[發(fā)明專利]一種雙模SATA傳輸層優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210252714.6
• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN114579489B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田建軍;刁永翔;宮曉淵;王劍鐸
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫眾星微系統(tǒng)技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F13/28
• 分類號: G06F13/28;G06F13/42;G06F13/38;G06F11/07
• 代理公司: 北京動力號知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11775
• 代理人: 董鋼

本發(fā)明提供了一種雙模SATA傳輸層優(yōu)化方法，當(dāng)SATA傳輸層狀態(tài)機(jī)處于HT_HostIdle狀態(tài)時，確定SAS控制器的當(dāng)前模式是否為STP模式，基于SAS控制器的當(dāng)前模式和預(yù)定義事件，將SATA傳輸層狀態(tài)機(jī)跳轉(zhuǎn)到與預(yù)定義事件相對應(yīng)的目的狀態(tài)；當(dāng)SATA傳輸層狀態(tài)機(jī)處于HT_DS_FIS狀態(tài)時，如果數(shù)據(jù)方向為寫方向并且auto active bit置位，則將SATA傳輸層狀態(tài)機(jī)跳轉(zhuǎn)到HT_HostIdle狀態(tài)；當(dāng)SATA傳輸層狀態(tài)機(jī)接收到DMA active FIS并處于HT_DMAOTrans1狀態(tài)時，將SATA傳輸層狀態(tài)機(jī)直接跳轉(zhuǎn)到HT_HostIdle狀態(tài)。本發(fā)明避免了SAS控制器在并發(fā)控制的STP場景下的狀態(tài)異常，并通過鏈路層上報的鏈路協(xié)商結(jié)果自動選擇傳輸層工作模式，使用一套設(shè)計即可支持STP和SATA設(shè)備直連兩種場景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于磁盤連接技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙模SATA傳輸層優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

SATA(Serial ATA)是一種高速串行總線，采用串行差分信號連接方式和點對點的傳輸方式，內(nèi)置數(shù)據(jù)/命令校驗單元，糾錯能力強，支持噪聲濾除和熱插拔，具有管腳數(shù)量少、數(shù)據(jù)傳輸速率快、可靠性高、兼容性好等特性，目前被業(yè)界廣泛用于存儲設(shè)備和主機(jī)之間的主要I/O接口。SATA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是點對點式，主機(jī)可以通過端口多路器鏈接支持多個設(shè)備，每個設(shè)備百分百占用總線帶寬，并且一個設(shè)備的鏈接出錯不會影響其他設(shè)備的鏈接。

SAS作為新一代SCSI技術(shù)，類似SATA技術(shù)同樣采用串行接口以獲得更高的傳輸速度。同時，SAS設(shè)計考慮向下兼容SATA技術(shù)，通過STP協(xié)議(SATA通道協(xié)議)實現(xiàn)SAS控制器和SATA設(shè)備之間的互聯(lián)和數(shù)據(jù)傳輸。SAS協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中的STP是在SATA協(xié)議的底層傳輸邏輯基礎(chǔ)上，將其承載于SAS底層(物理層+鏈路層+傳輸層)進(jìn)行傳輸?shù)姆椒āTP協(xié)議規(guī)范定義了SAS系統(tǒng)和SATA設(shè)備通信技術(shù)細(xì)節(jié)。其中STP的傳輸層采用SATA標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議定義的傳輸層實現(xiàn)為基礎(chǔ)，并適配SAS標(biāo)準(zhǔn)中的Port層(端口層)功能。

典型的SAS數(shù)據(jù)存儲拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，SAS控制器通過一級或者多級Expander(磁盤擴(kuò)展器)擴(kuò)展支持大規(guī)模磁盤的管理。SAS Expander中通常集成了STP/SATA橋，完成SAS協(xié)議到SATA協(xié)議的轉(zhuǎn)換，以兼容SATA磁盤設(shè)備連接。圖1為將SATA設(shè)備接入SAS網(wǎng)絡(luò)中的典型STP連接示意圖。SAS controller(SAS控制器)作為控制命令和數(shù)據(jù)讀寫命令的發(fā)起者，負(fù)責(zé)管理整個存儲系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，發(fā)出磁盤數(shù)據(jù)讀寫命令，接收設(shè)備響應(yīng)；SAS Expander用于擴(kuò)展存儲系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，兼容SATA設(shè)備連接；SATA磁盤存儲設(shè)備存儲業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并接入SAS系統(tǒng)。

為說明SATA標(biāo)準(zhǔn)傳輸層在支持SAS的STP應(yīng)用場景時存在的問題，以FPDMA(SATA標(biāo)準(zhǔn)中定義的First-Party DMA)寫操作為例，描述典型的STP消息交互場景。如圖2所示：主機(jī)初始化后下發(fā)FPDMA命令，經(jīng)主機(jī)端SATA傳輸層將命令內(nèi)容組幀后發(fā)送至設(shè)備驅(qū)動；設(shè)備端接收到命令后將其加入驅(qū)動執(zhí)行隊列，然后向主機(jī)發(fā)送應(yīng)答幀以通知接收FPDMA命令完成；主機(jī)端SATA傳輸層接收解析收到的設(shè)備應(yīng)答命令幀并通知主機(jī)；設(shè)備端執(zhí)行完成FPDMA命令后，向主機(jī)發(fā)送DMA setup FIS以表示接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，主機(jī)將此FIS幀內(nèi)容用于DMA相關(guān)配置。隨后設(shè)備端發(fā)送DMA active FIS請求主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，主機(jī)端SATA傳輸層接收解析設(shè)備返回的DMA setup FIS和DMA active FIS并上報應(yīng)用層；主機(jī)配置完成DMA后，開始啟動發(fā)送數(shù)據(jù)。主機(jī)端SATA傳輸層進(jìn)入發(fā)送數(shù)據(jù)流程，將待發(fā)送數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)幀后進(jìn)行發(fā)送，并檢查發(fā)送狀態(tài)；設(shè)備端接收數(shù)據(jù)后通過驅(qū)動寫入硬盤對應(yīng)扇區(qū)，待執(zhí)行完畢后向主機(jī)返回SetDevBits FIS以通知狀態(tài)；主機(jī)端SATA傳輸層接收解析收到的SetDevBits FIS并上報主機(jī)以更新對應(yīng)狀態(tài)，并通知軟件結(jié)束當(dāng)前進(jìn)程。