[发明专利]一种PCIE数据交换装置

说明书

本发明提供一种PCIE数据交换装置，包括：至少两路PCIE的交换结构，每路交换结构至少设有用于连接相应主机的上行通道、上行接口以及用于连接扩展设备的下行通道、下行接口；多个选通开关部件，其设于每路交换结构的至少部分下行通道上以及至少部分上行通道上，用于切换扩展设备的数据传输所经由的交换结构；通路控制部件，被配置为根据每路交换结构的工作状态确定选通开关部件选通的通路，以在其中一路交换结构处于故障状态时将其对应的扩展设备转由处于正常状态的其他交换结构连接至对应的主机；本发明可以在保障业务的连续性、系统的可靠性的情况下，同时提高资源利用率。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体来说涉及PCIE(Peripheral ComponentInterconnect Express)高速串行点对点传输技术领域，更具体地说，涉及一种PCIE数据交换装置。

背景技术

通用处理器的计算能力有限或者针对某些特定领域的计算场景(比如图数据计算、神经网络模型对应的计算)的计算能力有限，而在一些场景下，比如服务器中或者实验室采用的工作平台中，往往需要用到一些扩展设备来执行相应的计算任务，从而提高服务体验或者提高实验者的分析效率。这往往需要通过PCIE接口连接扩展设备(比如显卡、执行某些特定领域的计算场景的加速卡等)。

PCIE是一种高速串行计算机扩展总线标准，属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备分配独享通道带宽，不共享总线带宽。因此如果一个PCIE的交换结构(即PCIE Switch)发生故障后，此交换结构所涉及到的全部通道将无法正常工作，其对应的所有扩展设备将不能被使用，从而导致系统可靠性降低，用户体验不佳。为了避免PCIE交换结构故障导致对应扩展设备无法提供计算，如图1所示，一些研究者采用两套相同的交换结构(x16表示16通道，此处仅为示意，也可以是x2、x4、x8等)和扩展设备形成冗余的结构，以在其中一路交换结构不可用时，直接用备用的交换结构和扩展设备来完成后续任务。这种冗余的结构方案虽然思路简单，易于实现。但是，这不仅导致用户需要重复购买和配置相同的扩展设备来备用，还会存在一路扩展设备以及交换结构长时间处于未被利用的情况，导致资源利用率不高。因此，有必要对现有技术进行改进。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种PCIE数据交换装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的第一方面，提供一种PCIE数据交换装置，包括：至少两路PCIE的交换结构，每路交换结构至少设有用于连接相应主机的上行通道、上行接口以及用于连接扩展设备的下行通道、下行接口；多个选通开关部件，其设于每路交换结构的至少部分下行通道上以及至少部分上行通道上，用于切换扩展设备的数据传输所经由的交换结构；通路控制部件，被配置为根据每路交换结构的工作状态确定选通开关部件选通的通路，以在其中一路交换结构处于故障状态时将其对应的扩展设备转由处于正常状态的其他交换结构连接至对应的主机。

在本发明的一些实施例中，所述通路控制部件被配置为：在所有交换结构均处于正常状态时，控制相应的选通开关部件以使得每路交换结构仅处理其对应扩展设备的数据交换业务。

在本发明的一些实施例中，在部分交换结构处于故障状态时，控制相应的选通开关部件切换数据通路至支援通路模式，以让处于故障状态的交换结构对应的扩展设备连接至处于正常状态的其他交换结构，并由该处于正常状态的其他交换结构处理其对应扩展设备的数据交换业务以及所述处于故障状态的交换结构对应的扩展设备的数据交换业务。

在本发明的一些实施例中，在其中一路交换结构处于故障状态时，处于正常状态的其他交换结构为处于故障状态的交换结构对应的扩展设备分配一部分下行通道的通信资源，并为其原来连接的扩展设备保留另一部分下行通道的通信资源。