[发明专利]一种支持NVMe磁盘热插拔的控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种支持NVMe磁盘热插拔的控制系统及方法，涉及服务器存储领域，该系统包括主机处理器系统和热插拔控制器，主机处理器系统用于当NVMe磁盘插入时对NVMe磁盘进行初始化，且主机处理器系统与NVMe磁盘间建立PCIE通道连接；热插拔控制器为可编程逻辑器件，其与主机处理器系统通过SMBUS总线连接，与NVMe磁盘建立有在位信号和复位信号连接，所述热插拔控制器包括模拟IIC通道扩展单元和热插拔控制单元；模拟IIC通道扩展单元用于对NVMe磁盘的在位信号变化进行监测，并将监测到的在位信号变化发送给主机处理器系统。本发明在硬件层面解决NVMe磁盘热插拔过程中可能存在的无法识别问题。

技术领域

本发明涉及服务器存储领域，具体涉及一种支持NVMe磁盘热插拔的控制系统及方法。

背景技术

NVMe磁盘(Non-Volatile Memory express，基于非易失性内存主机控制器接口规范的固态硬盘)作为一种新兴存储介质，其基于PCIE(peripheral componentinterconnect express，高速串行计算机扩展总线)通道传输。近年来随着数据中心，高性能计算的发展，磁盘读写性能已经成为整个系统的瓶颈，由于NVMe磁盘的存储性能要远高于传统SAS/SATA磁盘(Serial Advanced Technology Attachment/Serial AttachedSCSI，串口硬盘/服务器硬盘)，同时NVMe磁盘还具有低延时、高数据传输带宽、高IOPS(Input/Output Operations Per Second每秒读写操作次数)等特性，受到高端存储应用的青睐，逐步进入规模应用。

虽然NVMe磁盘性能上极具优势，但NVMe磁盘相对于之前的SAS/SATA磁盘，热插拔机制并不是很完善，因为SAS/SATA的链路控制机制完全在带内通道实现，其协议本身已经包含了热插拔处理，因此电路设计上不需要做特殊处理，但是NVMe磁盘则不同，其基于PCIE物理通道，含有时钟和复位信号，需要满足一定时序要求，如果按照传统的设计不进行插拔事件预警、时钟电源的有效控，和复位信号的处理，会给NVMe磁盘带来一系列问题，如：

(1)在硬盘热拔出时，事件消息没有第一时间传递给主机处理器端，主机侧无法及时感知，会导致系统宕机情况的发生。当前已有的解决方案是在拔出之前先触发一个按键通知主机，主机侧完成任务处理后，再手动拔出磁盘，但此种处理方式无法应对意外拔出的情况。

(2)在硬盘热插入时，可能导致无法正常识别。由于一般的设计是将主机侧的PCIE复位信号直接发送到磁盘，其复位动作只在开机上电过程中发生一次，那么在系统运行期间，复位电平为常高状态，即使磁盘有重新插入的操作，其复位信号不会重新发送，会导致磁盘热插入后无法正常识别。

(3)插拔过程会带来瞬间电流冲击，存在损伤硬件的风险。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种支持NVMe磁盘热插拔的控制系统及方法，在硬件层面解决NVMe磁盘热插拔过程中可能存在的无法识别问题。

本发明第一方面提供一种支持NVMe磁盘热插拔的控制系统，用于对NVMe磁盘的热插拔进行控制，包括：

主机处理器系统，其用于当NVMe磁盘插入时对NVMe磁盘进行初始化，且主机处理器系统与NVMe磁盘间建立PCIE通道连接；

热插拔控制器，所述热插拔控制器为可编程逻辑器件，其与主机处理器系统通过SMBUS总线连接，与NVMe磁盘建立有在位信号和复位信号连接，所述热插拔控制器包括模拟IIC通道扩展单元和热插拔控制单元；

其中，所述模拟IIC通道扩展单元用于对NVMe磁盘的在位信号变化进行监测，并将监测到的在位信号变化发送给主机处理器系统。