CN101751314B - 通用侦错辅助装置 - Google Patents

Abstract

一种通用侦错辅助装置，用于连接一测试设备对一起始设备或/及一目标设备侦错，其包括：一起始设备卡以及一目标设备卡，该起始设备卡包括一起始对外接口以及一起始设备接口，该起始对外接口用以连接测试设备，该起始设备接口用以连接起始设备；该目标设备卡包括一目标对外接口以及一目标设备接口，该目标对外接口用以连接测试设备，该目标设备接口用以连接目标设备。本发明通用侦错辅助装置采用双卡式设计，分别设计起始设备卡以及目标设备卡，电路设计复杂度低、结构件易于实现、适用范围广、固件开发成本低、降低了总成本，且具有连接稳固性高，现场操作方便以及插拔容易等优点。

Description

通用侦错辅助装置

【技术领域】

本发明是有关于一种通用侦错辅助装置，特别是有关于一种通用的SAS接口侦错辅助装置。

【背景技术】

串行连接小型计算器***接口(Serial Attached SCSI，SAS)是一种可高速传输并支持双端口的硬盘接口技术，兼容于SAS/SATA(串行ATA)接口并可透过扩展器(Expander)以扩充连接功能，故不仅可应用于服务器中，也可适用于各种储存装置如磁盘阵列(RAID)。目前随着SAS协议版本不断的升级和传输速度的提高，对侦错(Debug)手段的要求也越来越高，但是市面上缺乏一种有效而简单的辅助设备来帮助SAS接口进行通信定位、解决电子产品开发及操作中可能遇到的信号错误问题。

在目前SAS接口的产品开发和后期运作的维护过程中，现有侦错方法是利用多条线缆将SAS协议分析仪(SAS Protocol Analyzer)如SAS追踪器(SASTRACER)直接连接在起始设备(Initiator)与目标设备(Target)之间，并进行数据封包的捕捉、协议的译码、统计分析等侦错功能。然而，此种以单纯线缆连接的现有侦错方法具有如下缺点：

一、目标设备必须暴露在连接线缆可插拔的地方。当目标设备的连接接口处于机箱中较深的内部或处于较高处的机架上时，操作者于狭窄的机箱空间内或于较高机架上插拔线缆极为不方便；

二、在一些设计中，SAS接口会需要承载一些带外信号(Out-of-BandSignaling)的传输，譬如对硬盘错误灯信号的控制信号。如果使用通过线缆连接的现有侦错方法，该等带外信号在通过协议分析仪后将会丢失，破坏了***功能的完整性。

鉴于以上缺点，尤其是在当前要求信号传输速率达3G和6G的情形下，通过线缆连接的现有侦错方法难以保证信号传输的可靠性。

为解决上述问题，现有技术提出了一种侦错辅助卡，该侦错辅助卡包括多个接口，要进行除错操作时，该多个接口分别连接起始设备卡、目标设备以及测试装置，减少了线缆的使用、增加了连接稳固性，且方便现场操作、插拔容易。但是该现有的侦错辅助卡由于需要同时连接多个设备，电路设计以及结构设计的复杂度高，不利于降低成本。

故，有必要提供一种新颖的侦错辅助设备，以克服现有侦错辅助卡的缺点。

【发明内容】

本发明的一主要目的在于提供一种通用侦错辅助装置，其电路设计复杂度低、结构件易于实现、适用范围广、成本低、连接稳固性高，现场操作方便并且插拔容易。

本发明的另一目的在于提供一种通用侦错辅助装置，其可以避免丢失带外信号，进而保持***功能的完整性。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为实现本发明的前述目的，本发明的一实施例提供一种通用侦错辅助装置，连接一测试设备对一起始设备或/及一目标设备的侦错，其包含有：一起始设备卡以及一目标设备卡，该起始设备卡包括一起始对外接口以及一起始设备接口，该起始对外接口用以连接测试设备，该起始设备接口用以连接起始设备；该目标设备卡包括一目标对外接口以及一目标设备接口，该目标对外接口用以连接测试设备，该目标设备接口用以连接目标设备。

相较于现有技术，本发明通用侦错辅助装置采用双卡式设计，分别设计起始设备卡以及目标设备卡，电路设计复杂度低、结构件易于实现、适用范围广、固件开发成本低、降低了总成本，且具有连接稳固性高，现场操作方便以及插拔容易等优点。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1是本发明通用侦错辅助装置的起始设备卡的结构示意图。

图2是本发明通用侦错辅助装置的目标设备卡的结构示意图。

图3A是本发明通用侦错辅助装置的目标设备卡的实现带内信号信道的交叉的连接示意图。

图3B是本发明通用侦错辅助装置的目标设备卡的另一实施方式的实现带内信号信道的交叉的连接示意图。

图4是本发明通用侦错辅助装置的目标设备卡的又一实施方式的连接示意图。

图5是本发明通用侦错辅助装置一应用实例的连接示意图。

图6是本发明通用侦错辅助装置另一应用实例的连接示意图。

图7是本发明通用侦错辅助装置又一应用实例的连接示意图。

【具体实施方式】

请参照图1，为一种依据本发明较佳实施例的通用侦错辅助装置，用于以对一起始设备或/及一目标设备侦错，其主要包括：起始设备卡1和目标设备卡2。

起始设备卡1包括卡板10、起始设备接口11以及起始对外接口12。于本实施例中，该卡板10用以承载起始设备接口11以及起始对外接口12。该卡板10上设置有导电线路(未图示)，用以电性连接起始设备接口11以及起始对外接口12。起始设备接口11是SAS连接器用以连接起始设备。起始对外接口12是符合行业标准的MiniSAS连接器，用以连接目标设备卡2或一SAS测试设备3，例如SAS协议分析仪(Analyzer)、SAS信息产生器(Generator)或SAS信息干扰发射器(Jammer)等。起始设备接口11以及起始对外接口12之间设置有若干条带内信号信道13，依据信号品质的要求，每条带内信号信道13可设置有一个或多个均衡器14，用以改善信号的传输品质，在本实施例中，在每条带内信号信道13的输入端和输出端都设置有均衡器14。起始设备卡1还包括有一带外信号接口15，设置于卡板10上且与起始设备接口11之间形成若干条带外信号信道16，用以传输带外控制信号(容后详述)。该带外信号接口15是一RS232型连接器。为改善信号的传输品质，带外信号信道16设置有一信号改善元件160，例如SN74LVCH244、SN74LVCH245等元件。

请参照图2，目标设备卡2包括卡板20以及成对设置的目标对外接口和目标设备接口。在本实施例中，设置有两对目标对外接口和目标设备接口：第一目标对外接口21和第一目标设备接口22，以及第二目标对外接口23和第二目标设备接口24。目标对外接口21、23皆为符合行业标准的MiniSAS连接器，用以连接起始设备卡1或者连接SAS测试设备3。目标设备接口22、24为SAS连接器，用以连接目标设备。目标对外接口与目标设备接口成对使用，例如第一目标对外接口21和第一目标设备接口22成对使用，第二目标对外接口23和第二目标设备接口24成对使用。该等成对使用的目标对外接口与目标设备接口可分别同时工作，也可仅选取其中一对工作。每对目标对外接口与目标设备接口之间设置有两条带内信号信道，其中第一目标对外接口21和第一目标设备接口22设置有两条第一带内信号信道251，第二目标对外接口23和第二目标设备接口24设置有两条第二带内信号信道252。卡板20用以承载目标对外接口21、23和目标设备接口22、24，其上设置有导电线路(未图示)，用以电性连接目标对外接口及对应的目标设备接口。可以理解，依据信号品质的要求，每条带内信号信道251、252均可设置有一个或多个均衡器(未图示)，用以改善信号的传输品质。

通过设置卡板20的导电线路的排布方式，目标设备卡2可以实现带内信号信道的交叉作用，例如，在第二带内信号信道252形成交叉(如图3A所示)。请参照图3B，目标设备卡2增加一对目标对外接口和目标设备接口：第三目标对外接口27和第三目标设备接口28，其中第三目标对外接口27为符合行业标准的MiniSAS连接器，用以连接起始设备卡1或者连接SAS测试设备3，第三目标设备接口28是SAS连接器用以连接目标设备，在第三目标对外接口27与第三目标设备接口28之间的带内信号信道形成交叉。

目标设备卡2内还设置有一多路复用器260以及一开关切换元件26，在第一目标对外接口21与多路复用器260之间形成若干条带外信号信道261，多路复用器260与第一目标设备接口22之间形成若干条带外信号信道262，用以传输带外控制信号。开关切换元件26与多路复用器260之间形成若干条带外信号信道263，用以控制实现传输、改变、重建带外控制信号的功能(容后详述)。可以理解，在其它实施例中，目标设备卡2可专门设置一带外信号接口(未图示)，带外控制信号不经过第一目标对外接口21，而是在该专门设置的带外信号接口与多路复用器260之间形成带外信号信道261，传输带外控制信号。

目标设备卡2还设置有一电源插座(未图示)，用以连接到外部供电设备(如220V电源)以对通用侦错辅助装置供电。该电源插座可采用任何形式的现有电源插座，例如通用侦错辅助装置的电源插座结构可相同于笔记本电脑上的电源插座，藉此用户可利用其已有的笔记本电脑的电源线(配置有AC/DC装置)为通用侦错辅助装置供电，不必为本发明通用侦错辅助装置供电而额外购买电源线。

请参照图4，若目标设备卡2需要连接SATA目标设备，于第一目标对外接口21和第一目标设备接口22之间设置端口选择元件(port selection)29，将第一目标设备接口22换为SATA连接器22’，将第一目标对外接口21的两个带内信号端口连接到端口选择元件29上作热交换(热交换此处是指在设备不断电的情况下进行端口转换)，然后连接到SATA连接器22’，就可连接SATA目标设备。在其它实施例中，如图5所示，在第一目标设备接口22端连接一SAS转SATA接口并带有端口选择功能的硬盘转接卡(Paddle Card)5即可连接SATA目标设备。

请注意的是，本发明通用侦错辅助装置的起始设备卡1和目标设备卡2上述各接口以及所用元件(例如：均衡器14、信号改善元件160、多路复用器260、开关切换元件26以及端口选择元件29等)的类型仅是本发明通用侦错辅助装置所举的范例，但不因此限制本发明的专利范围；实质上，本发明通用侦错辅助装置可根据实际需求，采用其它协议或各类型的接口以及元件，且可增加接口以及元件的数量。

请参照图5，是说明依据本发明通用侦错辅助装置的一应用实例，其中起始设备卡1可为一种卡板型式以方便***一般储存设备如磁盘阵列(RAID)设备内以执行联机侦错，即诊断该储存设备内部硬盘接口的信号有无异常。在起始设备卡1***储存设备之前，一般储存设备即包括一中间背板(Midplane)41、若干个SAS/SATA硬盘43以及机箱42，且该等SAS/SATA硬盘43平行堆栈排列且分别经由连接元件(如SAS连接器)与背板41电性连接(未显示)，且背板41及硬盘43设置于机箱42内。

为了进行侦错，例如当主机透过背板41无法识别或者不能正确识别其中某一颗硬盘43，即可先将该硬盘43自机箱42内拔出，再将本发明的起始设备卡1***储存设备内，使背板41的相应接口与起始设备接口11对接以当作起始设备，该硬盘43的相应接口与目标设备卡2的目标设备接口对接以当作目标设备，在本实施例中，硬盘43与第一目标设备接口22对接。起始设备卡1的起始对外接口12、目标设备卡2的第一目标对外接口21分别通过线缆耦接至SAS测试设备3的输入端31以及输出端32。

通过以上连接，信息流经由起始设备接口11、带内信号信道13及起始对外接口12被导向于背板41与SAS测试装置3的输入端31及输出端32之间，及/或信息流经由第一目标设备接口22、带内信号信道251及第一目标对外接口21被导向于硬盘43与SAS测试装置3的输入端31及输出端32之间。通过以上信息流的转向，可供SAS测试设备3对该储存设备做出内部信号的诊断。

请参照图6，断开起始设备卡1的起始对外接口12、目标设备卡2的第一目标对外接口21与SAS测试设备3的输入端31以及输出端32间的连接，连接起始设备卡1的起始对外接口12于目标设备卡2的第一目标对外接口21，使硬盘43与背板41间的直通连接，实现背板41与硬盘43间的信号的直接通信。

如若起始设备接口11或第一目标设备接口22上承载有一些带外信号例如背板发出的对硬盘错误灯号的控制信号以及对硬盘通电或断电的控制信号、硬盘发出的硬盘***信号等，连接起始设备卡1的带外信号接口15于目标设备卡2的第一起始对外接口21，起始设备接口11上的带外信号经由带外信号信道16输入至带外信号接口15，经由连接线缆(未标号)传输至第一目标对外接口21，在第一目标对外接口21获取这些带外信号后经由带外信号信道261、多路复用器260、带外信号信道262传输资料给硬盘43，完成带外信号传输功能。起始设备接口11上的带外信号的传输方向与第一目标设备接口22上的带外信号的方向相反。这样，这些带外信号经由本发明通用侦错辅助装置直接传输至硬盘31，而不必通过SAS测试装置3，从而可以避免如现有技术有带外信号丢失的问题，故本发明在进行除错程序的同时也能保有***功能的完整性。另，根据操作者的需要，经由开关切换元件26的控制，可以控制背板41或硬盘43发出的带外信号完成传输、或覆盖背板41或硬盘43发出的带外信号，甚或直接虚拟背板或硬盘发出该等带外信号，因此可以实现这些带外信号的传输控制的功能以及改变、重建、仿真这些带外信号的功能，因此本发明通用侦错辅助装置具有较佳的侦错灵活性。本发明通用侦错辅助装置可以增设更多个起始设备卡1或目标设备卡2，用于一个目标设备与多个起始设备之间的同时侦错，或者用于多个目标设备与一个起始设备之间的同时侦错，还可以用于多个目标设备与多个起始设备之间的侦错，原理同上，不赘述。

于上述应用实例中，起始设备卡1的卡板10的长度略大于或等于硬盘43的长度，***机箱42内后，该起始设备卡1的起始对外接口12以及带外信号接口15暴露于机箱42外，以利与其它设备连接。因为起始设备卡1是处于机箱42的环境，故可由背板41直接提供电源，也就是利用背板41上的SAS连接器的电源端子经由起始设备接口11的对应的电源端子向起始设备卡1提供电源。起始设备卡1也可设置一电源插座(未图示)，用以连接到外部供电设备(如220V电源)以对通用侦错辅助装置供电，原理同目标设备卡2的电源插座，不赘述。

请参照图7，是本发明通用侦错辅助装置用于储存设备内的硬盘43本身的侦错的应用实例。当硬盘43与背板41间的线路良好而仅仅是硬盘43本身出现问题时，本发明通用侦错辅助装置可连接一SAS/SATA信息产生器6对硬盘43进行侦错。本发明通用侦错辅助装置的目标设备卡2的第一目标设备接口22与硬盘43的相应接口对接，第一目标对外接口21耦接至SAS/SATA信息产生器6，仅使信息在SAS/SATA信息产生器6与硬盘43之间交流，SAS/SATA信息产生器6发出测试信号，根据硬盘43的响应，判断并且侦错硬盘43出现的问题。

本发明通用侦错辅助装置采用双卡式设计，分别设计起始设备卡1以及目标设备卡2，电路设计复杂度低、结构件容易实现、适用范围广、固件开发成本低、降低了总成本，且具有连接稳固性高，现场操作方便以及插拔容易等优点。

Claims (11)

1.一种通用侦错辅助装置，用于连接一测试设备对一起始设备或/及一目标设备侦错，其特征在于：该通用侦错辅助装置包括：

一起始设备卡，包括一起始对外接口以及一起始设备接口，该起始对外接口用以连接测试设备，该起始设备接口用以连接起始设备；以及

一目标设备卡，包括一目标对外接口以及一目标设备接口，该目标对外接口用以连接测试设备，该目标设备接口用以连接目标设备；该起始对外接口、起始设备接口、目标对外接口以及目标设备接口采用SAS协议；目标设备是一储存设备的一硬盘，起始设备是该储存设备的一中间背板；

该起始设备卡还包括有一带外信号接口，与起始设备接口之间形成若干条带外信号信道，用以传输带外控制信号；该目标设备卡的目标对外接口与目标设备接口之间设置有若干条带外信号信道；连接起始设备卡的带外信号接口与目标设备卡的目标对外接口，起始设备接口上的带外信号经由带外信号通道输入至带外信号接口，经由连接线缆传输至目标对外接口，在目标对外接口获取这些带外信号后经由带外信号信道、多路复用器、带外信号信道传输资料给硬盘，完成带外信号传输功能；起始设备接口上的带外信号的传输方向与目标设备接口上的带外信号的方向相反；该目标设备卡还包括一多路复用器以及一开关切换元件，开关切换元件经由多路复用器接入该若干条带外信号信道，用以控制带外信号的传输以及实现改变、重建、仿真这些带外信号的功能。

2.如权利要求1所述的通用侦错辅助装置，其特征在于：该储存设备包括一机箱，起始设备卡插置于该机箱内与背板电性连接，起始对外接口暴露于机箱外可向外连接。

3.如权利要求1所述的通用侦错辅助装置，其特征在于：该起始设备卡的电源取自于背板。

4.如权利要求1所述的通用侦错辅助装置，其特征在于：该起始设备卡的起始对外接口与目标设备卡的目标对外接口连接，可使硬盘与背板直通连接，实现背板与硬盘间的信号的直接通信。

5.如权利要求1所述的通用侦错辅助装置，其特征在于：该起始设备卡还包括一卡板，其上设置有导电线路，用以电性连接起始设备接口以及起始对外接口。

6.如权利要求1所述的通用侦错辅助装置，其特征在于：该目标设备卡的目标对外接口与目标设备接口成对使用，该目标设备卡还包括若干对目标对外接口与目标设备接口，该若干对目标对外接口与目标设备接口可分别工作，或仅选取其中一对工作。

7.如权利要求1所述的通用侦错辅助装置，其特征在于：该目标设备卡还包括一卡板，其上设置有导电线路，用以电性连接目标对外接口与目标设备接口。

8.如权利要求1所述的通用侦错辅助装置，其特征在于：该起始设备卡的起始设备接口与起始对外接口之间设置有若干条带内信号信道，该目标设备卡的目标对外接口与目标设备接口之间设置有若干条带内信号信道，其中至少一条带内信号信道内设置有均衡器，用以改善信号的传输品质。

9.如权利要求1所述的通用侦错辅助装置，其特征在于：该起始设备卡和目标设备卡至少其中之一还包括一电源插座，用以连接到一外部供电设备，使外部供电设备经由该电源插座为通用侦错辅助装置供电。

10.如权利要求1所述的通用侦错辅助装置，其特征在于：该目标设备卡还包括一端口选择元件(port selection)以及一SATA连接器，该端口选择元件一端与目标对外接口连接作热交换，另一端连接SATA连接器连接，该SATA连接器用以连接SATA目标设备。

11.如权利要求1所述的通用侦错辅助装置，其特征在于：还包括一SAS转SATA接口并带有端口选择功能的硬盘转接卡(Paddle Card)，其一端用以与目标设备接口连接，另一端用以连接SATA目标设备。

Images