TWI584303B - 快捷外設互聯標準硬碟狀態燈的控制方法及系統 - Google Patents

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快捷外設互聯標準硬碟狀態燈的控制方法及系統
本發明涉及PCIE固態硬碟的技術領域，特別是涉及一種PCIE硬碟狀態燈的控制方法及系統。
目前，伺服器使用的大部分是傳輸速率為6G的SATA/SAS硬碟，小部分使用傳輸速率為12G的SATA/SAS硬碟。如第一圖所示，在控制傳輸速率為6G或12G的SATA/SAS硬碟的狀態燈顯示時，中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)PA1藉由SAS控制器PA2連接到SAS擴展器(SAS Expander)PA3，SAS擴展器將信號連接到SFF-8639連接器PA4上，再由SFF-8639連接器PA4外接傳輸速率為6G或12G的SATA/SAS硬碟PA5，從而實現CPU PA1對傳輸速率為6G或12G的SATA/SAS硬碟PA5信號燈的控制。具體地，系統端的tool下命令到CPU PA1端，由CPU PA1藉由SAS控制器PA2去控制SAS擴展器發出串行輸入輸出(Small General Purpose Input Output；SGPIO)信號到複雜可程式邏輯控制器(Complex Programmable Logic Device；CPLD)，再由CPLD去解析SGPIO組信號並輸出到對應硬碟的狀態燈，從而實現對傳輸速率為6G或12G的SATA/SAS硬碟PA5的狀態燈的控制。
隨著PCIE固態硬碟的廣泛使用，在一些伺服器上開始使用PCIE固態硬碟(PCIE SSD)。如再参照第一圖所示方式，SFF-8639連接器PA4為SATA/SAS硬碟和PCIE SSD提供了非共用的接腳，二者互斥訪問。然而，PCIE SSD現有的工作模式導致CPU PA1無法控制PCIE SSD狀態燈，從而無法及時判斷PCIE SSD的使用狀態。
鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種PCIE硬碟狀態燈的控制方法及系統，能夠實現PCIE硬碟的復位和定位操作所對應狀態燈的顯示控制，從而便於及時判斷PCIE硬碟的使用狀態。
為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種PCIE硬碟狀態燈的控制方法，包括以下步驟：判斷PCIE硬碟的當前工作模式；CPU將所述當前工作模式信息發送至南橋晶片；所述南橋晶片將所述當前工作模式信息發送至複雜可程式邏輯控制器；根據所述當前工作模式信息，所述複雜可程式邏輯控制器控制所述當前工作模式對應的狀態燈的顯示。於本發明的一實施例中，PCIE硬碟的工作模式包括硬碟復位模式和硬碟定位模式。
於本發明的一實施例中，將所述當前工作模式信息發送至所述南橋晶片時，藉由所述南橋晶片的GPIO串口擴展器對應的輸出電平暫存器來記錄所述當前工作模式信息。
於本發明的一實施例中，所述輸出電平暫存器共佔64位元，低8位由BIOS佔用，用兩位元表示PCIE硬碟的工作模式。
於本發明的一實施例中，所述南橋晶片將所述當前工作模式信息發送至所述複雜可程式邏輯控制器時，包括以下步驟：對所述當前工作模式信息進行海明校驗(Hamming Check)，生成海明校驗編碼(Hamming Check Code)資料；將生成的海明校驗編碼資料發送至所述複雜可程式邏輯控制器。
同時，本發明還提供一種PCIE硬碟狀態燈的控制系統，包括判斷模組、第一發送模組、第二發送模組和控制模組；所述判斷模組用於判斷PCIE硬碟的當前工作模式；所述第一發送模組與所述判斷模組相連，用於透過CPU將所述當前工作模式信息發送至南橋晶片；所述第二發送模組與所述第一發送模組相連，用於藉由所述南橋晶片將所述當前工作模式信息發送至複雜可程式邏輯控制器；所述控制模組與所述第二發送模組相連，用於根據所述當前工作模式信息，藉由所述複雜可程式邏輯控制器控制所述當前工作模式對應的狀態燈的顯示。
於本發明的一實施例中，PCIE硬碟的工作模式包括硬碟復位模式和硬碟定位模式。
於本發明的一實施例中，所述第一發送模組將所述當前工作模式信息發送至所述南橋晶片時，藉由所述南橋晶片的GPIO串口擴展器對應的輸出電平暫存器來記錄所述當前工作模式信息。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
於本發明的一實施例中，所述輸出電平暫存器共佔64位元，低8位由BIOS佔用，用兩位元表示PCIE硬碟的工作模式。
於本發明的一實施例中，所述南橋晶片將所述當前工作模式信息發送至所述複雜可程式邏輯控制器時，包括以下步驟：對所述當前工作模式信息進行海明校驗，生成海明校驗編碼資料；將生成的海明校驗編碼資料發送至所述複雜可程式邏輯控制器。
如上所述，本發明的PCIE硬碟狀態燈的控制方法及系統，具有以下有益效果：(1)CPU藉由南橋晶片對CPLD進行控制，進而實現對PCIE硬碟的復位和定位操作所對應狀態燈的顯示控制；(2)能夠及時判斷PCIE硬碟的使用狀態；(3)藉由對當前工作模式信息進行海明校驗，保證了狀態燈的準確顯示。
PA1‧‧‧CPU
PA2‧‧‧SAS控制器
PA3‧‧‧SAS擴展器
PA4‧‧‧SFF-8639連接器
PA5‧‧‧SATA/SAS硬碟
100‧‧‧CPU
200‧‧‧SFF-8639連接器
300‧‧‧PCIE硬碟
1‧‧‧判斷模組
2‧‧‧第一發送模組
3‧‧‧第二發送模組
4‧‧‧控制模組
第一圖顯示為先前技術中SATA/SAS硬碟的狀態燈控制系統的結構示意圖；第二圖顯示為本發明技術中PCIE硬碟的狀態燈控制系統的結構示意圖；第三圖顯示為本發明的PCIE硬碟狀態燈的控制方法的流程圖；以及第四圖顯示為本發明的PCIE硬碟狀態燈的控制系統的結構示意圖。
以下藉由特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以藉由另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各 項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不衝突的情況下，以下實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件佈局型態也可能更為複雜。
本發明的PCIE硬碟狀態燈的控制方法及系統藉由複雜可程式邏輯控制器(Complex Programmable Logic Device，CPLD)來實現PCIE硬碟的復位(Reset)和定位(Locate)操作所對應狀態燈的顯示控制。其中，本發明的PCIE硬碟狀態燈的控制方法及系統產生資料到CPLD，而CPLD可以控制PCIE硬碟的供電，進而實現對PCIE硬碟狀態燈的控制。
参照第二圖，CPU 100將PCIE信號線轉成SAS信號線直接連接到SFF-8639連接器200上，再由SFF-8639連接器PA4外接PCIE硬碟300。在本發明中所述的PCIE硬碟300係泛指各種利用PCIE介面傳輸資料與信號之硬碟，其中包含PCIE固態硬碟(PCIE SSD)。
參照第三圖，本發明的PCIE硬碟狀態燈的控制方法包括以下步驟：步驟S1、判斷PCIE硬碟的當前工作模式。其中，PCIE硬碟的工作模式包括硬碟復位模式和硬碟定位模式。相較於現有技術，本發明增加了硬碟復位模式，從而可以根據狀態燈的顯示及時判斷PCIE硬碟的使用狀態。
步驟S2、CPU將所述當前工作模式信息發送至南橋晶片(Platform Controller Hub，PCH)。其中，將當前工作模式信息發送至PCH時，從系統端修改南橋晶片的GPIO串口擴展器(GPIO Serial eXpander，GSX)對應的輸出電平暫存器(Output Level Register)以記錄當前工作模式信息。輸出 電平暫存器共佔64位元，其中低8位元被BIOS佔用，用所述64位元中除了BIOS所佔用的低8位元之外剩餘的56位元中的兩位元表示一個硬碟的工作模式。其中，高位元表示硬碟定位模式，低位元表示硬碟復位模式。
步驟S3、PCH將當前工作模式信息發送至複雜可程式邏輯控制器。其中，步驟S3包括以下步驟：
31)對當前工作模式信息進行海明校驗，生成海明校驗編碼資料。其中，海明碼可以糾正一位元的錯誤，檢測兩位元的錯誤，降低傳輸中的誤碼率。藉由利用海明校驗，能夠保證當前工作模式信息能夠準確地進行傳輸，以保證對LED狀態燈的準確顯示。
32)將生成的海明校驗編碼資料發送至CPLD。
步驟S4、根據當前工作模式信息，複雜可程式邏輯控制器控制當前工作模式對應的狀態燈的顯示。具體地，CPLD解析接收到的資料，獲取當前工作模式信息，並輸出信號到對應的LED狀態燈，以控制相應的LED狀態燈的顯示。
現有技術中，伺服器中的最大應用場景包括24顆PCIE硬碟。下面基於12顆硬碟的應用場景來描述本發明的PCIE硬碟狀態燈的控制方法。
首先，利用MMAP函數將GSX暫存器的BASE ADDRESS(0xfed04000)映射到內存，該暫存器共佔0x400h bytes，GSX對應的輸出電平暫存器的偏移量是0x30h。由於輸出電平暫存器的低8位元被BIOS佔用，故使用bit 8~bit 63。但是為了便於計算，在設計編碼時，先按bit 0~bit 55編碼，最後將終值左移8位元並與BIOS控制的低8位元做或運算後再輸出。需要註明一點，上述算法只應用在12顆硬碟的場景，24顆硬碟數的場景則需要微調代碼才可實現。
硬碟編號與各自的控制位元間的分佈關係下表所示。
對當前工作模式信息進行海明校驗時，需要加入海明校驗碼。海明校驗碼的編碼規則是在正常的資料位中***校驗碼，分別放在2n位，n=0，1，2，3，4......，海明校驗碼的長度與資料位的長度關係如表2所示。
由於只需要24位元即可表示12顆硬碟的兩個控制位元，所以只需要5個校驗碼。校驗碼和資料位組合後的排列關係如表3所示，其中，資料位用Di表示，校驗位用Pj表示。
由表3可知：整個校驗資料長度為29位，校驗位元P1是從第0位元開始，每隔一位校驗，即校驗第0位元，2位元，4位元，6位元，8位元......餘此類推。
校驗位元P2是從第1位元開始，連續校驗兩位元，間隔兩位元，再校驗兩位元，即校驗第1、2位元，第5、6位元，第9、10位元......餘此類推。
校驗位元P3是從第3位元開始，連續校驗四位元，間隔四位元，再校驗四位元，即校驗第3、4、5、6位元，第11、12、13、14位元，第19、20、21、22位元......餘此類推。
校驗位元P4是從第7位元開始，連續校驗八位元，間隔八位元，再校驗八位元，即校驗第7、8、9、10、11、12、13、14位元，第23、24、25、26、27、28位元。
校驗位元P5是從第15位元開始，連續校驗十六位元，間隔十六位元，再校驗十六位元，即校驗第15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28位元。
因為對於12顆硬碟數量的背板，只需要一共29位資料位和校驗位，超出的部分不再校驗。如果是24顆硬碟數量的場景，就需要6個校驗碼。程序需要進行相應調整。
下面使用偶校驗來生成校驗碼，即每個校驗碼所需要校驗的資料位元連同校驗碼本身，包含“1“的個數為偶數，具體校驗關係如表4所示。
將有效資料位放置到正確的海明碼位置。根據原始編碼與海明碼位置的關係的代碼如下：if(0==strcmp(argv[1],ResetCmd)) { //gsxOut0=0x1<<hd_index； base=2； /*The empty location is reserver for parity bit.*/ if(hd_index>=1) offset++； if(hd_index>=2) offset++； if(hd_index>=6) offset++； } if(0==strcmp(argv[1],LocateCmd)∥0==strcmp(argv[1],UnFreezeCmd)) { //gsxOut0=0x02<<hd_index； base=4； /*The empty location is reserver for parity bit.*/ if(hd_index>=2) offset++； if(hd_index>=5) offset++； } if(0==strcmp(argv[1],UnFreezeCmd)) gsxOut0 &=~(1<<(hd_index * 2+base+offset))；//unfreeze action need to clear the locate bit of corresponding hard disk. else gsxOut0 |=1<<(hd_index * 2+base+offset)；//move the locate bit to the correct location.
將有效資料位放置到正確位置後，生成校驗資料的代碼如下：for(i=0；i<MaxParityIndex；i++) { counter=0； parityBit=0； dataPower=(0x1<<i)-1； gsxOut0 &=~(0x1<<dataPower)；//Clear the parity bit. for(j=dataPower；j<TotalBitsNumber；j++) { parityBit+=((gsxOut0>>j)& 0x1)； counter++； if(counter==(0x1<<i)) { j+=counter； counter=0； } } gsxOut0 |=((parityBit & 0x1)<<dataPower)；//even parity check,save the parity bit to corresponding locateion. } gsxOut1=(gsxOut0>>24)； gsxOut0=(gsxOut0<<8)|(value_olvl1 & 0x000000FF)；由於資料位加校驗位需空出被BIOS使用的低8位元，故傳輸的資料總和會從GSX的輸出暫存器0的32位元中溢出。/*BIOS set the default value to 0xFFFFFFFF,and we need to clean this value when the value is 0xFFFFFFFF to 0x000000FF. * And we need to keep the Locate LED data when system not reset.*/ if(value_olvl1==0xFFFFFFFF) gsxOut0=(value_olvl1 & 0x000000FF)>>8； else gsxOut0=(value_olvl1>>8)|(value_olvl2<<24)；最後將運算後的資料寫回GSX的輸出電平暫存器，同樣由於資料從GSX輸出暫存器0中溢出，所以要把溢出的資料存儲到GSX輸出暫存器1中。*((unsigned int *)addr_olvl1)=gsxOut0； *((unsigned int *)addr_olvl2)=gsxOut1；並且開啟序列號進程。addr_CMD=gsx_base+0x40； *((unsigned int *)addr_CMD)=1；對於硬件復位的調用，在發送完資料後，需要將原資料復位，因為復位操作只是一次性的，不需要保持。if(0==strcmp(argv[1],ResetCmd))//the reset command need to clean the reset bit after transfer. { *((unsigned int *)addr_olvl1)=value_olvl1；//zwg 2015-07-24 the locate action need keep data.So disable this code. *((unsigned int *)addr_olvl2)=value_olvl2； }最後終止發送*((unsigned int *)addr_CMD)=0；完成運作。
參照第四圖，本發明的PCIE硬碟狀態燈的控制系統包括判斷模組1、第一發送模組2、第二發送模組3和控制模組4。
判斷模組1用於判斷PCIE硬碟的當前工作模式。其中，PCIE硬碟的工作模式包括硬碟復位模式和硬碟定位模式。相較於現有技術，本發明增加了硬碟復位模式，從而可以根據狀態燈的顯示及時判斷PCIE硬碟的使用狀態。
第一發送模組2與判斷模組1相連，用於藉由CPU將所述當前工作模式信息發送至PCH。其中，1將當前工作模式信息發送至PCH時，從系統端修改南橋晶片的GPIO串口擴展器(GPIO Serial eXpander，GSX)對應的輸出電平暫存器(Output Level Register)以記錄當前工作模式信息。輸出電平暫存器共佔64位元，其中低8位元被BIOS佔用，用所述64位元中除了BIOS所佔用的低8位元之外剩餘的56位元中的兩位元表示一個硬碟的工作模式。其中，高位元表示硬碟定位模式，低位元表示硬碟復位模式。
第二發送模組3與第一發送模組2相連，用於藉由PCH將當前工作模式信息發送至複雜可程式邏輯控制器。其中，第二發送模組3藉由以下步驟來發送當前工作模式信息：
31)對當前工作模式信息進行海明校驗，生成海明校驗編碼資料。其中，海明碼可以糾正一位元的錯誤，檢測兩位元的錯誤，降低傳輸中的誤碼率。藉由利用海明校驗，能夠保證當前工作模式信息能夠準確地進行 傳輸，以保證對LED狀態燈的準確顯示。
32)將生成的海明校驗編碼資料發送至CPLD。
控制模組4與第二發送模組3相連，用於根據當前工作模式信息，藉由複雜可程式邏輯控制器控制當前工作模式對應的狀態燈的顯示。具體地，CPLD解析接收到的資料，獲取當前工作模式信息，並輸出信號到對應的LED狀態燈，以控制相應的LED狀態燈的顯示。綜上所述，本發明的PCIE硬碟狀態燈的控制方法及系統CPU藉由南橋晶片對CPLD進行控制，進而實現對PCIE硬碟的復位和定位操作所對應狀態燈的顯示控制；因此，能夠及時判斷PCIE硬碟的使用狀態。同時，藉由對當前工作模式信息進行海明校驗，更能進一步保證了狀態燈的準確顯示。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。

Claims (8)

  1. 一種快捷外設互聯標準硬碟狀態燈的控制方法，包括以下步驟：判斷一快捷外設互聯標準(Peripheral Component Interconnect Express；PCIE)硬碟的當前工作模式；利用一中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)將所述當前工作模式信息發送至一南橋晶片；所述南橋晶片將所述當前工作模式信息進行海明校驗(Hamming Check)，以生成一海明校驗編碼(Hamming Check Code)資料，並將生成的所述海明校驗編碼資料發送至一複雜可程式邏輯控制器；以及根據所述當前工作模式信息，所述複雜可程式邏輯控制器控制所述當前工作模式對應的狀態燈的顯示。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的PCIE硬碟狀態燈的控制方法，其中，所述PCIE硬碟的工作模式包括硬碟復位(Reset)模式和硬碟定位(Locate)模式。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的PCIE硬碟狀態燈的控制方法，其中，將所述當前工作模式信息發送至所述南橋晶片時，是藉由所述南橋晶片的GPIO串口擴展器對應的輸出電平暫存器來記錄所述當前工作模式信息。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的PCIE硬碟狀態燈的控制方法，其中，所述輸出電平暫存器共佔64位元，低8位元由基本輸入輸 出系統(Basic Input/Output System；BIOS)佔用，用所述64位元中，除了BIOS所佔用的低8位元之外剩餘的56位元中的兩位元表示所述PCIE硬碟的工作模式。
  5. 一種快捷外設互聯標準硬碟狀態燈的控制系統，包括：一判斷模組，用於判斷一快捷外設互聯標準(Peripheral Component Interconnect Express；PCIE)硬碟的當前工作模式；一第一發送模組，與所述判斷模組相連，用於透過一中央處理單元(Central Processing Unit；CPU)將所述當前工作模式信息發送至一南橋晶片；一第二發送模組，與所述第一發送模組相連，用於藉由所述南橋晶片將所述當前工作模式信息進行海明校驗(Hamming Check)，生成一海明校驗編碼(Hamming Check Code)資料，並將生成的所述海明校驗編碼資料發送至一複雜可程式邏輯控制器；以及一控制模組，與所述第二發送模組相連，用於根據所述當前工作模式信息，藉由所述複雜可程式邏輯控制器控制所述當前工作模式對應的狀態燈的顯示。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的PCIE硬碟狀態燈的控制系統，其中，所述PCIE硬碟的工作模式包括硬碟復位(Reset)模式和硬碟定位(Locate)模式。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的PCIE硬碟狀態燈的控制系統，其中，所述第一發送模組將所述當前工作模式信息發送至所述南橋晶片時，藉由所述南橋晶片的GPIO串口擴展器對應的輸出電平暫存器來記錄所述當前工作模式信息。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的PCIE硬碟狀態燈的控制系統，其中，所述輸出電平暫存器共佔64位元，低8位元由BIOS佔用，用所述64位元中，除了BIOS所佔用的低8位元之外剩餘的56位元中的56位元中的兩位元表示所述PCIE硬碟的工作模式。
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