[发明专利]高速外围部件互连交换控制器及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种高速外围部件互连 (Peripheral Component Interconnect Express，简称为PCI Express) 交换控制器及其实现方法。

背景技术

目前，基于PCI Express的存储/服务器硬件一般采用双控架构， 图1是根据相关技术的双控架构示意图，如图1所示，整个系统由 两个相对独立的主机控制器组成，每个主机控制器的主要架构由数 据输入输出接口(Input/Output Interface)、数据输入输出通道 (Input/Output Channel)、中央处理器(Central Processing Unit，简 称为CPU)、内存(Cache)组成，其中，数据输入输出接口、输入 输出通道和内存的数量不进行限定，均可以有若干组。

数据的处理分为两种，分别为数据输入和数据输出。

第一，数据输入：待处理的数据通过某个数据输入输出通道进 入系统，经过数据输入输出接口解码为处理器能够识别的数据，交 给处理器处理。

第二，数据输出：经处理器处理过的数据，经数据输入输出接 口编码为相应接收设备能够识别的数据，经数据输入输出通道发出。

两个主机控制器通过支持非透明桥(Non-Transparent Bridge) 功能的PCI Express接口实现互联。其中，非透明桥功能是PCI Express的一个附加功能，主要用于对PCI Express两边的设备实现 一种相互隔离的作用，以防止两边的设备出现相互争夺系统资源的 问题。由于PCI Express是一种点对点的互联技术，因此双控架构下 两个主机控制器可以通过PCI Express直连，以实现两者之间的冗余 互备、协同工作，内存共享和同步等功能。

但是，随着目前对服务器/存储设备的性能要求越来越高，特别 是一些大数据量高传输速率的应用场合，双控架构的存储设备有时 已经很难达到应用要求，因此高端的多控架构越来越受到关注。由 于PCI Express规范中规定PCI Express是一种点对点互联技术，并 不支持菊花链、星型等拓扑结构，这就使得基于PCI Express的多主 机控制器架构不能通过直接套用已经成熟的双控架构的直连模式实 现。

发明内容

针对相关技术中无法实现基于PCI Express的多主机控制器架 构的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种PCI Express交换控制器及其实现方法，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高速 外围部件互连PCI Express交换控制器，用于实现通过PCI Express 协议连接的多个主机控制器之间的通信，

根据本发明的高速外围部件互连PCI Express交换控制器包括： 配置处理器，用于向多个主机控制器提供PCI Express交换控制器的 地址范围，并根据来自多个主机控制器的地址信息，实现多个主机 控制器之间的访问；交换单元，用于实现配置处理器与多个主机控 制器、以及多个主机控制器之间的通信。

优选地，交换单元包括：上行端口和多个下行端口，其中，多 个下行端口中的每个下行端口连接至多个主机控制器中的一个主机 控制器，交换单元还用于通过上行端口与配置处理器进行通信，通 过多个下行端口与多个主机控制器进行通信。

优选地，配置处理器还用于配置交换单元建立的多个下行端口 的地址空间和与多个下行端口对应的地址映射。

优选地，配置处理器还用于根据来自多个主机控制器中的一个 主机控制器的地址信息，将该主机控制器的地址映射到地址信息对 应的主机控制器。

优选地，配置处理器还用于判断是否存在有对工作异常的主机 控制器的访问，并在判断结果为是的情况下，取消对工作异常的主 机控制器的访问，向请求访问的主机控制器返回访问失败的信息， 将工作异常的主机控制器对应的地址空间标识为不可用。

优选地，配置处理器还用于将对工作异常的主机控制器的访问 切换到其它主机控制器。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种PCI Express交换控制器的实现方法。