目標位址的驗證後，才將該非揮發性記憶體31之鎖定參數變更為對應一有效狀態的解鎖參數值以解鎖該非揮發性記憶體，從而當磁碟陣列裝置41藉由已經驗證過的該目標位址觸發呼叫UBM控制器11之流程時達到避免匯流排之位址衝突，以提高系統於管理匯流排之相容性。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

A~K:位址設定的步驟

Claims (9)

1. 一種匯流排位址設定方法，由一伺服設備執行，該伺服設備包括一背板控制器、一管理匯流排、一背板儲存器與一前端模組，該匯流排位址設定方法包含：(A)該背板控制器對連接至該管理匯流排之周邊裝置進行掃描，產生相關於連接至該管理匯流排之周邊裝置的一掃描位址資訊，該掃描位址資訊的定義是連接到該管理匯流排的至少一額外裝置的周邊裝置位址；(D)該背板控制器切換成一監控模式，對該管理匯流排進行監控，產生一監控位址資訊，該監控位址資訊的定義是在監控模式時間內該背板控制器監控連接到該管理匯流排的非預期裝置所發出之呼叫/斡旋行為，而獲得對應的非預期匯流排位址；(G)該背板控制器根據該掃描位址資訊與該監控位址資訊，判斷一目標位址是否相同於該掃描位址資訊與該監控位址資訊的其中之一，若判斷結果為是，則該背板控制器以相異於該掃描位址資訊與該監控位址資訊的剩餘位址的其中之一來變更該目標位址，以作為經過驗證的該目標位址；(H)該背板控制器將該經過驗證的該目標位址寫入到該背板儲存器的該主要區塊，寫入到該主要區塊的該目標位址用以供該前端模組讀取。
2. 如請求項1所述的匯流排位址設定方法，該步驟(A)與該步驟D之間還包含： (B)該背板控制器將該背板儲存器的一參數設定成對應一無效狀態之一鎖定參數，該鎖定參數的定義是該背板儲存器記錄的該背板控制器的該目標位址尚未驗證；(C)該背板控制器產生一通知信號到該前端模組，使該前端模組根據該通知信號，開始執行一初始化模式。
3. 如請求項2所述的匯流排位址設定方法，該步驟D之後還包含：(E)該前端模組產生一存取信號以觸發讀取該背板儲存器的該鎖定參數，且根據該鎖定參數讀取一時間參數，該時間參數的定義是再次重新讀取該背板儲存器的間隔時間值；(F)該背板控制器根據該存取信號而停止該監控模式。
4. 如請求項3所述的匯流排位址設定方法，還包含：(I)該背板控制器將該背板儲存器的該參數變更成一解鎖參數，該解鎖參數的定義是該背板儲存器的該主要區塊記錄該目標位址是已驗證。
5. 如請求項3所述的匯流排位址設定方法，還包含：(J)該前端模組根據該時間參數對該背板儲存器讀取該解鎖參數，且根據該解鎖參數取得並採用該背板儲存器所儲存的該目標位址。
6. 如請求項1所述的匯流排位址設定方法，還包含：(K)該前端模組根據該目標位址經由該管理匯流排 與該背板控制器進行通訊。
7. 如請求項1所述的匯流排位址設定方法，其中，該步驟(G)還包含若判斷結果為否，則該背板控制器維持該目標位址作為該經過驗證的該目標位址。
8. 如請求項1所述的匯流排位址設定方法，其中，該步驟(A)之前還包含：(S)該伺服設備執行一上電模式。
9. 如請求項1所述的匯流排位址設定方法，其中，該管理匯流排包括一雙線協定介面。

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