專(zhuān)利名稱(chēng)：通過(guò)sas域在sata主機(jī)與sata目標(biāo)裝置間通信的方法和結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及串行高級(jí)技術(shù)連接(SATA)存儲(chǔ)系統(tǒng)，并且更具體地說(shuō)，涉及用于通過(guò)串行連接SCSI (SAS)切換構(gòu)造域?qū)ATA主機(jī)/啟動(dòng)器耦接至SATA目標(biāo)裝置的方法和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
存儲(chǔ)系統(tǒng)通常使用高速串行通信來(lái)互連主機(jī)系統(tǒng)與存儲(chǔ)裝置，以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)互連線纜和較好的可靠性(較好的電氣噪聲抵抗性)。SATA是用于這種互連(尤其是具有有限數(shù)量主機(jī)(SATA啟動(dòng)器)和存儲(chǔ)裝置(SATA目標(biāo)裝置)的較低成本、較小存儲(chǔ)系統(tǒng))的常見(jiàn)通信協(xié)議和介質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，SATA主機(jī)與單一 SATA目標(biāo)裝置(例如，單一 SATA盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或單一SATA存儲(chǔ)系統(tǒng))直接耦接。SATA端口多路器(multiplier)準(zhǔn)許這種架構(gòu)的某種擴(kuò)展，以允許單一 SATA主機(jī)與少量SATA目標(biāo)裝置耦接(即，最多16個(gè)裝置)。SATA端口復(fù)用器進(jìn)一步擴(kuò)展了該架構(gòu)，使得多個(gè)SATA主機(jī)能夠與單一 SATA目標(biāo)裝置耦接。SATA協(xié)議沒(méi)有固有地提供針對(duì)SATA存儲(chǔ)架構(gòu)的這種擴(kuò)展，而且端口多路器/復(fù)用器僅提供了針對(duì)基本SATA架構(gòu)的有限擴(kuò)展。SAS通信介質(zhì)和協(xié)議在配置主機(jī)(SAS啟動(dòng)器)與存儲(chǔ)裝置(SAS目標(biāo)裝置)的拓?fù)浞矫婀逃械啬軌驅(qū)崿F(xiàn)更多的靈活性。SAS架構(gòu)支持SAS擴(kuò)展器，使得能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)切換(切換構(gòu)造)，從而將若干個(gè)SAS啟動(dòng)器中的任一個(gè)與若干個(gè)SAS目標(biāo)裝置中的任一個(gè)耦接。由此，SAS提供了針對(duì)較大存儲(chǔ)系統(tǒng)的改進(jìn)靈活性和可擴(kuò)展性。SAS還提供特定協(xié)議(SATA隧道協(xié)議-STP)，從而允許將SATA目標(biāo)裝置連接至SAS切換構(gòu)造。支持STP的SAS啟動(dòng)器(在此，還稱(chēng)為STP啟動(dòng)器)接著可以通過(guò)SAS構(gòu)造(SP，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)SAS擴(kuò)展器)與SATA目標(biāo)裝置連接。本質(zhì)上，STP允許STP啟動(dòng)器通過(guò)SAS構(gòu)造連接至所識(shí)別的SATA目標(biāo)。與STP啟動(dòng)器直接耦接的擴(kuò)展器遵循SAS協(xié)議，利用STP，建立與所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置的連接(即，路由)。通過(guò)SAS構(gòu)造建立了該路由，接著，利用標(biāo)準(zhǔn)SATA協(xié)議在STP啟動(dòng)器與所尋址SATA目標(biāo)裝置之間交換SATA信息。這允許在SAS架構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)中使用成本較低的SATA存儲(chǔ)裝置。然而，STP啟動(dòng)器(例如，存儲(chǔ)控制器)可能比SATA啟動(dòng)器更復(fù)雜且成本更高。但現(xiàn)有SAS架構(gòu)不允許SATA啟動(dòng)器(SATA主機(jī))與SAS構(gòu)造直接耦接，僅STP啟動(dòng)器可以與SAS構(gòu)造耦接，以與SATA目標(biāo)裝置交換信息。因此，所面臨的挑戰(zhàn)是，提供一種低成本、高性能存儲(chǔ)系統(tǒng)，其具有構(gòu)造的靈活性和全SAS架構(gòu)的可擴(kuò)展性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述和其它問(wèn)題，由此，通過(guò)提供用于經(jīng)改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器來(lái)直接耦接SATA主機(jī)(SATA啟動(dòng)器)與SAS構(gòu)造的方法和結(jié)構(gòu)，而提高了有用技術(shù)的狀態(tài)，所述改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器支持SATA主機(jī)(SATA啟動(dòng)器)與SAS構(gòu)造的耦接。該改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器包括用于與SATA主機(jī)直接耦接、并由此允許通過(guò)SAS構(gòu)造在SATA主機(jī)與SATA目標(biāo)裝置之間進(jìn)行SATA協(xié)議交換的SATA/STP邏輯。由此，可以利用更簡(jiǎn)單、成本更低的SATA主機(jī)和SATA目標(biāo)裝置，同時(shí)獲得在構(gòu)造和可擴(kuò)展性方面具有SAS架構(gòu)靈活性的優(yōu)點(diǎn)。而且，SATA主機(jī)可以通過(guò)SAS構(gòu)造與大量SATA目標(biāo)裝置耦接，并且多個(gè)SATA主機(jī)可以與該SAS構(gòu)造耦接(與包括端口多路器和端口復(fù)用器的SATA標(biāo)準(zhǔn)相比)。在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器，其包括用于耦接該SAS擴(kuò)展器與SATA主機(jī)的第一物理鏈路(PHY)。所述SATA主機(jī)利用SATA協(xié)議與所述擴(kuò)展器交換信息。所述擴(kuò)展器還包括STP連接電路，該STP連接電路可操作用于建立并管理SATA主機(jī)與SATA目標(biāo)裝置之間的STP連接。本發(fā)明的另一方面提供了一種系統(tǒng)，其包括:SATA主機(jī)、一個(gè)或多個(gè)SATA目標(biāo)裝置，以及耦接所述SATA主機(jī)與所述一個(gè)或多個(gè)SATA目標(biāo)裝置的SAS切換構(gòu)造。所述SAS切換構(gòu)造包括具有耦接至所述SATA主機(jī)的第一物理鏈路(PHY)的至少一個(gè)第一 SAS擴(kuò)展器。所述第一 SAS擴(kuò)展器包括STP連接電路，該STP連接電路可操作用于建立和管理所述SATA主機(jī)與所述一個(gè)或多個(gè)SATA目標(biāo)裝置中的每一個(gè)SATA目標(biāo)裝置之間的STP連接。本發(fā)明的又一方面提供了一種可在改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器中操作的方法。所述擴(kuò)展器通過(guò)所述改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器的第一物理鏈路(PHY)與SATA主機(jī)耦接。所述改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器通過(guò)物理鏈路(PHY并且跨零個(gè)或更多個(gè)其它擴(kuò)展器的PHY)與SATA目標(biāo)裝置耦接。所述方法包括接收來(lái)自所述SATA主機(jī)的第一幀信息結(jié)構(gòu)(FIS)。所述FIS指向所述SATA目標(biāo)裝置。所述方法還包括響應(yīng)于接收到第一 FIS，利用SATA隧道協(xié)議(STP)來(lái)開(kāi)啟(open)針對(duì)所述SATA目標(biāo)裝置的SAS連接，并且通過(guò)所開(kāi)啟的SAS連接向所述SATA目標(biāo)裝置發(fā)送第一 FIS。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的特征和方面的、包括用于與SATA主機(jī)直接耦接的改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器的示例性存儲(chǔ)系統(tǒng)的框圖。圖2是提供根據(jù)本發(fā)明的特征和方面的、根據(jù)權(quán)利要求1的改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器的SATA/STP連接電路的示例性附加細(xì)節(jié)的框圖。圖3至圖5是描述根據(jù)本發(fā)明的特征和方面的、用于通過(guò)改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器將SATA主機(jī)直接耦接至SAS構(gòu)造的示例性方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1是包括SAS切換構(gòu)造的示例性系統(tǒng)100的框圖，該SAS切換構(gòu)造至少包括改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器108。擴(kuò)展器108與一個(gè)或多個(gè)SATA主機(jī)102.1和102.2 (S卩，利用SATA協(xié)議操作的SATA啟動(dòng)器)耦接。每一個(gè)SATA主機(jī)102.1和102.2都分別經(jīng)由SATA通信路徑150.1和150.2，分別通過(guò)對(duì)應(yīng)物理鏈路(PHY) 110.1和110.2與擴(kuò)展器108直接耦接。擴(kuò)展器108耦接至一個(gè)或多個(gè)SATA目標(biāo)裝置104.1和104.2。所述一個(gè)或多個(gè)SATA目標(biāo)裝置(104.1和104.2)可以分別經(jīng)由擴(kuò)展器108的一個(gè)或多個(gè)PHYl 14.1和114.2以及通信路徑156.1和156.2與擴(kuò)展器108耦接。構(gòu)造160可以包括零個(gè)或更多個(gè)其它擴(kuò)展器106。該構(gòu)造的一些SAS擴(kuò)展器(例如，108或106)與每一個(gè)SATA目標(biāo)裝置(104.1和104.2)直接耦接。例如，SATA目標(biāo)裝置104.1經(jīng)由SATA通信路徑158.1與構(gòu)造160的其它擴(kuò)展器106耦接，而目標(biāo)裝置104.2經(jīng)由SATA通信路徑158.2與構(gòu)造160的改進(jìn)的擴(kuò)展器108直接耦接。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易地認(rèn)識(shí)到，可以將任何數(shù)量的SATA目標(biāo)裝置與改進(jìn)的擴(kuò)展器108耦接，并且構(gòu)造160可以包括任何適當(dāng)數(shù)量的SAS擴(kuò)展器(至少包括改進(jìn)的擴(kuò)展器108)。而且，任何數(shù)量的SATA主機(jī)可以各自通過(guò)擴(kuò)展器108的對(duì)應(yīng)PHY與擴(kuò)展器108直接耦接。擴(kuò)展器108利用SATA隧道協(xié)議(STP)與SATA目標(biāo)裝置104.1和104.2建立連接，并且在建立這種STP連接之后，通過(guò)SATA主機(jī)(102)與SATA目標(biāo)裝置(104)之間的SAS構(gòu)造交換SATA信息。構(gòu)造160的改進(jìn)的擴(kuò)展器108和其它擴(kuò)展器106利用STP協(xié)議建立希望的連接，以建立SAS/STP連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器108與SATA目標(biāo)裝置(例如，104.2)直接耦接的情況下，擴(kuò)展器108可以類(lèi)似地利用其內(nèi)部STP協(xié)議邏輯來(lái)建立希望的開(kāi)啟的連接，或者可以旁路邏輯的某些SAS層，并且確定可以通過(guò)改進(jìn)的擴(kuò)展器內(nèi)的定制邏輯來(lái)建立連接。根據(jù)本發(fā)明的特征和方面，SATA主機(jī)102.1和102.2與改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器108直接耦接。SATA/STP連接電路112可操作用于建立針對(duì)SATA的連接。隨著這種連接的建立，將標(biāo)準(zhǔn)SATA協(xié)議用于通過(guò)SAS切換構(gòu)造160在SATA主機(jī)102與SATA目標(biāo)裝置104之間交換信息。與SAS協(xié)議不同，SATA協(xié)議沒(méi)有將協(xié)議交換限定成通過(guò)SAS構(gòu)造160來(lái)特定地開(kāi)啟和關(guān)閉SATA主機(jī)與SATA目標(biāo)之間的邏輯連接。由此，在操作中，連接電路112響應(yīng)于接收來(lái)自直接耦接的SATA主機(jī)102.1或102.2的第一幀信息結(jié)構(gòu)(FIS)，通過(guò)擴(kuò)展器108與一個(gè)或多個(gè)SATA目標(biāo)裝置104.1或104.2中的任一個(gè)之間的構(gòu)造160來(lái)開(kāi)啟SAS (STP)0一旦通過(guò)連接電路112的操作開(kāi)啟了該SAS(STP)連接，所接收的第一 FIS就將被轉(zhuǎn)發(fā)至所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置(由第一所接收的FIS的字段識(shí)別)。從直接耦接的SATA主機(jī)102.1或102.2接收的后續(xù)SATA FIS或SATA原語(yǔ)也利用標(biāo)準(zhǔn)SATA協(xié)議，由電路112通過(guò)構(gòu)造160發(fā)送/轉(zhuǎn)發(fā)至所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置。因?yàn)镾ATA協(xié)議沒(méi)有提供對(duì)連接的明確關(guān)閉，所以連接電路112可以保持用于測(cè)量SATA主機(jī)與SATA目標(biāo)裝置之間沒(méi)有通過(guò)先前開(kāi)啟的SAS連接交換進(jìn)一步信息的空閑時(shí)段的計(jì)時(shí)器。當(dāng)該計(jì)時(shí)器的預(yù)定超時(shí)期滿時(shí)，連接電路112可以使SAS (STP)連接強(qiáng)制關(guān)閉，由此釋放用于要開(kāi)啟的其它連接的擴(kuò)展器108 (和構(gòu)造160)的資源。在處理一些交換時(shí)，SATA主機(jī)可以啟動(dòng)針對(duì)所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置的請(qǐng)求(如讀取請(qǐng)求)，并接著等待接收來(lái)自所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置的所請(qǐng)求數(shù)據(jù)。在這種情況下，在預(yù)定超時(shí)時(shí)段期滿之后，連接電路112關(guān)閉先前開(kāi)啟的SAS (STP)連接。當(dāng)提供所請(qǐng)求數(shù)據(jù)的SATA目標(biāo)裝置準(zhǔn)備返回這種數(shù)據(jù)時(shí)，連接電路112將接收來(lái)自目標(biāo)裝置的SATA信息，并且將重新開(kāi)啟先前關(guān)閉的、與和改進(jìn)的擴(kuò)展器108直接耦接的進(jìn)行請(qǐng)求的SATA主機(jī)的SAS(STP)連接。為重新開(kāi)啟SAS (STP)連接，改進(jìn)的擴(kuò)展器108將必要的SAS OPEN ACCEPT原語(yǔ)返回至SAS構(gòu)造160 (因?yàn)镾ATA主機(jī)102不提供這種SAS協(xié)議邏輯)。一旦重新開(kāi)啟了所關(guān)閉的SAS連接，從SATA目標(biāo)裝置返回的數(shù)據(jù)接著將通過(guò)構(gòu)造160轉(zhuǎn)發(fā)至SATA主機(jī)，作為一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)FIS。下面，參照其它圖，對(duì)改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器108的操作的進(jìn)一步細(xì)節(jié)進(jìn)行討論。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，擴(kuò)展器108的改進(jìn)特征可以作為在每一個(gè)SATA主機(jī)102與SAS構(gòu)造160之間耦接的分離裝置實(shí)施。這種分離裝置例如可以被設(shè)計(jì)為與每一個(gè)SATA主機(jī)102耦接的“子板”，以提供該改進(jìn)特征。事實(shí)上，這種分離裝置可以被實(shí)施為專(zhuān)用的SAS擴(kuò)展器，其僅具有2個(gè)端口，S卩，用于與SATA主機(jī)直接耦接的第一端口 /PHY，和用于與SAS構(gòu)造的其余部分耦接的第二端口/PHY。而且，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，SATA/STP連接電路112可以被實(shí)施為與改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器的其它功能電路集成的邏輯電路，或者可以被實(shí)施為具有該擴(kuò)展器的分離電路。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易地明白這些和其它設(shè)計(jì)選擇。許多附加和等同部件可以存在于諸如改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器108的全功能擴(kuò)展器中。這種附加和等同部件被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知，并且在此出于使本討論簡(jiǎn)化和簡(jiǎn)明的目的而省略。圖2是提供根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的連接電路112的結(jié)構(gòu)的示例性附加細(xì)節(jié)的框圖。電路112可以包括與改進(jìn)的擴(kuò)展器的邏輯電路緊密地或松散地集成的邏輯電路，以實(shí)現(xiàn)鏈路層連接(和/或SAS和SATA協(xié)議的其它更高層協(xié)議)。連接電路112可以包括SATA協(xié)議邏輯200，該SATA協(xié)議邏輯200表示用于通過(guò)SAS擴(kuò)展器的合適PHY (S卩，圖1的擴(kuò)展器108的PHY110)與SATA主機(jī)裝置直接接口的任何合適邏輯/電路。在一些示例性實(shí)施例中，邏輯200可以與對(duì)應(yīng)PHY的邏輯集成。一般來(lái)說(shuō)，邏輯200可以執(zhí)行任何處理，以通過(guò)路徑152利用SATA協(xié)議與附接的SATA啟動(dòng)器相互作用。STP邏輯210表示用于與直接附接的SATA目標(biāo)裝置或者與SAS切換構(gòu)造的一個(gè)或多個(gè)其它SAS擴(kuò)展器建立連接的任何適當(dāng)?shù)倪壿?電路。在一些示例性實(shí)施例中，邏輯210可以與對(duì)應(yīng)PHY的邏輯集成。一般來(lái)說(shuō)，邏輯210可操作用于利用SAS/STP協(xié)議來(lái)建立開(kāi)啟的連接(或者經(jīng)由路徑154與SATA目標(biāo)裝置直接耦接，或者經(jīng)由路徑154與通過(guò)SAS構(gòu)造的一個(gè)或多個(gè)其它SAS擴(kuò)展器耦接的SATA目標(biāo)裝置耦接)。SATA/STP連接邏輯206表示用于代表與改進(jìn)的擴(kuò)展器直接耦接的SATA主機(jī)，與邏輯210協(xié)作地開(kāi)啟和關(guān)閉SAS (STP)連接的任何適當(dāng)?shù)倪壿?電路。一旦建立了 SAS(STP)連接，就將通過(guò)SATA協(xié)議邏輯200從SATA主機(jī)接收的SATA信息通過(guò)耦接至其的SAS切換構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)至所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置(如虛箭頭所示)。通過(guò)SAS切換構(gòu)造從SATA目標(biāo)裝置接收到的信息按相同方式利用SATA協(xié)議通過(guò)邏輯200轉(zhuǎn)發(fā)至SATA主機(jī)(也如虛箭頭所示)。當(dāng)先前開(kāi)啟的連接關(guān)閉時(shí)(即，空閑時(shí)段超時(shí))，不再傳遞SATA信息，而相反，可以使所關(guān)閉的連接重新開(kāi)啟。響應(yīng)于通過(guò)邏輯200從SATA主機(jī)接收到第一 SATA FIS,路由信息邏輯202訪問(wèn)映射存儲(chǔ)器208中的信息，以確定通過(guò)SAS構(gòu)造到達(dá)所識(shí)別的SATA目標(biāo)目的地的合適路由。邏輯202還可以確定位于映射存儲(chǔ)器208中的準(zhǔn)許信息指示進(jìn)行請(qǐng)求的SATA主機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)許訪問(wèn)所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置。如果邏輯202確定拒絕訪問(wèn)，則通過(guò)邏輯200將對(duì)FIS的適當(dāng)拒絕返回至該進(jìn)行請(qǐng)求的SATA主機(jī)。如果邏輯202確定準(zhǔn)許所請(qǐng)求訪問(wèn)，則映射存儲(chǔ)器208中的路由信息識(shí)別用于利用STP通過(guò)SAS構(gòu)造(包括至少一個(gè)改進(jìn)的擴(kuò)展器)將來(lái)自SATA主機(jī)的信息引向的所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置的恰當(dāng)SAS路由。該路由信息可以在開(kāi)啟恰當(dāng)連接時(shí)被連接邏輯206利用，以允許在SATA主機(jī)與SATA目標(biāo)裝置之間交換SATA信肩、O本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易地認(rèn)識(shí)到，許多附加和等同部件可以存在于全操作連接電路112中。在此，為使該討論簡(jiǎn)化和簡(jiǎn)明，省略了這些附加和等同部件。而且，當(dāng)將電路112作為連接電路描繪并描述時(shí)，電路112的一些或全部功能可以等同地實(shí)施為由改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器108的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)所執(zhí)行的適當(dāng)編程的指令。圖3是描述根據(jù)本發(fā)明的特征和方面的、可在改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器內(nèi)操作的示例性方法的流程圖。圖3的方法例如可以在上面關(guān)于圖1和2描述的改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器中操作。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，圖3的方法步驟可以通過(guò)改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器內(nèi)的任何合適的邏輯電路來(lái)執(zhí)行。由此，下面將圖3的步驟描述為可在圖1或2的特定邏輯組件之上或之內(nèi)操作僅意圖教導(dǎo)一種可能的示例性實(shí)施例。圖3的步驟可以通過(guò)改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器的其它邏輯電路和/或編程指令來(lái)執(zhí)行，其中，其它設(shè)計(jì)選擇按另一方式分解各種功能。在步驟300，改進(jìn)的擴(kuò)展器接收來(lái)自直接附接的SATA主機(jī)的第一 FIS。例如，圖1和圖2的SATA/STP連接電路112，或者更具體地說(shuō)，電路112的SATA協(xié)議邏輯200可以接收來(lái)自直接附接的SATA主機(jī)的FIS。認(rèn)識(shí)到該FIS是針對(duì)目前不存在連接的第一接收FIS，步驟302接下來(lái)開(kāi)啟針對(duì)所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置的SAS (STP)連接。例如，圖1和圖2的電路112，或者更具體地說(shuō)，圖2的邏輯/存儲(chǔ)器電路200到210協(xié)作以確定針對(duì)通過(guò)改進(jìn)的擴(kuò)展器的希望連接的適當(dāng)路由，并且通過(guò)發(fā)送適當(dāng)?shù)拈_(kāi)啟地址幀(OAF)而請(qǐng)求開(kāi)啟這樣確定的路由。該連接可以按SATA主機(jī)和SATA目標(biāo)裝置兩者都直接耦接至其的構(gòu)造而全部建立在改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器內(nèi)，或者可以通過(guò)還包括SAS構(gòu)造的任何數(shù)量的其它中介SAS擴(kuò)展器來(lái)建立。在SATA主機(jī)和SATA目標(biāo)裝置兩者都與改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器直接耦接的情況下，可以支持內(nèi)部邏輯，旁路OAF的生成和發(fā)送，以執(zhí)行相同功能，而不需要嘗試通過(guò)任何傳輸介質(zhì)來(lái)引導(dǎo)SAS 0AF。當(dāng)?shù)却Ｍ腟AS開(kāi)啟連接的成功完成時(shí)，改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器可以將SATA HOLD原語(yǔ)返回至SATA主機(jī)，以延遲來(lái)自SATA主機(jī)的進(jìn)一步發(fā)送，直到建立該連接為止。例如，邏輯206可以生成并經(jīng)由邏輯200和路徑152向SATA主機(jī)反向發(fā)送SATA HOLD原語(yǔ)，同時(shí)邏輯206和邏輯210協(xié)作以等待接受所請(qǐng)求的開(kāi)啟連接(例如，返回來(lái)自SAS域的OPEN ACCEPT，或者來(lái)自改進(jìn)的擴(kuò)展器的內(nèi)部邏輯的等同接受，其中，SATA主機(jī)和目標(biāo)兩者都與該擴(kuò)展器直接耦接)。要與其建立開(kāi)啟連接的SAS目標(biāo)裝置可以通過(guò)FIS內(nèi)的被用于確定合適的SAS路由/尋址信息的信息來(lái)識(shí)別，以準(zhǔn)許開(kāi)啟SAS連接。接著，步驟304 (例如經(jīng)由SAS構(gòu)造的其它SAS擴(kuò)展器(若有的話))通過(guò)所開(kāi)啟的SAS (STP)連接向SATA目標(biāo)裝置發(fā)送SATA第一 FIS。例如，一旦邏輯206確定已經(jīng)建立了所請(qǐng)求的開(kāi)啟連接(STP連接)，邏輯200就可以利用如虛線所指示的標(biāo)準(zhǔn)SAS發(fā)送(即，利用通過(guò)SAS構(gòu)造建立的或者另外在改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器內(nèi)建立的“隧道” STP連接)，將從SATA主機(jī)接收的第一 FIS轉(zhuǎn)發(fā)至所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置。圖4是描述根據(jù)本發(fā)明的特征和方面的、用于在SATA主機(jī)與改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器之間直接通信的另一示例性方法的流程圖。圖4的方法例如可以在如圖1和圖2描述的改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器中操作。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，圖4的方法步驟(如同圖3的方法步驟)可以通過(guò)改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器內(nèi)的任何合適的邏輯電路來(lái)執(zhí)行。因此，下面將圖4的步驟描述為可在圖1或圖2的特定邏輯組件之上或之內(nèi)操作僅意圖教導(dǎo)一種可能的示例性實(shí)施例。圖4的步驟可以通過(guò)改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器的其它邏輯電路和/或編程指令來(lái)執(zhí)行，其中，其它設(shè)計(jì)選擇按另一方式分解各種功能。圖4的方法類(lèi)似于圖3所描述的方法，但提供了針對(duì)該方法的具體示例性實(shí)施例的附加示例性細(xì)節(jié)。在步驟400，改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器初始地直接在SATA主機(jī)與改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器的對(duì)應(yīng)PHY之間建立SATA連接。例如，圖2的邏輯206和200可以協(xié)作以確定用于通信的適當(dāng)速度等。建立這種SATA連接可以包括SAS和SATA協(xié)議的公知特征，以初始地發(fā)現(xiàn)存在SATA主機(jī)(例如，通過(guò)SAS “發(fā)現(xiàn)”處理)，并且利用標(biāo)準(zhǔn)SATA通信技術(shù)與SAS擴(kuò)展器的PHY直接耦接，以協(xié)商用于其間的通信的合適的相互支持速度。具體來(lái)說(shuō)，作為SATA隧道協(xié)議處理的一部分，改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器接收來(lái)自耦接至SAS構(gòu)造的每一個(gè)SATA目標(biāo)裝置的“初始FIS”。直接耦接的SATA主機(jī)必須接收來(lái)自改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器的某一初始FIS。由此，改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器(例如，結(jié)合該改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器內(nèi)的其它標(biāo)準(zhǔn)邏輯的、圖2的邏輯206和210)可以生成初始FIS (例如，指示存在SATA端口多路器)，并將所生成的初始FIS發(fā)送至直接耦接的SATA主機(jī)。在另一示例性實(shí)施例中，改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器可以將從多個(gè)SATA目標(biāo)裝置中的一個(gè)接收到的初始FIS之一簡(jiǎn)單地轉(zhuǎn)發(fā)至SATA主機(jī)。步驟400的處理可以作為改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器(或者基礎(chǔ)系統(tǒng))的“起始(start of day)”初始化的一方面或者在各種時(shí)刻執(zhí)行，以重置擴(kuò)展器或者重新配置整個(gè)SAS域。在步驟402，改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器接收從直接附接的SATA主機(jī)去往所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置的、或者要從SATA目標(biāo)裝置返回至先前連接至目標(biāo)的SATA主機(jī)的FIS。例如，圖
2的邏輯200可以經(jīng)由路徑152接收來(lái)自所附接的SATA主機(jī)的這種第一 FIS。在不存在通過(guò)SATA主機(jī)與目標(biāo)裝置之間的SAS構(gòu)造的已有開(kāi)啟連接時(shí)，接收該FIS。當(dāng)從SATA主機(jī)接收到FIS時(shí)，該FIS包括根據(jù)SATA協(xié)議的、識(shí)別該FIS指向的特定SATA目標(biāo)裝置的尋址信息。當(dāng)從SATA目標(biāo)裝置接收時(shí)(例如，要返回至先前與目標(biāo)連接的SATA主機(jī)的讀取數(shù)據(jù))，改進(jìn)的擴(kuò)展器內(nèi)的存儲(chǔ)信息可以指示先前已經(jīng)請(qǐng)求該目標(biāo)返回信息的SATA主機(jī)。步驟404 (例如邏輯202并且利用圖2的存儲(chǔ)器208)定位存儲(chǔ)在改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器的存儲(chǔ)器中的映射/準(zhǔn)許表中的對(duì)應(yīng)條目。所定位的條目與直接附接的SATA主機(jī)和SATA目標(biāo)裝置相關(guān)聯(lián)。在從SATA主機(jī)接收到FIS的情況下，所定位的條目包括指示直接附接的SATA主機(jī)是否準(zhǔn)許訪問(wèn)所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置的準(zhǔn)許信息。所定位的條目還包括用于識(shí)別特定SAS地址和關(guān)聯(lián)路由的路由信息，以向所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置發(fā)送SATA信息(如通過(guò)利用STP的SAS構(gòu)造的對(duì)應(yīng)STP信息)。在所接收的FIS是來(lái)自SATA目標(biāo)裝置的返回?cái)?shù)據(jù)的情況下，所定位的條目可以是識(shí)別SATA目標(biāo)裝置和SATA主機(jī)的條目，所述SATA目標(biāo)裝置和SATA主機(jī)先前連接，使得SATA主機(jī)請(qǐng)求返回來(lái)自目標(biāo)裝置的信息。如果該FIS來(lái)自SATA主機(jī)，則步驟406確定所定位的條目是否指示準(zhǔn)許由該SATA主機(jī)訪問(wèn)所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置(舉例來(lái)說(shuō)，如利用存儲(chǔ)器208中的信息，通過(guò)圖2的邏輯202所確定)。如果從SATA目標(biāo)裝置接收到該FIS，則因SATA主機(jī)先前請(qǐng)求，并且授權(quán)準(zhǔn)許訪問(wèn)目標(biāo)裝置(即，如通過(guò)接收來(lái)自開(kāi)始與目標(biāo)裝置通信的SATA主機(jī)的初始/第一 FIS而暗示)，而可以推測(cè)準(zhǔn)許。如果未獲得準(zhǔn)許，則步驟408通過(guò)向進(jìn)行請(qǐng)求的SATA主機(jī)返回合適的狀態(tài)指示符(例如，通過(guò)圖2的邏輯200、202以及206的操作)來(lái)拒絕所接收的SATAFIS。如果準(zhǔn)許SATA主機(jī)訪問(wèn)所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置，則步驟410通過(guò)根據(jù)所定位的映射表?xiàng)l目確定的SAS路由來(lái)開(kāi)啟(或重新開(kāi)啟)SATA主機(jī)與所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置之間的SAS (STP)連接。例如，邏輯206和210可以協(xié)作以開(kāi)啟(或重新開(kāi)啟)針對(duì)所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置的STP連接。利用通過(guò)SAS構(gòu)造的一個(gè)或多個(gè)SAS擴(kuò)展器定向的標(biāo)準(zhǔn)SAS(STP)協(xié)議(例如，開(kāi)啟地址幀-0AF)來(lái)建立開(kāi)啟連接。如上所述，根據(jù)設(shè)計(jì)選擇，在改進(jìn)的擴(kuò)展器與SATA主機(jī)和SATA目標(biāo)直接耦接的情況下，SAS連接的開(kāi)啟可以通過(guò)擴(kuò)展器內(nèi)的常規(guī)邏輯(例如，圖2的邏輯206)來(lái)執(zhí)行，而非完全兼容生成和處理SAS (STP)開(kāi)啟連接交換。當(dāng)?shù)却ㄟ^(guò)接收來(lái)自SATA主機(jī)的第一 FIS而啟動(dòng)的希望的SAS開(kāi)啟連接的成功完成時(shí)，改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器(例如，圖2的邏輯206到邏輯200)可以將SATA HOLD原語(yǔ)返回至SATA主機(jī)，以延遲來(lái)自SATA主機(jī)的進(jìn)一步發(fā)送，直到建立該連接為止。在步驟414，所接收的FIS通過(guò)SAS構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)至SATA目標(biāo)裝置(或者如果從目標(biāo)裝置接收到FIS，則轉(zhuǎn)發(fā)至SATA主機(jī))。例如，代表SATA主機(jī)，邏輯200可以經(jīng)由如虛線箭頭所指示的路徑154直接與所識(shí)別的SATA目標(biāo)通信。步驟416和418接著可操作(大致平行地，例如，通過(guò)圖2的邏輯200和206)以通過(guò)SAS切換構(gòu)造通過(guò)開(kāi)啟的SAS (STP)連接在SATA主機(jī)與SATA目標(biāo)裝置之間繼續(xù)交換信息。步驟418確定是否已經(jīng)超出預(yù)定超時(shí)閾值，在其期間，沒(méi)有發(fā)生通過(guò)所開(kāi)啟的SAS(STP)連接在SATA主機(jī)與所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置之間交換信息的活動(dòng)。因?yàn)镾ATA協(xié)議沒(méi)有提供用于明確地開(kāi)啟和/或明確地關(guān)閉連接的機(jī)制，所以可以利用預(yù)定超時(shí)時(shí)段，以在空閑時(shí)強(qiáng)制關(guān)閉開(kāi)啟的連接，由此釋放改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器內(nèi)的資源(并且，更一般地說(shuō)，釋放SAS構(gòu)造的資源)，以準(zhǔn)許其它連接。在步驟418確定該預(yù)定閾值時(shí)段期滿時(shí)，步驟420關(guān)閉通過(guò)改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器和SAS構(gòu)造在SATA主機(jī)與SATA目標(biāo)裝置之間先前開(kāi)啟的連接。當(dāng)從SATA主機(jī)接收到尋址于所識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置(同一或另一目標(biāo)裝置)的另一 FIS時(shí)，或者當(dāng)SATA目標(biāo)裝置準(zhǔn)備將所請(qǐng)求信息返回至進(jìn)行請(qǐng)求的SATA主機(jī)時(shí)，可以再次重復(fù)以步驟402 (標(biāo)記“A”)開(kāi)始的方法。圖5是描述圖4的步驟416的、用以通過(guò)開(kāi)啟的連接繼續(xù)交換信息的處理的示例性附加系統(tǒng)的流程圖。在步驟500，接收來(lái)自主機(jī)去往目標(biāo)或者來(lái)自SATA目標(biāo)去往主機(jī)的SATA FIS或原語(yǔ)。在步驟502，如果連接先前已經(jīng)關(guān)閉(例如由于暫?；蚱渌鼦l件)，則重新開(kāi)啟該連接。步驟504然后通過(guò)仍然開(kāi)啟的連接(或現(xiàn)在重新開(kāi)啟的連接)將所接收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)到其所希望的目的地。步驟520然后重置“無(wú)活動(dòng)”計(jì)時(shí)器(如上所述)，其中因?yàn)樵谒鯯ATA裝置之間沒(méi)有活動(dòng)因此所述“無(wú)活動(dòng)”計(jì)時(shí)器用于關(guān)閉開(kāi)啟的/重新開(kāi)啟的連接。步驟416的處理實(shí)質(zhì)上繼續(xù)，直到暫停出現(xiàn)以迫使連接關(guān)閉(如圖4所示)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易認(rèn)識(shí)到，在諸如圖3至圖5的方法的全功能方法中的許多附加和等同步驟。在此，為使該討論簡(jiǎn)化和簡(jiǎn)明，省略了這種附加和等同步驟。雖然在附圖和前述描述中例示并描述了本發(fā)明，但這種例示和描述應(yīng)被視為示例性的，而非性質(zhì)上受限的。已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例及其較小變型例。具體來(lái)說(shuō)，如示例性軟件或固件實(shí)施例示出并描述的特征可以等同地實(shí)施為定制邏輯電路，反之亦然。希望保護(hù)落入本發(fā)明的精神內(nèi)的所有改變例和修改例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到落入本發(fā)明的范圍內(nèi)的上述實(shí)施例的變型例。因此，本發(fā)明不限于上面討論的具體示例和例示，而僅通過(guò)下面的權(quán)利要求書(shū)及其等同物來(lái)限制。
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的串行連接SCSI (SAS)擴(kuò)展器(108)，該改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器的特征在于，其包括: 第一物理鏈路(PHY)(110.1)，該第一物理鏈路用于耦接所述SAS擴(kuò)展器與串行高級(jí)技術(shù)連接(SATA)主機(jī)(102.1 )，其中，所述SATA主機(jī)利用SATA協(xié)議與所述擴(kuò)展器交換信息； SATA隧道協(xié)議(STP )連接電路(112 )，該SATA隧道協(xié)議連接電路可操作用于開(kāi)啟和關(guān)閉通過(guò)所述擴(kuò)展器的所述SATA主機(jī)與SATA目標(biāo)裝置(104.1)之間的STP連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴(kuò)展器， 其中，所述連接電路還可操作用于響應(yīng)于接收到來(lái)自所述SATA主機(jī)、指向所述SATA目標(biāo)裝置的第一幀信息結(jié)構(gòu)(FIS)，來(lái)啟動(dòng)與所述SATA目標(biāo)裝置的STP連接的開(kāi)啟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴(kuò)展器， 其中，所述連接電路還可操作用于向所述SATA主機(jī)發(fā)送一個(gè)或多個(gè)SATA HOLD原語(yǔ)，同時(shí)等待所述STP連接的開(kāi)啟的完成，并且 其中，所述連接電路還可操作用于響應(yīng)于所述STP連接的開(kāi)啟的完成，向所述SATA目標(biāo)裝置發(fā)送所述第一 FIS。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴(kuò)展器， 其中，所述連接電路還可操作用于響應(yīng)于在所述SATA主機(jī)與所述SATA目標(biāo)裝置之間沒(méi)有信息交換的預(yù)定超時(shí)期滿，而關(guān)閉所述SATA主機(jī)與所述SATA目標(biāo)裝置之間開(kāi)啟的STP連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的擴(kuò)展器， 其中，所述連接電路還可操作用于響應(yīng)于接收到來(lái)自所述SATA目標(biāo)裝置的、要返回至所述SATA主機(jī)的信息，而重新開(kāi)啟在所述SATA主機(jī)與所述SATA目標(biāo)裝置之間先前關(guān)閉的STP連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴(kuò)展器，還包括: 存儲(chǔ)器(208)，該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)具有一個(gè)或多個(gè)條目的映射表，每一個(gè)條目都包括針對(duì)對(duì)應(yīng)的SATA目標(biāo)裝置的SAS標(biāo)識(shí)符， 其中，所述連接電路還可操作為響應(yīng)于接收到所述第一 FIS而訪問(wèn)所述映射表?xiàng)l目中的一條目，來(lái)確定在所述第一 FIS中被識(shí)別為目的地的所述SATA目標(biāo)裝置的SAS標(biāo)識(shí)符。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴(kuò)展器， 其中，所述映射表中的每一個(gè)條目都包括準(zhǔn)許信息，所述準(zhǔn)許信息指示所述SATA主機(jī)是否被準(zhǔn)許訪問(wèn)在所述第一 FIS中識(shí)別的SATA目標(biāo)裝置。
8.一種可以在改進(jìn)的串行連接SCSI (SAS)擴(kuò)展器中操作的方法，所述擴(kuò)展器通過(guò)該改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器的第一物理鏈路(PHY)與串行高級(jí)技術(shù)連接(SATA)主機(jī)耦接，所述改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器與SATA目標(biāo)裝置耦接，所述方法的特征在于，該方法包括: 接收來(lái)自所述SATA主機(jī)、指向所述SATA目標(biāo)裝置的第一幀信息結(jié)構(gòu)(FIS)； 響應(yīng)于接收到所述第一 FIS，利用SATA隧道協(xié)議(STP)來(lái)開(kāi)啟針對(duì)所述SATA目標(biāo)裝置的SAS連接；以及 通過(guò)所開(kāi)啟的SAS連接發(fā)送所述第一 FIS。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括: 接收來(lái)自所述SATA主機(jī)的另一 SATA信息；以及通過(guò)所開(kāi)啟的SAS連接向所述SATA目標(biāo)裝置發(fā)送所述另一 SATA信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括: 通過(guò)所開(kāi)啟的SAS連接接收來(lái)自所述SATA目標(biāo)裝置的另一 SAS信息:以及 通過(guò)所開(kāi)啟的SAS連接向所述SATA主機(jī)發(fā)送所述另一 SATA信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括: 在所述改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的表中定位一條目，所述條目對(duì)應(yīng)于所述SATA主機(jī)并且對(duì)應(yīng)于所述SATA目標(biāo)裝置；以及 根據(jù)所定位的條目確定利用STP通過(guò)所述一個(gè)或多個(gè)其它SAS擴(kuò)展器來(lái)訪問(wèn)所述SATA目標(biāo)裝置的路由信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括: 根據(jù)所定位的條目確定指示準(zhǔn)許所述SATA主機(jī)訪問(wèn)所述SATA目標(biāo)裝置的準(zhǔn)許信息；以及 響應(yīng)于確定所述SATA主機(jī)被拒絕訪問(wèn)所述SATA目標(biāo)裝置而拒絕第一 SATA FIS0
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括: 響應(yīng)于在所述SATA主機(jī)與所述SATA目標(biāo)裝置之間沒(méi)有信息交換的預(yù)定超時(shí)期滿，而關(guān)閉所述SATA主機(jī)與所述SATA目標(biāo)裝置之間所開(kāi)啟的連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過(guò)SAS域在SATA主機(jī)與SATA目標(biāo)裝置間通信的方法和結(jié)構(gòu)。提供了通過(guò)SAS構(gòu)造和改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器直接耦接SATA主機(jī)與SATA目標(biāo)裝置的方法和結(jié)構(gòu)。改進(jìn)的SAS擴(kuò)展器包括SATA/STP連接邏輯，響應(yīng)于在未開(kāi)啟連接時(shí)接收到來(lái)自主機(jī)或目標(biāo)的FIS，開(kāi)啟直接附接的SATA主機(jī)與SATA目標(biāo)裝置之間的SAS(STP)連接。所開(kāi)啟連接在所連接主機(jī)與目標(biāo)之間不活動(dòng)的預(yù)定超時(shí)時(shí)段期滿后關(guān)閉?？衫酶?jiǎn)單、成本更低的SATA主機(jī)和SATA目標(biāo)裝置并在構(gòu)造和可擴(kuò)展性方面獲得SAS架構(gòu)靈活性的優(yōu)點(diǎn)。SATA主機(jī)可通過(guò)SAS構(gòu)造與大量SATA目標(biāo)裝置耦接，且多個(gè)SATA主機(jī)可與SAS構(gòu)造耦接。
文檔編號(hào)G06F3/06GK103186498SQ20121022080
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者L·E·米凱伊, C·D·亨利 申請(qǐng)人:Lsi公司