專利名稱：有熱插拔功能的存儲器系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有熱插拔功能的存儲器系統(tǒng)，具體地說，涉及這樣一種存儲器系統(tǒng)，它具有串聯(lián)連接的存儲器模塊，能夠執(zhí)行如下熱插拔操作不停止存儲器系統(tǒng)的操作，用備份存儲器模塊代替發(fā)生故障的存儲器模塊。本發(fā)明還涉及一種在這種存儲器系統(tǒng)中的熱插拔方法。
背景技術：
已經(jīng)知道這樣一種信息處理系統(tǒng)，它有多個彼此串聯(lián)連接的存儲器(存儲器模塊)，以允許存儲器控制器控制數(shù)據(jù)寫入/讀取操作。當這種信息處理系統(tǒng)中的一個存儲器模塊中出現(xiàn)故障時，一般地說必須停止整個系統(tǒng)，以便用另一存儲器模塊代替發(fā)生故障的存儲器模塊。這是因為對存儲器系統(tǒng)的訪問中斷使得不可能允許信息處理系統(tǒng)繼續(xù)進行處理操作。
作為在不停止信息處理系統(tǒng)工作的情況下更換發(fā)生故障的存儲器模塊的方法，已經(jīng)知道一種鏡像技術，其中的總線具有冗余配置。圖13示出了這種鏡像技術。在所述鏡像技術中，設置有使用中的存儲器模塊104、105和106所連接到的正?？偩€102，并具有與正?？偩€102相似配置的備份總線103。其中，具有與所連接的存儲器模塊104、105和106相似配置的存儲器模塊107、108和109連接到備份總線103。如果任一存儲器模塊104、105和106出現(xiàn)故障，存儲器控制器101首先從其他正常存儲器模塊的冗余數(shù)據(jù)中重新創(chuàng)建發(fā)生故障的存儲器模塊的數(shù)據(jù)，并將各個存儲器模塊的數(shù)據(jù)(包括重新創(chuàng)建的數(shù)據(jù))轉(zhuǎn)移到相應的備份存儲器模塊。然后，存儲器控制器101停止正?？偩€102的操作，并切換到備份總線103，以便執(zhí)行隨后的處理。在完成對發(fā)生故障的存儲器模塊的替換之后，存儲器控制器101從備份總線103切換到正?？偩€102，執(zhí)行正常處理。在鏡像技術中幾乎不可能出現(xiàn)錯誤，并且它被認為是一種可靠的方法。然而，它所需要的存儲器模塊容量是所使用的存儲器模塊的兩倍，由此導致成本的增加。
圖14示出具有多個存儲器模塊的存儲器系統(tǒng)，其中，為正常存儲器模塊11至14提供單個備份存儲器模塊15。當任一存儲器模塊12至14中出現(xiàn)故障時，使來自存儲器控制器10的訪問從發(fā)生故障的存儲器模塊被切換到備份存儲器模塊15。在這種方法中，雖然可以在系統(tǒng)運行的同時停止發(fā)生故障的存儲器模塊，但是如果不停止整個處理系統(tǒng)，就不能執(zhí)行存儲器模塊的替換，即去除發(fā)生故障的存儲器模塊，以及將新存儲器模塊引入到使用中。在這種情況下，可以使用開關來打開/關閉備份存儲器模塊15。然而，當在正在執(zhí)行存儲器訪問同時操作開關時，所傳輸?shù)牟ㄐ慰赡苁艿介_關動作的不利影響，由此防礙了處理系統(tǒng)的穩(wěn)定操作。
近年來，一種存儲器系統(tǒng)已經(jīng)投入實際使用，這種存儲器系統(tǒng)中使用多個串聯(lián)連接存儲器模塊來執(zhí)行串行傳輸。圖15示出了利用傳統(tǒng)串行傳輸方案的這種存儲器系統(tǒng)的示例。如圖15所示，分別為存儲器模塊19至21設置緩沖器22至24，并且通過使用專用寫入總線18和專用讀取總線17，沿一個方向控制從存儲器控制器25的信號傳輸。在這種存儲器系統(tǒng)中，當停止了特定存儲器模塊的電源時，就要禁止向下一個存儲器模塊的信號傳輸。于是，在使用串行傳送方案的傳統(tǒng)存儲器系統(tǒng)中，不停止處理系統(tǒng)的操作，就不能斷開存儲器模塊。
專利出版物JP-2004-185199A(圖13)描述一種使用能夠執(zhí)行熱插拔操作的串行傳輸方案的存儲器系統(tǒng)。當這種存儲器系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時，數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到硬盤驅(qū)動器，然后從串行傳輸線切換到雙向傳輸線，由此允許不中斷電源就斷開發(fā)生故障的存儲器模塊。
在JP-2004-185199A描述的存儲器系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)移到硬盤驅(qū)動器，以允許斷開發(fā)生故障的存儲器模塊。然而，由于存儲器的訪問速度和硬盤的訪問速度彼此不同，所以不能允許存儲器系統(tǒng)工作于正常模式，因為存儲在硬盤上的數(shù)據(jù)具有較低的訪問速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種存儲器系統(tǒng)，其中，在使用串行傳輸方案的存儲器系統(tǒng)中提供備份存儲器模塊，它能夠以熱插拔的功能用備份存儲器模塊代替發(fā)生故障的存儲器模塊，而無需停止信息處理系統(tǒng)的操作，并且不會惡化其穩(wěn)定操作。
本發(fā)明的另一目的是要提供一種在這種存儲器系統(tǒng)中使用的熱插拔方法。
本發(fā)明提供一種存儲器系統(tǒng)，它包括多個正常存儲器模塊，它們通過信號寫入線和信號讀取線串聯(lián)連接，用于傳送讀取/寫入數(shù)據(jù)；備份存儲器模塊；以及開關電路，用于通過將所述正常存儲器模塊中的一個正常存儲器模塊隔離，并插入所述備份存儲器模塊，以使所述備份存儲器模塊與除所述正常存儲器模塊中的所述一個正常存儲器模塊之外的所述正常存儲器模塊串聯(lián)連接起來，從而用所述備份存儲器模塊代替所述正常存儲器中的所述一個正常存儲器模塊。
本發(fā)明還提供一種用于在存儲器系統(tǒng)中進行熱插拔的方法，所述存儲器系統(tǒng)包括多個正常存儲器模塊、備份存儲器模塊以及用于使所述正常存儲器模塊串聯(lián)連接的信號寫入線和信號讀取線，所述方法包括如下步驟從正常存儲器模塊的串聯(lián)連接中隔離正常存儲器模塊之一；以及在除所隔離的一個正常存儲器模塊之外的正常存儲器模塊的串聯(lián)連接中插入備份存儲器模塊。
按照本發(fā)明的存儲器系統(tǒng)和熱插拔方法，即使在數(shù)據(jù)從發(fā)生故障的存儲器模塊轉(zhuǎn)移到備份存儲器模塊時，也不必停止從存儲器控制器到存儲器系統(tǒng)的訪問。結果，可以實現(xiàn)熱插拔操作，其中可以在信息處理系統(tǒng)運行同時，以備份存儲器模塊代替發(fā)生故障的存儲器模塊。
在本發(fā)明優(yōu)選實施例的存儲器系統(tǒng)中，開關電路包括具有一個輸入端和兩個輸出端的開關，以及具有兩個輸入端和一個輸出端的傳輸方向限制門。所述傳輸方向限制門沿著從輸入端到輸出端的方向傳輸信號。通過使用開關電路的上述簡單結構，可以實現(xiàn)本發(fā)明的存儲器系統(tǒng)的配置。
另外，按照本發(fā)明的一個方面，所述傳輸方向限制門包括級聯(lián)連接的第一和第二緩沖器；以及第三緩沖器，它的輸出端連接到第一和第二緩沖器連接共同的節(jié)點。類似地，通過上述使用傳輸方向限制門的簡單結構，可以實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的存儲器系統(tǒng)的配置。


圖1是表示本發(fā)明一種實施例存儲器系統(tǒng)的方框圖；圖2是表示圖1所示的開關配置的電路圖；圖3是表示圖1所示的傳輸方向限制門配置的電路圖；圖4是表示圖1所示的存儲器模塊配置的方框圖；圖5是表示圖1所示的存儲器模塊在正常操作模式下的信號流方框圖；圖6是表示圖5所示的信號流方框圖，其中示出具有專用讀取線和專用寫入線的存儲器系統(tǒng)；圖7是表示存儲器模塊26中出現(xiàn)故障之后的信號流方框圖；圖8是表示圖7所示的信號流方框圖，其中示出具有專用讀取線和專用寫入線的存儲器系統(tǒng)；圖9是表示存儲器模塊27中出現(xiàn)故障之后的信號流方框圖；圖10是表示圖9所示的信號流方框圖，其中示出具有專用讀取線和專用寫入線的存儲器系統(tǒng)；圖11是表示存儲器模塊28中出現(xiàn)故障之后的信號流方框圖；圖12是表示圖11所示的信號流方框圖，其中示出具有專用讀取線和專用寫入線的存儲器系統(tǒng)；圖13是表示采用鏡像技術的傳統(tǒng)存儲器系統(tǒng)的方框圖；圖14是表示包括單個備份存儲器的傳統(tǒng)存儲器系統(tǒng)的方框圖；圖15是表示采用串行傳輸方案的傳統(tǒng)存儲器系統(tǒng)的方框圖。
具體實施例方式
圖1表示本發(fā)明一種實施例存儲器系統(tǒng)的結構。這種存儲器系統(tǒng)包括存儲器控制器25、多個(三個)正常存儲器模塊26至28、單個備份存儲器模塊29、串聯(lián)連接存儲器模塊26至28并執(zhí)行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柧€，以及用于切換信號線的連接的開關電路。具體地說，本發(fā)明這種實施例的存儲器系統(tǒng)的結構是通過向圖15所示傳統(tǒng)存儲器系統(tǒng)的電路結構加入備份存儲器模塊和開關電路所得到。雖然圖1中為了簡單起見只示出了專用寫入線，但是本實施例的存儲器系統(tǒng)包括專用寫入線和專用讀取線，類似于圖15的傳統(tǒng)存儲器系統(tǒng)。存儲器模塊26至29中分別包括串行傳輸緩沖器30至33。
開關電路將正常存儲器模塊26至28串聯(lián)連接在一起，以在存儲器系統(tǒng)的正常操作模式期間執(zhí)行串行數(shù)據(jù)傳輸。當所述正常存儲器模塊26至28之一中出現(xiàn)故障時，開關電路斷開或隔離發(fā)生故障的存儲器模塊，并將其他正常存儲器模塊與備份存儲器模塊29串聯(lián)連接在一起。備份存儲器模塊29被插入到除發(fā)生故障的正常存儲器模塊之外的正常存儲器模塊的串聯(lián)連接中。
開關電路包括開關34至36，它們中的每一個都具有單個輸入端和兩個輸出端；以及傳輸方向限制門37至39，它們中的每一個都具有兩個輸入端和單個輸出端。所述傳輸方向限制門37至39限制信號傳輸方向，使信號能夠從輸入端傳輸?shù)捷敵龆?，并防止信號從輸出端傳輸?shù)捷斎攵恕Ｔ诖鎯ζ骺刂破?5的控制下，彼此獨立地執(zhí)行存儲器模塊26至29的電源控制。
圖2示出開關34(35、36)的一種示例。開關34(35、36)具有一對晶體管(FET)54，每一個都具有連接在公共輸入端40和分離輸出端41或42之間的電流路徑。利用通過控制端43提供的控制信號，打開FET 54之一，同時關閉另一個，從而使通過輸入端40輸入的輸入信號被輸出到所述開關34的輸出端41和42之一。
圖3示出傳輸方向限制門37(38、39)的一種示例。傳輸方向限制門37(38、39)由三個緩沖器55構成。在圖3的傳輸方向限制門37(38、39)中，信號傳輸方向被限制為單向，從而在使輸入信號通過兩個輸入端44或45中任一個被輸入時，輸入信號從輸出端46輸出，并且禁止信號傳輸?shù)南喾捶较颉?br> 圖4表示存儲器模塊26(27、28、29)的結構。存儲器模塊26(27、28、29)具有多個存儲器器件47，以及串行傳輸緩沖器48。串行傳輸緩沖器48具有串行/并行轉(zhuǎn)換電路49以及用于專用讀取線52、53和專用寫入線50、51的輸入/輸出緩沖器56。在圖4中，沒有示出控制信號系統(tǒng)之間的互相連接。存儲器模塊實際上可以具有單個存儲器器件。
當要從存儲器模塊26輸出讀取數(shù)據(jù)時，由串行/并行轉(zhuǎn)換電路49把從存儲器器件47讀取的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)信號，串行/并行轉(zhuǎn)換電路49將得到的串行數(shù)據(jù)信號通過專用讀取線52輸出到存儲器模塊26的外部。當要從另一存儲器模塊傳輸讀取信號，即串行數(shù)據(jù)信號時，通過專用讀取線53將讀取信號輸入到存儲器模塊26，直接穿過串行/并行轉(zhuǎn)換電路49，并且從專用讀取線52毫無改變地輸出。
通過專用寫入線50輸入要被寫入到存儲器模塊26中的寫入數(shù)據(jù)信號，由串行/并行轉(zhuǎn)換電路49轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)，并被寫入存儲器器件47中。通過專用寫入線50輸入要被寫入另一存儲器模塊中的串行數(shù)據(jù)信號，直接穿過串行/并行轉(zhuǎn)換電路49，并通過專用寫入線51毫無改變地傳輸?shù)搅硪淮鎯ζ髂K。由從存儲器控制器25提供的控制信號控制串行/并行轉(zhuǎn)換電路49的上述性能。
圖5至12示出圖1所示的存儲器系統(tǒng)處于它的正常信號傳輸模式中，并存儲器模塊26至28之一中出現(xiàn)故障后處于另一信號傳輸模式中。圖5、7、9和11示出存儲器系統(tǒng)的信號傳輸模式，同時簡化了圖1的結構表示，而分別與圖5、7、9和11相對應的圖6、8、10和1 2示出存儲器系統(tǒng)的信號傳輸模式，同時把圖1的存儲器系統(tǒng)表示成與圖1 5的表示相類似。圖5、7、9和11中的實線表示通過此處進行信號傳輸，而虛線表示不通過此處進行信號傳輸。
圖5和6示出所述正常操作模式。在正常操作模式下，不訪問備份存儲器模塊29，并且存儲器控制器25將使用中的正常存儲器模塊26、27和28按這里所述的順序串聯(lián)連接起來。停止對不進行訪問的備份存儲器模塊29的供電，于是，在系統(tǒng)操作正在運行的同時，可以實現(xiàn)它的去除以及新存儲器模塊對它的替換。
如果在圖5和6所示的正常模式中比如在存儲器模塊26中數(shù)次出現(xiàn)單比特錯誤，并且存儲器控制器25確定需要替換存儲器模塊26，則存儲器控制器25訪問備份存儲器29，并將存儲器模塊26中的數(shù)據(jù)復制到備份存儲器模塊29。此后，正常操作模式切換到圖7和8所示的傳輸模式。在這種模式下，存儲器控制器25確定存儲器模塊的連接順序是29、27、28，并根據(jù)這一順序控制訪問操作。
停止對不進行訪問的存儲器模塊26的供電，于是在系統(tǒng)操作正在運行的同時，可以實現(xiàn)它的去除以及新存儲器模塊對它的替換。為了在完成存儲器模塊26的替換之后恢復原有的正常操作模式，向存儲器控制器25發(fā)出命令，以便按照與用來去除存儲器模塊26的處理步驟相反順序的步驟，將存儲器系統(tǒng)恢復到正常操作模式。
在圖7和8所示的傳輸模式中，在替換發(fā)生故障的存儲器模塊26之后啟動電源，并且啟動從存儲器控制器25對新存儲器模塊26的訪問，以初始化存儲器模塊26。此后，將備份存儲器模塊29中的數(shù)據(jù)復制到存儲器模塊26。在數(shù)據(jù)復制操作完成之后，啟動存儲器模塊26和存儲器模塊27之間的連接，并依次停止存儲器模塊27和29之間的信號傳輸，以及存儲器控制器25和備份存儲器模塊29之間的信號傳輸。結果，將系統(tǒng)模式設定為回到圖5和6所示的正常操作模式。
圖9和10示出存儲器模塊27發(fā)生故障時的另一傳輸模式。存儲器控制器25確定存儲器模塊的連接順序是26、29、28，并根據(jù)這一順序控制訪問操作。圖11和12示出了存儲器模塊28發(fā)生故障時的另一模式。類似地，存儲器控制器25確定存儲器模塊的連接順序是26、29、27，并根據(jù)這一順序控制訪問操作。
雖然上述實施例中使用三個正常存儲器模塊和單個備份存儲器模塊，但是可以任意選擇正常存儲器模塊的數(shù)目和備份存儲器模塊的數(shù)目。雖然各圖中示出了單根讀取線和單根寫入線，但是可以任意選擇讀取線和寫入線的數(shù)目大于或等于1。用于控制的信號線的數(shù)目不受限制。雖然上述實施例中示出存儲器系統(tǒng)的單通道，但是可以任意選擇通道的數(shù)目。對于開關34、35和36可以選擇任何結構，只要這些開關能夠?qū)⑤斎氪行盘栆钥煽胤绞絺鬟f通過兩個輸出端之一。另外，對于傳輸方向限制門可以選擇任何結構，只要限制門在特定方向驅(qū)動信號，并且停止相反方向的信號。
雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是根據(jù)本發(fā)明的存儲器系統(tǒng)及其熱插拔方法并不限于上述實施例中所示的結構，而是可以對本文所述的本發(fā)明做出各種改變、改型或更替，這些都不會脫離本發(fā)明的精神。因此，所有這些改變、改型和更替都應該被視為處于本
權利要求
1.一種存儲器系統(tǒng)，它包括多個正常存儲器模塊，它們通過信號寫入線和信號讀取線串聯(lián)連接，用于傳送讀取/寫入數(shù)據(jù)；備份存儲器模塊；和開關電路，用于通過將所述正常存儲器模塊中的一個正常存儲器模塊隔離，并且插入所述備份存儲器模塊，以將所述備份存儲器模塊與除所述正常存儲器模塊中的一個正常存儲器模塊之外的所述正常存儲器模塊串聯(lián)連接起來，以便用所述備份存儲器模塊代替所述正常存儲器中的一個正常存儲器模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的存儲器系統(tǒng)，其中，所述開關電路包括至少一個開關器件，它具有一個輸入端和兩個輸出端，還包括至少一個傳輸方向限制器件，它具有兩個輸入端和一個輸出端；所述傳輸方向限制電路將信號傳輸限制在從它的所述兩個輸入端之一到它的所述輸出端的方向。
3.根據(jù)權利要求1所述的存儲器系統(tǒng)，其中，所述傳輸方向限制器件包括以級聯(lián)連接方式連接在第一節(jié)點處的第一和第二緩沖器，以及輸出端連接到所述第一節(jié)點的第三緩沖器。
4.一種用于在存儲器系統(tǒng)中進行熱插拔的方法，所述存儲器系統(tǒng)包括多個正常存儲器模塊、備份存儲器模塊以及用于將所述正常存儲器模塊串聯(lián)連接起來的信號寫入線和信號讀取線，所述方法包括如下步驟從正常存儲器模塊的串聯(lián)連接中隔離正常存儲器模塊之一；以及在除了被隔離的一個正常存儲器模塊之外的正常存儲器模塊的串聯(lián)連接中插入備份存儲器模塊。
全文摘要
一種存儲器系統(tǒng)，它包括串聯(lián)連接的正常存儲器模塊、備份存儲器模塊，以及用備份存儲器模塊代替各正常存儲器模塊中發(fā)生故障的存儲器模塊的開關電路。開關電路將備份存儲器模塊插入到除發(fā)生故障的正常存儲器模塊之外的正常存儲器模塊的串聯(lián)連接中。
文檔編號G06F11/16GK1838057SQ20061006798
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月27日 優(yōu)先權日2005年3月25日
發(fā)明者阿部崇 申請人:日本電氣株式會社