TWI679531B - 熱插拔辨識方法及具有熱插拔辨識功能的伺服器 - Google Patents

Abstract

一種適用於伺服器的熱插拔辨識方法，包含以設置於一背板上的一微控制器接收多個硬碟裝置中的每一個硬碟裝置所對應的位置資訊及編碼。以微控制器依據該些位置資訊及該些編碼產生包含序列資訊的對照表。以微控制器將序列資訊個別傳送至多個中央處理器。以每個中央處理器依據該序列資訊辨識出該些硬碟裝置中對應所主控的至少一硬碟裝置。其中，每個硬碟裝置係可插拔地連接於背板上的多個連接端口中對應的一個連接端口，且序列資訊包含該些編碼且每個中央處理器對應該些編碼至少其中之一。

Description

熱插拔辨識方法及具有熱插拔辨識功能的伺服器

本發明係關於一種具有熱插拔辨識功能的伺服器及熱插拔辨識方法，特別是一種針對硬體裝置的具有熱插拔辨識功能的伺服器及熱插拔辨識方法。

一般來說，具有多處理器(CPU)的儲存伺服器內的背板可提供多個硬碟裝置的插拔。由於某些類型的硬碟裝置(例如PCIe SSD)本身並不支援熱插拔，因此為了要達成熱插拔的功能，需要透過某些機制而將裝置的插入或拔出的訊息通知給儲存伺服器內的處理器，以完成熱插拔的程序。

然而，對於具有多處理器(CPU)的儲存伺服器來說，儲存伺服器內的每個處理器所個別負責的硬碟裝置不同。當插入或拔出一個硬碟裝置時，無法判斷該硬碟裝置係由哪一個處理器所負責控制。由於上述原因，在現有技術上，背板只能夠與特定的主板結合而無法搭配不同的主板。如此，對於組裝來說限制較多且較無彈性，也會加重設計與成本的負擔。

本發明提出一種具有熱插拔辨識功能的伺服器及熱插拔辨識方法，主要係藉由預設對應每個硬碟裝置的編碼所形成的序列資訊，而使得各個處理器得以判斷所負責控制的硬碟裝置以完成熱插拔程序。

依據本發明之一實施例揭露一種適用於伺服器的熱插拔辨識方法，包含以下步驟：以設置於一背板上的一微控制器接收多個硬碟裝置中的每一個硬碟裝置所對應的位置資訊及編碼；以微控制器依據該些位置資訊及該些編碼產生包含序列資訊的對照表；以微控制器將序列資訊個別傳送至多個中央處理器；以每個中央處理器依據該序列資訊辨識出該些硬碟裝置中對應所主控的至少一硬碟裝置。其中，每個硬碟裝置係可插拔地連接於背板上的多個連接端口中對應的一個連接端口，且序列資訊包含該些編碼且每個中央處理器對應該些編碼至少其中之一。

依據本發明之一實施例揭露一種具有熱插拔辨識功能的伺服器，包含背板、多個硬碟裝置、微控制器及多個中央處理器。背板具有多個連接端口。每個硬碟裝置可插拔地連接於該些連接端口中對應的一個連接端口，且每個硬碟裝置具有對應的位置資訊及編碼。微控制器設於背板上且用以依據該些位置資訊及該些編碼產生包含序列資訊的對照表。所述的多個中央處理器電性連接微控制器，每個中央處理器用以依據序列資訊辨識出該些硬碟裝置中對應所主控的至少一硬碟裝置。其中序列資訊包含該些編碼，且每個中央處理器對應該些編碼至少其中之一。

綜上所述，於本發明的熱插拔辨識方法及具有熱插拔辨識功能的伺服器中，主要係藉由預設對應每個硬碟裝置的編碼所形成的序列資訊，而使得各個處理器得以判斷所負責控制的硬碟裝置以完成熱插拔程序，進而提升背板與主板之間組裝的彈性，減少設計與成本的負擔。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1，圖1係依據本發明之一實施例所繪示的具有熱插拔辨識功能的伺服器的方塊示意圖。如圖1所示，具有熱插拔辨識功能的伺服器1包含背板10、多個硬碟裝置11~14、微控制器15及多個中央處理器16、17。背板10具有多個連接端口101~104。每個硬碟裝置可插拔地連接於該些連接端口中對應的一個連接端口。舉例來說，如圖1所示，硬碟裝置11~14分別可插拔地連接於連接端口101~104。微控制器15設於背板10，而於實作上，伺服器1更包含有主板18用於與背板10結合，所述的多個中央處理器16~17係設置於主板18上且電性連接微控制器15。於實務上，微控制器15可以係為複雜可程式邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device, CPLD)或是其他具有邏輯運算功能的裝置，而硬碟裝置11~14係為PCIe固態硬碟、NVMe固態硬碟或edsff固態硬碟，但本發明不以此為限。

於此實施例中，每個硬碟裝置具有對應的位置資訊及編碼，微控制器15用以依據該些位置資訊及該些編碼產生一對照表。舉例來說，硬碟裝置11對應位置資訊SN1及編碼1、硬碟裝置12對應位置資訊SN2及編碼0、硬碟裝置13對應位置資訊SN3及編碼1、硬碟裝置14對應位置資訊SN4及編碼1。微控制器15可依據上述的位置資訊及編碼產生如下表一所示的一個對照表，且該對照表包含有一序列資訊SE，該序列資訊SE內含有所示的該些編碼1011。每個中央處理器用以依據序列資訊SE(即“1011”)辨識出該些硬碟裝置11~14中對應所主控的至少一硬碟裝置，而每個中央處理器對應該些編碼至少其中之一。 表一

位置資訊	編碼
SN1	1
SN2	0
SN3	1
SN4	1

具體來說，於初始階段，各個處理器預設有對應的編碼，例如中央處理器16預設有編碼1，而中央處理器17預設有編碼0。另外，該些編碼(1或0)會被分配至每個硬碟裝置。以此實施例來說，編碼1被分配至硬碟裝置11, 13及14，其分別對應於位置資訊SN1、SN3及SN4。而編碼0被分配至硬碟裝置12，其對應於位置資訊SN2。當伺服器系統開機時，每個硬碟裝置會以對應的連接端口透過通用輸入輸出(GPIO)接腳(圖中未示)通知微控制器15各自的位置資訊及編碼。例如，硬碟裝置11以連接端口101透過通用輸入輸出接腳通知微控制器15其位置資訊SN1及編碼1、硬碟裝置12以連接端口102透過通用輸入輸出接腳通知微控制器15其位置資訊SN2及編碼0、硬碟裝置13以連接端口103透過通用輸入輸出接腳通知微控制器15其位置資訊SN3及編碼1、硬碟裝置14以連接端口104透過通用輸入輸出接腳通知微控制器15其位置資訊SN4及編碼1。

微控制器15可根據來自各個連接端口的位置資訊與編碼而產生如表一所述的對照表。微控制器15通過匯流排I2C1~I2C4個別將對照表的資訊傳送至中央處理器16、17。也就是說，中央處理器16與17均可以接收到序列資訊SE(即“1011”)。由於中央處理器16所預設的係為編碼1，因此當中央處理器16接收到序列資訊SE時，便可以由序列資訊SE內含的編碼1011，判斷出所負責控制的係為連接端口101、103及104上所插接的硬碟裝置11、13及14。另外，由於中央處理器17所預設的係為編碼0，因此當中央處理器17接收到序列資訊SE時，便可以由序列資訊SE內含的編碼1011，判斷出所負責控制的係為連接端口102上所插接的硬碟裝置12。

於一個應用例子中，當該些硬碟裝置11~14其中之一從對應的連接端口被移除時，微控制器15用以依據關聯於被移除的硬碟裝置的狀態信號，使該些中央處理器16、17其中之一產生重置信號。舉例來說，假設硬碟裝置12從對應的連接端口102拔除時，連接端口102會發出一個狀態信號至微控制器15。微控制器15會進一步地將硬碟裝置12已被拔除的訊息通知予中央處理器17。接著，中央處理器17便產生一個重置信號，使得對應於被移除的硬碟裝置12的連接端口102依據重置信號調整當前狀態的準位。具體來說，當硬碟裝置12係插接於對應的連接端口102時，連接端口102的當前狀態準位係為高準位狀態(high)。而當硬碟裝置12從對應的連接端口102拔除時，中央處理器17所產生的重置信號會將當前狀態準位由高準位狀態(high)調整至低準位狀態(low)，進而完成熱插拔的程序。

於一個例子中，微控制器15用以依據來自被移除的硬碟裝置的狀態信號查詢對照表以對該些中央處理器16與17進行辨識，據以使被辨識出的中央處理器產生重置信號。以上述例子來說，當硬碟裝置12從對應的連接端口102拔除時，由於狀態信號係由連接端口102所發出，因此微控制器15可根據狀態信號的來源位置資訊SN2而於對照表(表一)中進行查詢，以辨識出連接端口102上所插接的硬碟裝置12係由中央處理器17所主控。於實務上，如圖1所示，具有熱插拔的辨識功能的伺服器1更可包含多個擴展板EP1與EP2，分別電性連接中央處理器16與17以及微控制器15。以上述的實施例來說，當中央處理器17產生重置信號時，中央處理器17可通過對應的擴展板EP2傳送所述的重置信號至對應於被移除的硬碟裝置12的連接端口102。本發明的主要目的在於預設對應每個硬碟裝置的編碼所形成的序列資訊，使得各個中央處理器得以判斷所負責控制的硬碟裝置，藉此當伺服器進行熱插拔程序時，各個中央處理器可以判斷所插拔的硬碟裝置係否為己所主控。如此一來，背板便不需要限定與特定的主板作結合，進而提升組裝的便利性且減少設計與成本的負擔。

請參照圖2，圖2係依據本發明之一實施例所繪示的熱插拔辨識方法的方法流程圖。所述的熱插拔辨識方法可適用於前述圖1實施例的伺服器1。如圖所示，於步驟S201中，以設置於背板上的微控制器15接收多個硬碟裝置101~104中的每一個硬碟裝置所對應的位置資訊及編碼。於步驟S203中，以微控制器15依據該些位置資訊SN1~SN4及該些編碼產生包含序列資訊SE的對照表(如上述表一)。

於步驟S205中，以微控制器15將序列資訊個別傳送至多個中央處理器16與17。舉例來說，中央處理器16及中央處理器17均會接收到序列資訊SE(亦即 “1011”)。於步驟S207中，以每個中央處理器依據序列資訊辨識出該些硬碟裝置11~14中對應所主控的至少一個硬碟裝置。具體來說，序列資訊SE係由編碼0或1所組成，編碼0或1會被分配至對應的硬碟裝置所插接的連接端口。藉由分析包含該些編碼的序列資訊SE，中央處理器16及中央處理器17便可以辨識出個別所主控的硬碟裝置。

請進一步參照圖3，圖3係依據本發明之另一實施例所繪示的熱插拔辨識方法的方法流程圖。如圖3所示，步驟S301~S307相仿於。於前述圖2的步驟S201~S207。惟差異在於圖3更包含步驟S309~S313。於步驟S309中，當該些硬碟裝置11~14其中之一從對應的連接端口被拔除時，關聯於被拔除的硬碟裝置的狀態信號被傳送至微控制器15。於步驟S311中，以微控制器依據狀態信號使該些中央處理器16與17其中之一產生重置信號。於步驟S313中，以對應於被移除的硬碟裝置的連接端口依據重置信號調整當前狀態的準位。於一實施例中，所述的熱插拔辨識方法更包含以多個擴展板中對應的一個擴展板傳送重置信號至對應於被移除的硬碟裝置的連接端口。以前述圖1的應用例子來說，當硬碟裝置12被拔除時，中央處理器17對應所產生的重置信號可通過擴展板EP2傳送至連接端口102。

請進一步參照圖4，圖4係依據本發明之一實施例所繪示的熱插拔辨識方法的部分方法流程圖。圖4的步驟流程相仿於圖3的步驟流程，惟差異在於圖4的步驟S311包含步驟S3111及S3112。於步驟S3111中，以微控制器依據關聯於被移除的硬碟裝置的該狀態信號查詢該對照表，以對該些中央處理器進行辨識。於步驟S3112中，以被辨識出的中央處理器產生重置信號。具體來說，假設硬碟裝置12從對應的連接端口102拔除，則對應的連接端口102會發出狀態信號。微控制器15進一步地根據此狀態信號的來源位置資訊SN2而於對照表(表一)中進行查詢，以辨識出連接端口102上所插接的硬碟裝置12係由中央處理器17所主控。接著，微控制器15通知中央處理器17產生重置信號並且將其通過匯流排回傳重置信號至連接端口102以將當前狀態拉低(pull low)，藉此完成熱插拔的程序。

請參照圖5，圖5係依據本發明之另一實施例所繪示的具有熱插拔辨識功能的伺服器的方塊示意圖。前述圖1的實施例係以具有二個處理器的伺服器來進行說明，而圖5的實施例係以具有四個處理器的伺服器來進行說明。與圖1實施例相仿，圖5實施例所示的具有熱插拔辨識功能的伺服器2包含背板20、多個硬碟裝置21~24、微控制器25及多個中央處理器26~29。背板20具有多個連接端口201~204。所述的多個硬碟裝置21~24分別可插拔地連接於該些連接端口201~204。伺服器2更包含有主板30用於與背板20結合且供所述的多個中央處理器26~29設置，以及擴展板EP1’~EP4’ 分別電性連接中央處理器26~29以及微控制器25。同樣地，在實務上，微控制器25可以係為複雜可程式邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device, CPLD)或是其他具有邏輯運算功能的裝置，而硬碟裝置21~24係為PCIe固態硬碟、NVMe固態硬碟或edsff固態硬碟，但本發明不以此為限。

於此實施例中，每個硬碟裝置具有對應的位置資訊及編碼，微控制器25用以依據該些位置資訊及該些編碼產生一對照表。舉例來說，硬碟裝置21對應位置資訊SN1’及編碼00、硬碟裝置22對應位置資訊SN2’及編碼01、硬碟裝置23對應位置資訊SN3’及編碼10、硬碟裝置24對應位置資訊SN4’及編碼11。微控制器25可依據上述的位置資訊及編碼產生如下表二所示的一個對照表，且該對照表包含有一序列資訊SE’，該序列資訊SE’內含有所示的該些編碼00011011。每個中央處理器用以依據序列資訊SE’(即“00011011”)辨識出該些硬碟裝置21~24中對應所主控的至少一硬碟裝置，而每個中央處理器對應該些編碼至少其中之一。 表二

位置資訊	編碼
SN1’	00
SN2’	01
SN3’	10
SN3’	11

具體來說，相仿於圖1的實施例，在初始階段，中央處理器26、27、28、29分別預設有編碼00, 01, 10, 11。當伺服器系統開機時，硬碟裝置21~24以對應的連接端口透過通用輸入輸出(GPIO)接腳通知微控制器25各自的位置資訊及編碼。也就是說，硬碟裝置21以連接端口201透過通用輸入輸出接腳通知微控制器25其位置資訊SN1’及編碼00、硬碟裝置22以連接端口202透過通用輸入輸出接腳通知微控制器25其位置資訊SN2’及編碼01、硬碟裝置23以連接端口203透過通用輸入輸出接腳通知微控制器25其位置資訊SN3’及編碼10、硬碟裝置24以連接端口204透過通用輸入輸出接腳通知微控制器25其位置資訊SN4’及編碼11。進一步地，微控制器25可根據來自各個連接端口的位置資訊與編碼而產生如表二所述的對照表。微控制器15通過匯流排I2C1’~I2C4’個別將對照表的資訊傳送至中央處理器26~29。換言之，中央處理器26~29均可以接收到序列資訊SE’(即“00011011”)。詳如前述，由於中央處理器26~29所預設的分別係為編碼00，編碼01、編碼10及編碼11。因此當中央處理器26~29均接收到序列資訊SE’時，便可以由序列資訊SE’內含的編碼00011011，判斷出各自所負責控制的硬碟裝置分別係為硬碟裝置21~24。相仿地，於此實施例中，當任一個硬碟裝置從對應的連接端口被拔除時，對應主控的中央處理器會產生重置信號用於將對應的連接端口的當前狀態拉低(pull low)，以完成熱插拔程序。由於運作原理於前述實施例相似，故細節部分不再予贅述。

圖5實施例與圖1實施例的差異在於圖5的伺服器2係具有四個中央處理器，因此為了使所述四個中央處理器的每一個均配置有個別的編碼，因此需要使用二位元形式的編碼，以產生四種不同的編碼。藉此，各個中央處理器才能夠透過表二的資訊辨識出所負責主控的硬碟裝置係哪些。然而，本發明不以圖1與圖5實施例為限，於實作上，根據圖1與圖5的實施例內容，所屬領域具有通常知識者可以設計另一個熱插拔辨識的機制，其應用二個位元以上的編碼，以適用於具有更多中央處理器數量的伺服器。舉例來說，針對具有八個中央處理器的伺服器，可應用三位元編碼，例如000、001、010、011…111，使得每個中央處理器可分配到各自的編碼，以進行前述的熱插拔辨識。

綜合以上所述，於本發明的熱插拔辨識方法及具有熱插拔辨識功能的伺服器中，主要係藉由預設對應每個硬碟裝置的編碼所形成的序列資訊，而使得各個處理器得以判斷所負責控制的硬碟裝置以完成熱插拔程序。藉此，背板不受限與特定的主板作結合，而是可搭配不同的主板，進而提升組裝的便利性，亦可減少設計與成本的負擔。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1、2 伺服器 10、20 背板 11~14、21~24 硬碟裝置 101~104、201~204 連接端口 15、25 微控制器 16、17、26~29 中央處理器 18、30 主板 I2C1~I2C4、I2C1’~I2C4’ 匯流排 EP1、EP2、EP1’~EP4’ 擴展板

圖1係依據本發明之一實施例所繪示的具有熱插拔辨識功能的伺服器的方塊示意圖。 圖2係依據本發明之一實施例所繪示的熱插拔辨識方法的方法流程圖。 圖3係依據本發明之另一實施例所繪示的熱插拔辨識方法的方法流程圖。 圖4係依據本發明之一實施例所繪示的熱插拔辨識方法的部分方法流程圖。 圖5係依據本發明之另一實施例所繪示的具有熱插拔辨識功能的伺服器的方塊示意圖。

Claims (8)

1. 一種適用於一伺服器的熱插拔辨識方法，包含：以設置於一背板上的一微控制器接收多個硬碟裝置中的每一個硬碟裝置所對應的一位置資訊及一編碼；以該微控制器依據該些位置資訊及該些編碼產生包含一序列資訊的一對照表；以該微控制器將該序列資訊個別傳送至多個中央處理器；以及以每一該中央處理器依據該序列資訊辨識出該些硬碟裝置中對應所主控的至少一硬碟裝置；其中每一該硬碟裝置係可插拔地連接於該背板上的多個連接端口中對應的一個連接端口，且該序列資訊包含該些編碼且每一該中央處理器對應該些編碼至少其中之一。
2. 如請求項1所述的熱插拔的辨識方法，更包含：當該些硬碟裝置其中之一從對應的該連接端口被拔除時，關聯於被拔除的該硬碟裝置的一狀態信號被傳送至該微控制器； 以該微控制器依據該狀態信號使該些中央處理器其中之一產生一重置信號；以及以對應於被移除的該硬碟裝置的該連接端口依據該重置信號調整一當前狀態的準位。
3. 如請求項2所述的熱插拔的辨識方法，其中該微控制器依據該狀態信號使該些中央處理器其中之一產生該重置信號包含：以該微控制器依據關聯於被移除的該硬碟裝置的該狀態信號查詢該對照表，以對該些中央處理器進行辨識；以及以被辨識出的該中央處理器產生該重置信號。
4. 如請求項2所述的熱插拔的辨識方法，更包含：以多個擴展板中對應的一個擴展板傳送該重置信號至對應於被移除的該硬碟裝置的該連接端口。
5. 一種具有熱插拔辨識功能的伺服器，包含：一背板，具有多個連接端口；多個硬碟裝置，每一該硬碟裝置可插拔地連接於該些連接端口中對應的一個連接端口，且每一該硬碟裝置具有對應的一位置資訊及一編碼；一微控制器，設於該背板上，該微控制器用以依據該些位置資訊及該些編碼產生包含一序列資訊的一對照表；以及多個中央處理器，電性連接該微控制器，每一該中央處理器用以依據該序列資訊辨識出該些硬碟裝置中對應所主控的至少一硬碟裝置； 其中該序列資訊包含該些編碼，且每一該中央處理器對應該些編碼至少其中之一。
6. 如請求項5所述的具有熱插拔的辨識功能的伺服器，其中當該些硬碟裝置其中之一從對應的該連接端口被移除時，該微控制器更用以依據關聯於被移除的該硬碟裝置的一狀態信號，使該些中央處理器其中之一以產生一重置信號，且對應於被移除的該硬碟裝置的該連接端口用以依據該重置信號調整一當前狀態的準位。
7. 如請求項6所述的具有熱插拔的辨識功能的伺服器，其中該微控制器用以依據來自被移除的該硬碟裝置的該狀態信號查詢該對照表以對該些中央處理器進行辨識，據以使被辨識出的該中央處理器產生該重置信號。
8. 如請求項6所述的具有熱插拔的辨識功能的伺服器，更包含：多個擴展板，每一該擴展板電性連接該些中央處理器中對應的一個中央處理器以及該微控制器，產生該重置信號的該中央處理器通過對應的該擴展板傳送該重置信號至對應於被移除的該硬碟裝置的該連接端口。