TWI779858B

TWI779858B - 韌體升級系統及方法

Info

Publication number: TWI779858B
Application number: TW110136562A
Authority: TW
Inventors: 袁傑; 陳仕琦
Original assignee: 新加坡商鴻運科股份有限公司
Priority date: 2021-09-26
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2022-10-01
Also published as: US20230116294A1; CN115878528A; TW202315376A; US11868758B2

Abstract

本申請公開一種韌體升級系統及方法，所述系統包括：存儲端，所述存儲端用於接收韌體資料包及存儲資料，所述存儲端包括：拓展器/交換器、基板管理控制器及存儲端介面；所述基板管理控制器通訊連接所述拓展器/交換器連接及所述存儲端介面；所述存儲端介面用於接收所述韌體資料包，並傳輸所述韌體資料包至所述基板管理控制器；所述基板管理控制器用於將所述韌體資料包轉化為標準格式，並發送標準格式之所述韌體資料包至所述拓展器/交換器；所述拓展器/交換器用於根據所述標準格式之所述韌體資料包升級所述拓展器/交換器之韌體。

Description

韌體升級系統及方法

本申請涉及資料存儲技術領域，尤其涉及一種韌體升級系統及方法。

隨著技術之發展，雲計算中心、雲存儲以及大資料之發展越來越迅速。使用者對伺服器之存儲性能要求以及管理便利性要求越來越高。因此需要將眾多之硬碟或快閃記憶體集成於一起集中管理，並通過串列小型電腦系統介面拓展器(Serial Attached Small Computer System Interface Expander，SAS Expander)或高速串列電腦擴展匯流排標準交換器(Peripheral Component Interconnect Express switch，PCIE switch)進行擴展。而使用SAS Expander或PCIE Switch對硬碟或快閃記憶體集成於一起集中管理時，需要對SAS Expander或PCIE Switch之韌體進行升級。

有鑒於此，本申請提供一種韌體升級系統及方法，能夠利用Expander或Switch自帶之非同步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)進行韌體升級資料，無需進行硬體改造，並且可以通過SAS Expander或PCIE Switch自帶之燒錄指令及傳輸協定進行升級，於升級之過程中，不會影響拓展器/交換器自身之資料傳輸。

本申請之韌體升級系統，所述系統包括存儲端，所述存儲端用於接收韌體資料包及存儲資料，所述存儲端包括：拓展器/交換器、基板管理控制器及存儲端介面；所述基板管理控制器通訊連接所述拓展器/交換器連接及所述存儲端介面；所述存儲端介面用於接收所述韌體資料包，並傳輸所述韌體資料包至所述基板管理控制器；所述基板管理控制器用於將所述韌體資料包轉化為標準格式，並發送標準格式之所述韌體資料包至所述拓展器/交換器；所述拓展器/交換器用於根據所述標準格式之所述韌體資料包升級所述拓展器/交換器之韌體。

本申請之韌體升級方法，應用於如上所述之韌體升級系統，所述方法包括：獲取韌體資料包；初始化非同步收發傳輸器串口；所述基板管理控制器發送韌體升級命令至所述拓展器/交換器；所述基板管理控制器發送韌體升級資料包至所述拓展器/交換器；所述基板管理控制器發送重啟串口命令至所述拓展器/交換器；所述基板管理控制器關閉串口至所述拓展器/交換器。

10:韌體升級系統

100:存儲端

110:拓展器/交換器

111；112:UART

120:BMC

113:網路介面控制器

130:存儲端介面

200:伺服器

210:伺服器介面

220:控制介面

S010-S600:步驟

圖1是本申請一實施例提供之韌體升級系統之模組示意圖。

圖2是本申請一實施例提供之韌體升級方法之流程示意圖。

圖3是本申請另一實施例提供之韌體升級方法之流程示意圖。

為能夠更清楚地理解本申請之上述目的、特徵與優點，下面結合附圖與具體實施例對本申請進行詳細描述。需要說明的是，於不衝突之情況下，本申請之實施例及實施例中之特徵可以相互組合。於下面之描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本申請，所描述之實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部之實施例。

需要說明的是，雖於流程圖中示出了邏輯順序，但於某些情況下，可以以不同於流程圖中之循序執行所示出或描述之步驟。本申請實施例中公開之方法包括用於實現方法之一個或複數步驟或動作。方法步驟與/或動作可以於不脫離請求項之範圍之情況下彼此互換。換句話說，除非指定步驟或動作之特定順序，否則特定步驟與/或動作之順序與/或使用可以於不脫離請求項範圍之情況下被修改。

隨著技術之進步，雲計算中心、雲存儲以及大資料之發展越來越迅速。使用者對伺服器之存儲性能要求以及管理便利性要求越來越高。因此需要將眾多之硬碟或快閃記憶體集成於一起集中管理，並通過串列小型電腦系統介面拓展器(Serial Attached Small Computer System Interface Expander，SAS Expander)，或高速串列電腦擴展匯流排標準交換(Peripheral Component Interconnect Express switch，PCIE switch)進行擴展。而使用SAS Expander或PCIE Switch對硬碟或快閃記憶體集成於一起集中管理時，需要對SAS Expander或PCIE Switch之韌體進行升級。

目前，相關技術中SAS Expander或PCIE Switch之韌體升級方式僅能於本地進行升級、需要增加連接設備或需要切斷其他途徑之訊息傳遞或者會影響其他資料之傳輸。

有鑒於此，本申請實施例提供一種韌體升級系統及方法，可利用Expander或Switch自帶之非同步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)進行韌體升級資料，無需進行硬體改造，並且可以通過Expander或Switch自帶之燒錄指令及傳輸協定進行升級。

下面結合附圖描述本申請實施例提供之韌體升級系統及韌體升級方法。

圖1是本申請一實施例提供之韌體升級系統10。所述韌體升級系統10包括：存儲端100及伺服器200。所述存儲端100包括基板管理控制器(Baseboard Manager Controller，BMC)120、拓展器/交換器110及存儲端介面130。所述BMC120包括非同步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)112及網路介面控制器113。所述拓展器/交換器110包括UART111。所述伺服器200包括伺服器介面210及控制介面220。

可以理解的是，BMC120用於對存儲端100內之硬體設備進行平臺管理(Platform Management)。可以理解的是，BMC120於進行平臺管理時可以包括記錄各種硬體之訊息和日誌記錄等訊息，例如所述拓展器/交換器110之韌體升級資料。

可以理解的是，BMC120可以根據預先設置好之串口參數通過UART112與拓展器/交換器110內之UART111建立串口通訊。其中，於UART112與UART111建立串口通訊前，還需要進行串口初始化，以使UART112與UART111使用相同之參數及校驗訊息進行串口通訊，以確保UART112與UART111可以正常進行通訊。可以理解的是，拓展器/交換器110可以於與BMC120實現串口初始化之後，通過發送握手訊息來確認拓展器/交換器110與BMC120之通訊協議。具體地，於UART112與UART111進行串口初始化時，可以設置串列傳輸速率、同位檢查位元、停止位元及資料位元等參數。可以理解的是，可以將串列傳輸速率設置為115200、資料位元8位元、停止位1位及無同位檢查位元。

可以理解的是，當BMC120收到之握手訊息為“NAK”時，說明拓展器/交換器110採用Checksum校驗。又可以理解的是，當BMC120收到之握手訊息為“C”時，說明拓展器/交換器110採用CRC校驗。

可以理解的是，BMC120將韌體升級資料根據Xmodem或Xmodem-1K通訊協定進行資料切割及封裝，以形成多個分片資料包，並發送至所述拓展器/交換器110。拓展器/交換器110接收到分片資料包後分別存儲分片資料包，直至接收完成全部分片資料包。拓展器/交換器110於接收完成全部分片資料包後，解析分片資料包以獲取韌體升級資料，並根據韌體升級資料執行升級操作。

可以理解的是，韌體升級資料之資料量通常較大，因此需要將韌體升級資料分割後再發送。可以理解的是，當使用Xmodem通訊協定時，分片資料包之大小為132位元組(bit)，其中，分片資料包內之資料內容之大小為128位元組，協定報頭為SOH。又可以理解的是，當使用Xmodem-1K通訊協定時，分片資料包之大小為1024位元組(bit)，協定報頭為STX。

可以理解的是，於使用標準格式(例如使用Xmodem或Xmodem-1K通訊協議)進行資料傳輸時，還需要對分片資料包內之資料進行驗證。可以理解的是，可以使用校驗和(Checksum)或迴圈冗餘校驗(Cyclic Redundancy Check，CRC)對分片資料包內之資料正確性進行驗證。

可以理解的是，拓展器/交換器110可為串列連接小型電腦系統介面擴展器(Serial Attached Small Computer System Interface Expander，SAS expander)，或者PCIe交換器(PCIe Switch)。所述拓展器/交換器110用於對硬碟或快閃記憶體進行集中管理。

可以理解的是，拓展器/交換器110內本身存儲有韌體燒錄命令。韌體燒錄命令是拓展器/交換器110內固有之命令列介面(Command Line Interface，CLI)串口升級命令。於本申請實施例中，使用韌體燒錄命令可以節省開發成本、提高效率。可以理解的是，韌體燒錄之CLI命令可以設置為“fdl 0/1/2 0 y”。其中，命令fdl表示韌體升級，其通常包括三個參數。可以理解的是，fdl命令之第一個參數0/1/2表示可以選擇0、1、2表示燒錄不同韌體檔時候使用之不同檔存儲位置。fdl命令之第二個參數為存儲位置之偏移位址，一般為0。fdl命令之第三個參數y/n表示是否抹除flash。

可以理解的是，所述拓展器/交換器110於接收到BMC120發來之燒錄指令後，可對韌體燒錄命令(例如CLI命令)進行解析，以獲取具體之指令及參數。拓展器/交換器110再通過韌體燒錄命令所攜帶之參數，例如第一個參數之數值，對所述拓展器/交換器110之韌體檔之存儲位置進行選擇。

可以理解的是，存儲端介面130及伺服器介面210可以使用RJ45介面。具體地，RJ45介面為標準8位元模組化介面，以實現存儲端100與伺服器200之間之資料傳輸。

對應地，網路介面控制器113可為私人網路絡控制器(Dedicated Network Interface Controller，dedicated NIC)，以實現與存儲端介面130之間之通訊。

可以理解的是，網路介面控制器113可以使所述拓展器/交換器110及所述BMC120與所述伺服器200連接至同一局域網內，以進行資料傳輸通訊。

可以理解的是，所述伺服器200通過控制介面220內預設之基板管理控制器控制介面或智慧平臺管理介面(Intelligent Platform Management Interface，IMPI)實現對存儲端100內之磁片簇(Just a Bunch Of Disks，JBOD)或nvme硬碟擴展櫃(Just a bunch of nvme Flash，nvme JBOF)進行控制。

可以理解的是，控制介面220可以通過局域網連接所述伺服器200。控制介面220可以接收來自使用者之控制指令，以使伺服器200根據控制指令發送韌體資料包至存儲端介面130。

圖2是本申請一實施例提供之韌體升級交互圖。請參閱圖2，下面以使用Xmodem協議進行韌體升級為例，描述本申請實施例提供之韌體升級系統10對拓展器/交換器110進行韌體升級時之交互流程。

S010：拓展器/交換器110發送握手訊息。

可以理解的是，於步驟S010中，當所述拓展器/交換器110需要進行韌體升級時，拓展器/交換器110與BMC需建立連接。因此，拓展器/交換器110向BMC120發出握手訊息。可以理解的是，於Xmodem協議格式下，每個分片資料包之大小為132位元組，其中，資料訊息為128位元組，包頭標誌、包序號、包序號之反碼以及相應之校驗碼共計4位元組。

S020：BMC120確認校驗方式。

可以理解的是，於步驟S020中，BMC120接收來自拓展器/交換器110之握手訊息，並通過接收到之握手訊息判斷所述拓展器/交換器110使用之校驗方式。例如，判斷其校驗方式為校驗(Checksum)或迴圈冗餘校驗(Cyclic Redundancy Check，CRC)。

S030：BMC120回復握手訊息。

S040：拓展器/交換器110與BMC120建立連接。

可以理解的是，於步驟S030中及步驟S040中，BMC120於接收到握手訊息後，回復握手訊息至拓展器/交換器110，以確認拓展器/交換器110與BMC120之間進行訊息交互時使用之通訊協議(例如使用Xmodem或Xmodem-1K通訊協定)。

S050：BMC120發送分片資料包。

可以理解的是，於步驟S050中，BMC120將來自伺服器200之韌體升級資料分成大小為128位元組之分片資料包，並為每片分片資料包添加包頭標誌、包序號、包序號之反碼以及相應之校驗碼，以完成每片分片資料包之打包。可以理解的是，打包後之每片分片資料包之大小為132位元組。BMC120將打包好之多個分片資料包發送給拓展器/交換器110。

S060：拓展器/交換器110校驗分片資料包。

S070：拓展器/交換器110發送校驗結果。

可以理解的是，於步驟S060及步驟S070中，拓展器/交換器110於收到分配資料包後，通過接收到之韌體資料中之資料包序號和校驗碼對資料之正確性進行判斷，並於判斷無誤後回復確認字元“ACK”至BMC120表示可以接收下一個分片資料包。若拓展器/交換器110通過接收到之韌體資料中之分片資料包序號和校驗碼判斷校驗資料不正確時，則回復“NAK”讓BMC120重新發送分片資料包。

可以理解，拓展器/交換器110於進行Checksum校驗時，需要將分片資料包內之資料訊息進行累加操作，並對比累加後之數位之末位元與校驗碼。若數位之末位元與校驗碼相同，則表示分片資料包於傳輸過程中沒有出現差錯，即校驗通過；若數位之末位元與校驗碼不相同，則表示分片資料包於傳輸過程中出現誤碼，即校驗不通過。拓展器/交換器110回復“NAK”，以使BMC120重新發送分片資料包。

可以理解，於進行CRC校驗時，BMC120使用CRC校驗公式計算出分片資料包內所含訊息之一個值，並將此值附於被傳輸資料後之校驗位元，拓展器/交換器110則對同一資料進行相同之計算。由於計算之公式和代入之數值相同，因此於訊息傳輸無誤時，拓展器/交換器110計算得出之校驗結果應當與BMC120傳輸之分片資料包中校驗位元之數值相同。若計算結果與校驗位元上之數字不一致，則說明發送中出現了差錯，接收方電腦可要求發送方電腦重新發送該資料。可以理解的是，常用之CRC校驗公式包括CRC-8、CRC-12、CRC-16、CRC-CCITT、CRC-32及CRC-32C等。

拓展器/交換器110於發完最後一個分片資料包後，BMC120發送結束字元“EOT”表示韌體資料全部發送完畢。

可以理解，於另一些實施例中，若於分片資料包傳輸過程中，拓展器/交換器110發送中止指令/字元，例如“CAN”，則表示無條件結束本次傳輸過程。BMC120於接收到中止指令/字元“CAN”後，無需發送結束字元“EOT”來確認，直接停止資料之發送。

可以理解，於進行分片資料包之封裝過程中，若剩餘資料不足128位元組，則以0x1A(Ctrl-Z)填充。可以理解的是，根據Xmodem或Xmodem-1K。若BMC120發送同一分片資料包之次數超過十次，則取消發送，關閉串口。

可以理解，全部分片資料包傳輸完成後，BMC120發送重啟拓展器/交換器110之CLI命令“reset”至拓展器/交換器110，使拓展器/交換器110更新之韌體生效。

最後，拓展器/交換器110韌體升級完成後，BMC120關閉UART串口，結束通訊，並通知伺服器200之控制介面220。

圖3是本申請一實施例提供之韌體升級方法之流程示意圖。可以理解的是，韌體升級方法至少包括以下步驟：

S100：發送韌體升級資料。

可以理解的是，於步驟S100中，伺服器200發送韌體檔至BMC120。可以理解的是，伺服器200可以通過RJ45介面進行通訊，以實現資料之傳輸。

S200：初始化非同步收發傳輸器串口。

可以理解的是，於步驟S200中，BMC120發送初始化指令至拓展器/交換器110內之非同步收發傳輸器串口111，初始化之方式請一併參閱圖1及圖2，於此不再贅述。

S300：發送韌體升級命令。

可以理解的是，於步驟S300中，BMC120發送韌體升級命令至拓展器/交換器110，發送升級命令之方式請一併參閱圖1，於此不再贅述。

S400：發送分片資料包至拓展器/交換器。

可以理解的是，於步驟S400中，BMC120發送韌體升級命令至拓展器/交換器110，發送分片資料包之方式請一併參閱圖1，於此不再贅述。

S500：發送重啟串口命令。

可以理解的是，於步驟S500中，BMC120發送重啟串口命令至拓展器/交換器110，發送重啟串口命令之方式請一併參閱圖1，於此不再贅述。

S600：關閉串口。

可以理解的是，於步驟S600中，BMC120發送關閉串口指令至拓展器/交換器110，發送關閉串口命令之方式請一併參閱圖1，於此不再贅述。

可以理解的是，本申請實施例提供之韌體升級系統10及韌體升級方法可以可利用Expander或Switch自帶之非同步收發傳輸器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)進行韌體升級資料，無需進行硬體改造，並且可以通過Expander或Switch自帶之燒錄指令及傳輸協定進行升級，於升級之過程中，不會影響拓展器/交換器110自身之資料傳輸。

上面結合附圖對本申請實施例作了詳細說明，但本申請不限於上述實施例，於所屬技術領域普通技術人員所具備之知識範圍內，還可以於不脫離本申請宗旨之前提下做出各種變化。此外，於不衝突之情況下，本申請之實施例及實施例中之特徵可以相互組合。