[發明專利]具有邏輯設備能力的PCI EXPRESS切換器

在審

• 申請號: 201310536515.9
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103678201A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: J·雷古拉;N·蘇布拉馬尼延;J·M·多森
• 申請（專利權）人: PLX科技公司
• 主分類號: G06F13/28
• 分類號: G06F13/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬紅梅;劉春元

技術領域

本發明總體上涉及切換器(switch)和電子通信。更特別地，本發明涉及在智能PCIe切換器中啟用合成或邏輯設備以便合并多個設備的功能。?

背景技術

計算機架構多年來已經有了大幅發展。近來，對于芯片設計師而言，將諸如通用串行總線(USB)接口控制器之類的外部數據接口包括在其母板之中變得越來越常見。這些接口被稱之為主機控制器。處理器則通常經由輸入/輸出(I/O)互連系統連接至計算機系統的其它組件。?

存在著許多不同的可用計算機I/O互連標準。多年來最為流行的之一是外圍設備互連(PCI)標準。PCI允許總線像橋那樣進行工作，其將本地處理器總線與外設隔離開來，允許計算機的中央處理單元(CPU)通過該互連而連接至IO設備的主機。?

近來，PCI的后繼已經普及，其被稱作PCI?Express(或者簡單地被稱作PCIe)的。PCIe提供了更高的性能、增加的靈活性以及針對下一代系統的可擴縮性，同時保留了與現有PCI應用的軟件兼容性。與傳統的PCI相比，PCI?Express協議明顯更為復雜，其具有三層-事務層、數據鏈路層和物理層。?

在PCI?Express(高速PCI)系統中，根聯合體(root?complex)設備將處理器和存儲器子系統連接至包含一個或多個切換設備(然而，實施例也可能沒有切換器)的PCI?Express切換器構造。在PCI?Express中，使用點對點架構。與PCI系統中的主機橋相類似，根聯合體代表通過本地I/O互連而進行互連的處理器生成事務請求。根聯合體功能可以被實施為離散的設備，或者可以與處理器進行整合。根聯合體可以包含多于一個的PCI?Express端口，并且多個切換設備可以連接至根聯合體上的端口或者被級聯。?

作為示例，圖1是描繪正常共享的IO架構的框圖，該IO架構具有由運行切換器管理軟件的管理主機104所控制的標準PCIe切換器102。切換器102對一個或多個主機進行服務，所述主機被示為所連接的主機106和所連接的主機?108(也被稱作“本地主機”)，例如服務器、PC和其它計算設備。還連接至切換器的是一個或多個設備110-116，所述設備通常為所連接的主機提供一些類型的功能或服務。虛擬設備118-124處于切換器102之內。虛擬設備118和120連接至所連接的主機106且虛擬設備122和124連接至所連接的主機108。這些虛擬設備中的某些具有去往物理設備110-114的數據路徑。虛擬設備118-124的功能和角色在題為“MULTI-ROOT?SHARING?OF?SINGLE-ROOT?INPUT/OUTPUT?VIRTUALIZATION”的美國專利申請號12/979,904的共同未決申請中有所描述，其中描述了一種在多個主機使用支持共享I/O機制的PCIe切換器的非透明端口進行連接時使用資源重定向方法的解決方案。?

將期望的是：通過使用DMA引擎、地址映射和存儲器空間重定向而對連接至切換器的物理設備的功能進行合并來進一步增強PCIe切換器的功能。此外，將期望的是：針對具有或沒有諸如RAID的附加特征的一組SSD驅動器(或其它存儲設備)啟用(enable)用于所連接的主機的合成NVMe端點，或者與若干所連接的主機共享一組SSD/存儲驅動器。最后，即使在資源原本并不允許共享的情況下，如果通過軟件和硬件幫助而使得能夠在多個所連接的主機之間共享稀缺或昂貴的資源，則對于切換器的用戶而言也將是有利的。?

發明內容

本發明的一個方面是一種通過啟用切換器中的非存在的、邏輯(或合成)設備的操作而增強PCI?Express切換器的功能的方法。該邏輯設備由管理系統主機中對切換器的操作進行控制的邏輯設備軟件來加以實現。該合成設備被呈現給連接至該切換器的本地主機。該本地主機內的寫入操作被捕獲，從而使得管理系統能夠創建本地主機組件隊列的影子副本(shadow?copy)。本地主機加載用于該合成設備的驅動器。在該本地主機中發生的寫入被反映在管理系統中。在該管理系統上創建影子隊列，該管理系統反映本地主機中的命令和響應隊列。與本地主機端口相關聯的DMA引擎被設置為對本地主機中的隊列進行自動觸發。?

附圖說明

圖1是描繪正常共享的IO架構的框圖，該IO架構具有由運行切換器管理軟件的系統管理主機所控制的標準PCIe切換器；?

圖2是描繪依據一個實施例的具有邏輯設備和管理主機系統的PCIe切換器?的框圖，該管理主機系統具有邏輯設備啟用軟件；和?