專利名稱：通過sas域在sata主機與sata目標裝置間通信的方法和結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及串行高級技術(shù)連接(SATA)存儲系統(tǒng)，并且更具體地說，涉及用于通過串行連接SCSI (SAS)切換構(gòu)造域?qū)ATA主機/啟動器耦接至SATA目標裝置的方法和結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
存儲系統(tǒng)通常使用高速串行通信來互連主機系統(tǒng)與存儲裝置，以實現(xiàn)較長互連線纜和較好的可靠性(較好的電氣噪聲抵抗性)。SATA是用于這種互連(尤其是具有有限數(shù)量主機(SATA啟動器)和存儲裝置(SATA目標裝置)的較低成本、較小存儲系統(tǒng))的常見通信協(xié)議和介質(zhì)。一般來說，SATA主機與單一 SATA目標裝置(例如，單一 SATA盤驅(qū)動器或單一SATA存儲系統(tǒng))直接耦接。SATA端口多路器(multiplier)準許這種架構(gòu)的某種擴展，以允許單一 SATA主機與少量SATA目標裝置耦接(即，最多16個裝置)。SATA端口復(fù)用器進一步擴展了該架構(gòu)，使得多個SATA主機能夠與單一 SATA目標裝置耦接。SATA協(xié)議沒有固有地提供針對SATA存儲架構(gòu)的這種擴展，而且端口多路器/復(fù)用器僅提供了針對基本SATA架構(gòu)的有限擴展。SAS通信介質(zhì)和協(xié)議在配置主機(SAS啟動器)與存儲裝置(SAS目標裝置)的拓撲方面固有地能夠?qū)崿F(xiàn)更多的靈活性。SAS架構(gòu)支持SAS擴展器，使得能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)切換(切換構(gòu)造)，從而將若干個SAS啟動器中的任一個與若干個SAS目標裝置中的任一個耦接。由此，SAS提供了針對較大存儲系統(tǒng)的改進靈活性和可擴展性。SAS還提供特定協(xié)議(SATA隧道協(xié)議-STP)，從而允許將SATA目標裝置連接至SAS切換構(gòu)造。支持STP的SAS啟動器(在此，還稱為STP啟動器)接著可以通過SAS構(gòu)造(SP，通過一個或多個SAS擴展器)與SATA目標裝置連接。本質(zhì)上，STP允許STP啟動器通過SAS構(gòu)造連接至所識別的SATA目標。與STP啟動器直接耦接的擴展器遵循SAS協(xié)議，利用STP，建立與所識別的SATA目標裝置的連接(即，路由)。通過SAS構(gòu)造建立了該路由，接著，利用標準SATA協(xié)議在STP啟動器與所尋址SATA目標裝置之間交換SATA信息。這允許在SAS架構(gòu)存儲系統(tǒng)中使用成本較低的SATA存儲裝置。然而，STP啟動器(例如，存儲控制器)可能比SATA啟動器更復(fù)雜且成本更高。但現(xiàn)有SAS架構(gòu)不允許SATA啟動器(SATA主機)與SAS構(gòu)造直接耦接，僅STP啟動器可以與SAS構(gòu)造耦接，以與SATA目標裝置交換信息。因此，所面臨的挑戰(zhàn)是，提供一種低成本、高性能存儲系統(tǒng)，其具有構(gòu)造的靈活性和全SAS架構(gòu)的可擴展性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述和其它問題，由此，通過提供用于經(jīng)改進的SAS擴展器來直接耦接SATA主機(SATA啟動器)與SAS構(gòu)造的方法和結(jié)構(gòu)，而提高了有用技術(shù)的狀態(tài)，所述改進的SAS擴展器支持SATA主機(SATA啟動器)與SAS構(gòu)造的耦接。該改進的SAS擴展器包括用于與SATA主機直接耦接、并由此允許通過SAS構(gòu)造在SATA主機與SATA目標裝置之間進行SATA協(xié)議交換的SATA/STP邏輯。由此，可以利用更簡單、成本更低的SATA主機和SATA目標裝置，同時獲得在構(gòu)造和可擴展性方面具有SAS架構(gòu)靈活性的優(yōu)點。而且，SATA主機可以通過SAS構(gòu)造與大量SATA目標裝置耦接，并且多個SATA主機可以與該SAS構(gòu)造耦接(與包括端口多路器和端口復(fù)用器的SATA標準相比)。在本發(fā)明的一個方面，提供了一種改進的SAS擴展器，其包括用于耦接該SAS擴展器與SATA主機的第一物理鏈路(PHY)。所述SATA主機利用SATA協(xié)議與所述擴展器交換信息。所述擴展器還包括STP連接電路，該STP連接電路可操作用于建立并管理SATA主機與SATA目標裝置之間的STP連接。本發(fā)明的另一方面提供了一種系統(tǒng)，其包括:SATA主機、一個或多個SATA目標裝置，以及耦接所述SATA主機與所述一個或多個SATA目標裝置的SAS切換構(gòu)造。所述SAS切換構(gòu)造包括具有耦接至所述SATA主機的第一物理鏈路(PHY)的至少一個第一 SAS擴展器。所述第一 SAS擴展器包括STP連接電路，該STP連接電路可操作用于建立和管理所述SATA主機與所述一個或多個SATA目標裝置中的每一個SATA目標裝置之間的STP連接。本發(fā)明的又一方面提供了一種可在改進的SAS擴展器中操作的方法。所述擴展器通過所述改進的SAS擴展器的第一物理鏈路(PHY)與SATA主機耦接。所述改進的SAS擴展器通過物理鏈路(PHY并且跨零個或更多個其它擴展器的PHY)與SATA目標裝置耦接。所述方法包括接收來自所述SATA主機的第一幀信息結(jié)構(gòu)(FIS)。所述FIS指向所述SATA目標裝置。所述方法還包括響應(yīng)于接收到第一 FIS，利用SATA隧道協(xié)議(STP)來開啟(open)針對所述SATA目標裝置的SAS連接，并且通過所開啟的SAS連接向所述SATA目標裝置發(fā)送第一 FIS。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的特征和方面的、包括用于與SATA主機直接耦接的改進的SAS擴展器的示例性存儲系統(tǒng)的框圖。圖2是提供根據(jù)本發(fā)明的特征和方面的、根據(jù)權(quán)利要求1的改進的SAS擴展器的SATA/STP連接電路的示例性附加細節(jié)的框圖。圖3至圖5是描述根據(jù)本發(fā)明的特征和方面的、用于通過改進的SAS擴展器將SATA主機直接耦接至SAS構(gòu)造的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式圖1是包括SAS切換構(gòu)造的示例性系統(tǒng)100的框圖，該SAS切換構(gòu)造至少包括改進的SAS擴展器108。擴展器108與一個或多個SATA主機102.1和102.2 (S卩，利用SATA協(xié)議操作的SATA啟動器)耦接。每一個SATA主機102.1和102.2都分別經(jīng)由SATA通信路徑150.1和150.2，分別通過對應(yīng)物理鏈路(PHY) 110.1和110.2與擴展器108直接耦接。擴展器108耦接至一個或多個SATA目標裝置104.1和104.2。所述一個或多個SATA目標裝置(104.1和104.2)可以分別經(jīng)由擴展器108的一個或多個PHYl 14.1和114.2以及通信路徑156.1和156.2與擴展器108耦接。構(gòu)造160可以包括零個或更多個其它擴展器106。該構(gòu)造的一些SAS擴展器(例如，108或106)與每一個SATA目標裝置(104.1和104.2)直接耦接。例如，SATA目標裝置104.1經(jīng)由SATA通信路徑158.1與構(gòu)造160的其它擴展器106耦接，而目標裝置104.2經(jīng)由SATA通信路徑158.2與構(gòu)造160的改進的擴展器108直接耦接。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易地認識到，可以將任何數(shù)量的SATA目標裝置與改進的擴展器108耦接，并且構(gòu)造160可以包括任何適當(dāng)數(shù)量的SAS擴展器(至少包括改進的擴展器108)。而且，任何數(shù)量的SATA主機可以各自通過擴展器108的對應(yīng)PHY與擴展器108直接耦接。擴展器108利用SATA隧道協(xié)議(STP)與SATA目標裝置104.1和104.2建立連接，并且在建立這種STP連接之后，通過SATA主機(102)與SATA目標裝置(104)之間的SAS構(gòu)造交換SATA信息。構(gòu)造160的改進的擴展器108和其它擴展器106利用STP協(xié)議建立希望的連接，以建立SAS/STP連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，在改進的SAS擴展器108與SATA目標裝置(例如，104.2)直接耦接的情況下，擴展器108可以類似地利用其內(nèi)部STP協(xié)議邏輯來建立希望的開啟的連接，或者可以旁路邏輯的某些SAS層，并且確定可以通過改進的擴展器內(nèi)的定制邏輯來建立連接。根據(jù)本發(fā)明的特征和方面，SATA主機102.1和102.2與改進的SAS擴展器108直接耦接。SATA/STP連接電路112可操作用于建立針對SATA的連接。隨著這種連接的建立，將標準SATA協(xié)議用于通過SAS切換構(gòu)造160在SATA主機102與SATA目標裝置104之間交換信息。與SAS協(xié)議不同，SATA協(xié)議沒有將協(xié)議交換限定成通過SAS構(gòu)造160來特定地開啟和關(guān)閉SATA主機與SATA目標之間的邏輯連接。由此，在操作中，連接電路112響應(yīng)于接收來自直接耦接的SATA主機102.1或102.2的第一幀信息結(jié)構(gòu)(FIS)，通過擴展器108與一個或多個SATA目標裝置104.1或104.2中的任一個之間的構(gòu)造160來開啟SAS (STP)0一旦通過連接電路112的操作開啟了該SAS(STP)連接，所接收的第一 FIS就將被轉(zhuǎn)發(fā)至所識別的SATA目標裝置(由第一所接收的FIS的字段識別)。從直接耦接的SATA主機102.1或102.2接收的后續(xù)SATA FIS或SATA原語也利用標準SATA協(xié)議，由電路112通過構(gòu)造160發(fā)送/轉(zhuǎn)發(fā)至所識別的SATA目標裝置。因為SATA協(xié)議沒有提供對連接的明確關(guān)閉，所以連接電路112可以保持用于測量SATA主機與SATA目標裝置之間沒有通過先前開啟的SAS連接交換進一步信息的空閑時段的計時器。當(dāng)該計時器的預(yù)定超時期滿時，連接電路112可以使SAS (STP)連接強制關(guān)閉，由此釋放用于要開啟的其它連接的擴展器108 (和構(gòu)造160)的資源。在處理一些交換時，SATA主機可以啟動針對所識別的SATA目標裝置的請求(如讀取請求)，并接著等待接收來自所識別的SATA目標裝置的所請求數(shù)據(jù)。在這種情況下，在預(yù)定超時時段期滿之后，連接電路112關(guān)閉先前開啟的SAS (STP)連接。當(dāng)提供所請求數(shù)據(jù)的SATA目標裝置準備返回這種數(shù)據(jù)時，連接電路112將接收來自目標裝置的SATA信息，并且將重新開啟先前關(guān)閉的、與和改進的擴展器108直接耦接的進行請求的SATA主機的SAS(STP)連接。為重新開啟SAS (STP)連接，改進的擴展器108將必要的SAS OPEN ACCEPT原語返回至SAS構(gòu)造160 (因為SATA主機102不提供這種SAS協(xié)議邏輯)。一旦重新開啟了所關(guān)閉的SAS連接，從SATA目標裝置返回的數(shù)據(jù)接著將通過構(gòu)造160轉(zhuǎn)發(fā)至SATA主機，作為一個或多個對應(yīng)FIS。下面，參照其它圖，對改進的SAS擴展器108的操作的進一步細節(jié)進行討論。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認識到，擴展器108的改進特征可以作為在每一個SATA主機102與SAS構(gòu)造160之間耦接的分離裝置實施。這種分離裝置例如可以被設(shè)計為與每一個SATA主機102耦接的“子板”，以提供該改進特征。事實上，這種分離裝置可以被實施為專用的SAS擴展器，其僅具有2個端口，S卩，用于與SATA主機直接耦接的第一端口 /PHY，和用于與SAS構(gòu)造的其余部分耦接的第二端口/PHY。而且，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，SATA/STP連接電路112可以被實施為與改進的SAS擴展器的其它功能電路集成的邏輯電路，或者可以被實施為具有該擴展器的分離電路。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易地明白這些和其它設(shè)計選擇。許多附加和等同部件可以存在于諸如改進的SAS擴展器108的全功能擴展器中。這種附加和等同部件被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知，并且在此出于使本討論簡化和簡明的目的而省略。圖2是提供根據(jù)一個示例性實施例的連接電路112的結(jié)構(gòu)的示例性附加細節(jié)的框圖。電路112可以包括與改進的擴展器的邏輯電路緊密地或松散地集成的邏輯電路，以實現(xiàn)鏈路層連接(和/或SAS和SATA協(xié)議的其它更高層協(xié)議)。連接電路112可以包括SATA協(xié)議邏輯200，該SATA協(xié)議邏輯200表示用于通過SAS擴展器的合適PHY (S卩，圖1的擴展器108的PHY110)與SATA主機裝置直接接口的任何合適邏輯/電路。在一些示例性實施例中，邏輯200可以與對應(yīng)PHY的邏輯集成。一般來說，邏輯200可以執(zhí)行任何處理，以通過路徑152利用SATA協(xié)議與附接的SATA啟動器相互作用。STP邏輯210表示用于與直接附接的SATA目標裝置或者與SAS切換構(gòu)造的一個或多個其它SAS擴展器建立連接的任何適當(dāng)?shù)倪壿?電路。在一些示例性實施例中，邏輯210可以與對應(yīng)PHY的邏輯集成。一般來說，邏輯210可操作用于利用SAS/STP協(xié)議來建立開啟的連接(或者經(jīng)由路徑154與SATA目標裝置直接耦接，或者經(jīng)由路徑154與通過SAS構(gòu)造的一個或多個其它SAS擴展器耦接的SATA目標裝置耦接)。SATA/STP連接邏輯206表示用于代表與改進的擴展器直接耦接的SATA主機，與邏輯210協(xié)作地開啟和關(guān)閉SAS (STP)連接的任何適當(dāng)?shù)倪壿?電路。一旦建立了 SAS(STP)連接，就將通過SATA協(xié)議邏輯200從SATA主機接收的SATA信息通過耦接至其的SAS切換構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)至所識別的SATA目標裝置(如虛箭頭所示)。通過SAS切換構(gòu)造從SATA目標裝置接收到的信息按相同方式利用SATA協(xié)議通過邏輯200轉(zhuǎn)發(fā)至SATA主機(也如虛箭頭所示)。當(dāng)先前開啟的連接關(guān)閉時(即，空閑時段超時)，不再傳遞SATA信息，而相反，可以使所關(guān)閉的連接重新開啟。響應(yīng)于通過邏輯200從SATA主機接收到第一 SATA FIS,路由信息邏輯202訪問映射存儲器208中的信息，以確定通過SAS構(gòu)造到達所識別的SATA目標目的地的合適路由。邏輯202還可以確定位于映射存儲器208中的準許信息指示進行請求的SATA主機已經(jīng)準許訪問所識別的SATA目標裝置。如果邏輯202確定拒絕訪問，則通過邏輯200將對FIS的適當(dāng)拒絕返回至該進行請求的SATA主機。如果邏輯202確定準許所請求訪問，則映射存儲器208中的路由信息識別用于利用STP通過SAS構(gòu)造(包括至少一個改進的擴展器)將來自SATA主機的信息引向的所識別的SATA目標裝置的恰當(dāng)SAS路由。該路由信息可以在開啟恰當(dāng)連接時被連接邏輯206利用，以允許在SATA主機與SATA目標裝置之間交換SATA信肩、O本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易地認識到，許多附加和等同部件可以存在于全操作連接電路112中。在此，為使該討論簡化和簡明，省略了這些附加和等同部件。而且，當(dāng)將電路112作為連接電路描繪并描述時，電路112的一些或全部功能可以等同地實施為由改進的SAS擴展器108的通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C所執(zhí)行的適當(dāng)編程的指令。圖3是描述根據(jù)本發(fā)明的特征和方面的、可在改進的SAS擴展器內(nèi)操作的示例性方法的流程圖。圖3的方法例如可以在上面關(guān)于圖1和2描述的改進的SAS擴展器中操作。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，圖3的方法步驟可以通過改進的SAS擴展器內(nèi)的任何合適的邏輯電路來執(zhí)行。由此，下面將圖3的步驟描述為可在圖1或2的特定邏輯組件之上或之內(nèi)操作僅意圖教導(dǎo)一種可能的示例性實施例。圖3的步驟可以通過改進的SAS擴展器的其它邏輯電路和/或編程指令來執(zhí)行，其中，其它設(shè)計選擇按另一方式分解各種功能。在步驟300，改進的擴展器接收來自直接附接的SATA主機的第一 FIS。例如，圖1和圖2的SATA/STP連接電路112，或者更具體地說，電路112的SATA協(xié)議邏輯200可以接收來自直接附接的SATA主機的FIS。認識到該FIS是針對目前不存在連接的第一接收FIS，步驟302接下來開啟針對所識別的SATA目標裝置的SAS (STP)連接。例如，圖1和圖2的電路112，或者更具體地說，圖2的邏輯/存儲器電路200到210協(xié)作以確定針對通過改進的擴展器的希望連接的適當(dāng)路由，并且通過發(fā)送適當(dāng)?shù)拈_啟地址幀(OAF)而請求開啟這樣確定的路由。該連接可以按SATA主機和SATA目標裝置兩者都直接耦接至其的構(gòu)造而全部建立在改進的SAS擴展器內(nèi)，或者可以通過還包括SAS構(gòu)造的任何數(shù)量的其它中介SAS擴展器來建立。在SATA主機和SATA目標裝置兩者都與改進的SAS擴展器直接耦接的情況下，可以支持內(nèi)部邏輯，旁路OAF的生成和發(fā)送，以執(zhí)行相同功能，而不需要嘗試通過任何傳輸介質(zhì)來引導(dǎo)SAS 0AF。當(dāng)?shù)却Ｍ腟AS開啟連接的成功完成時，改進的SAS擴展器可以將SATA HOLD原語返回至SATA主機，以延遲來自SATA主機的進一步發(fā)送，直到建立該連接為止。例如，邏輯206可以生成并經(jīng)由邏輯200和路徑152向SATA主機反向發(fā)送SATA HOLD原語，同時邏輯206和邏輯210協(xié)作以等待接受所請求的開啟連接(例如，返回來自SAS域的OPEN ACCEPT，或者來自改進的擴展器的內(nèi)部邏輯的等同接受，其中，SATA主機和目標兩者都與該擴展器直接耦接)。要與其建立開啟連接的SAS目標裝置可以通過FIS內(nèi)的被用于確定合適的SAS路由/尋址信息的信息來識別，以準許開啟SAS連接。接著，步驟304 (例如經(jīng)由SAS構(gòu)造的其它SAS擴展器(若有的話))通過所開啟的SAS (STP)連接向SATA目標裝置發(fā)送SATA第一 FIS。例如，一旦邏輯206確定已經(jīng)建立了所請求的開啟連接(STP連接)，邏輯200就可以利用如虛線所指示的標準SAS發(fā)送(即，利用通過SAS構(gòu)造建立的或者另外在改進的SAS擴展器內(nèi)建立的“隧道” STP連接)，將從SATA主機接收的第一 FIS轉(zhuǎn)發(fā)至所識別的SATA目標裝置。圖4是描述根據(jù)本發(fā)明的特征和方面的、用于在SATA主機與改進的SAS擴展器之間直接通信的另一示例性方法的流程圖。圖4的方法例如可以在如圖1和圖2描述的改進的SAS擴展器中操作。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，圖4的方法步驟(如同圖3的方法步驟)可以通過改進的SAS擴展器內(nèi)的任何合適的邏輯電路來執(zhí)行。因此，下面將圖4的步驟描述為可在圖1或圖2的特定邏輯組件之上或之內(nèi)操作僅意圖教導(dǎo)一種可能的示例性實施例。圖4的步驟可以通過改進的SAS擴展器的其它邏輯電路和/或編程指令來執(zhí)行，其中，其它設(shè)計選擇按另一方式分解各種功能。圖4的方法類似于圖3所描述的方法，但提供了針對該方法的具體示例性實施例的附加示例性細節(jié)。在步驟400，改進的SAS擴展器初始地直接在SATA主機與改進的SAS擴展器的對應(yīng)PHY之間建立SATA連接。例如，圖2的邏輯206和200可以協(xié)作以確定用于通信的適當(dāng)速度等。建立這種SATA連接可以包括SAS和SATA協(xié)議的公知特征，以初始地發(fā)現(xiàn)存在SATA主機(例如，通過SAS “發(fā)現(xiàn)”處理)，并且利用標準SATA通信技術(shù)與SAS擴展器的PHY直接耦接，以協(xié)商用于其間的通信的合適的相互支持速度。具體來說，作為SATA隧道協(xié)議處理的一部分，改進的SAS擴展器接收來自耦接至SAS構(gòu)造的每一個SATA目標裝置的“初始FIS”。直接耦接的SATA主機必須接收來自改進的SAS擴展器的某一初始FIS。由此，改進的SAS擴展器(例如，結(jié)合該改進的SAS擴展器內(nèi)的其它標準邏輯的、圖2的邏輯206和210)可以生成初始FIS (例如，指示存在SATA端口多路器)，并將所生成的初始FIS發(fā)送至直接耦接的SATA主機。在另一示例性實施例中，改進的SAS擴展器可以將從多個SATA目標裝置中的一個接收到的初始FIS之一簡單地轉(zhuǎn)發(fā)至SATA主機。步驟400的處理可以作為改進的SAS擴展器(或者基礎(chǔ)系統(tǒng))的“起始(start of day)”初始化的一方面或者在各種時刻執(zhí)行，以重置擴展器或者重新配置整個SAS域。在步驟402，改進的SAS擴展器接收從直接附接的SATA主機去往所識別的SATA目標裝置的、或者要從SATA目標裝置返回至先前連接至目標的SATA主機的FIS。例如，圖
2的邏輯200可以經(jīng)由路徑152接收來自所附接的SATA主機的這種第一 FIS。在不存在通過SATA主機與目標裝置之間的SAS構(gòu)造的已有開啟連接時，接收該FIS。當(dāng)從SATA主機接收到FIS時，該FIS包括根據(jù)SATA協(xié)議的、識別該FIS指向的特定SATA目標裝置的尋址信息。當(dāng)從SATA目標裝置接收時(例如，要返回至先前與目標連接的SATA主機的讀取數(shù)據(jù))，改進的擴展器內(nèi)的存儲信息可以指示先前已經(jīng)請求該目標返回信息的SATA主機。步驟404 (例如邏輯202并且利用圖2的存儲器208)定位存儲在改進的SAS擴展器的存儲器中的映射/準許表中的對應(yīng)條目。所定位的條目與直接附接的SATA主機和SATA目標裝置相關(guān)聯(lián)。在從SATA主機接收到FIS的情況下，所定位的條目包括指示直接附接的SATA主機是否準許訪問所識別的SATA目標裝置的準許信息。所定位的條目還包括用于識別特定SAS地址和關(guān)聯(lián)路由的路由信息，以向所識別的SATA目標裝置發(fā)送SATA信息(如通過利用STP的SAS構(gòu)造的對應(yīng)STP信息)。在所接收的FIS是來自SATA目標裝置的返回數(shù)據(jù)的情況下，所定位的條目可以是識別SATA目標裝置和SATA主機的條目，所述SATA目標裝置和SATA主機先前連接，使得SATA主機請求返回來自目標裝置的信息。如果該FIS來自SATA主機，則步驟406確定所定位的條目是否指示準許由該SATA主機訪問所識別的SATA目標裝置(舉例來說，如利用存儲器208中的信息，通過圖2的邏輯202所確定)。如果從SATA目標裝置接收到該FIS，則因SATA主機先前請求，并且授權(quán)準許訪問目標裝置(即，如通過接收來自開始與目標裝置通信的SATA主機的初始/第一 FIS而暗示)，而可以推測準許。如果未獲得準許，則步驟408通過向進行請求的SATA主機返回合適的狀態(tài)指示符(例如，通過圖2的邏輯200、202以及206的操作)來拒絕所接收的SATAFIS。如果準許SATA主機訪問所識別的SATA目標裝置，則步驟410通過根據(jù)所定位的映射表條目確定的SAS路由來開啟(或重新開啟)SATA主機與所識別的SATA目標裝置之間的SAS (STP)連接。例如，邏輯206和210可以協(xié)作以開啟(或重新開啟)針對所識別的SATA目標裝置的STP連接。利用通過SAS構(gòu)造的一個或多個SAS擴展器定向的標準SAS(STP)協(xié)議(例如，開啟地址幀-0AF)來建立開啟連接。如上所述，根據(jù)設(shè)計選擇，在改進的擴展器與SATA主機和SATA目標直接耦接的情況下，SAS連接的開啟可以通過擴展器內(nèi)的常規(guī)邏輯(例如，圖2的邏輯206)來執(zhí)行，而非完全兼容生成和處理SAS (STP)開啟連接交換。當(dāng)?shù)却ㄟ^接收來自SATA主機的第一 FIS而啟動的希望的SAS開啟連接的成功完成時，改進的SAS擴展器(例如，圖2的邏輯206到邏輯200)可以將SATA HOLD原語返回至SATA主機，以延遲來自SATA主機的進一步發(fā)送，直到建立該連接為止。在步驟414，所接收的FIS通過SAS構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)至SATA目標裝置(或者如果從目標裝置接收到FIS，則轉(zhuǎn)發(fā)至SATA主機)。例如，代表SATA主機，邏輯200可以經(jīng)由如虛線箭頭所指示的路徑154直接與所識別的SATA目標通信。步驟416和418接著可操作(大致平行地，例如，通過圖2的邏輯200和206)以通過SAS切換構(gòu)造通過開啟的SAS (STP)連接在SATA主機與SATA目標裝置之間繼續(xù)交換信息。步驟418確定是否已經(jīng)超出預(yù)定超時閾值，在其期間，沒有發(fā)生通過所開啟的SAS(STP)連接在SATA主機與所識別的SATA目標裝置之間交換信息的活動。因為SATA協(xié)議沒有提供用于明確地開啟和/或明確地關(guān)閉連接的機制，所以可以利用預(yù)定超時時段，以在空閑時強制關(guān)閉開啟的連接，由此釋放改進的SAS擴展器內(nèi)的資源(并且，更一般地說，釋放SAS構(gòu)造的資源)，以準許其它連接。在步驟418確定該預(yù)定閾值時段期滿時，步驟420關(guān)閉通過改進的SAS擴展器和SAS構(gòu)造在SATA主機與SATA目標裝置之間先前開啟的連接。當(dāng)從SATA主機接收到尋址于所識別的SATA目標裝置(同一或另一目標裝置)的另一 FIS時，或者當(dāng)SATA目標裝置準備將所請求信息返回至進行請求的SATA主機時，可以再次重復(fù)以步驟402 (標記“A”)開始的方法。圖5是描述圖4的步驟416的、用以通過開啟的連接繼續(xù)交換信息的處理的示例性附加系統(tǒng)的流程圖。在步驟500，接收來自主機去往目標或者來自SATA目標去往主機的SATA FIS或原語。在步驟502，如果連接先前已經(jīng)關(guān)閉(例如由于暫?；蚱渌鼦l件)，則重新開啟該連接。步驟504然后通過仍然開啟的連接(或現(xiàn)在重新開啟的連接)將所接收到的信息轉(zhuǎn)發(fā)到其所希望的目的地。步驟520然后重置“無活動”計時器(如上所述)，其中因為在所述SATA裝置之間沒有活動因此所述“無活動”計時器用于關(guān)閉開啟的/重新開啟的連接。步驟416的處理實質(zhì)上繼續(xù)，直到暫停出現(xiàn)以迫使連接關(guān)閉(如圖4所示)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易認識到，在諸如圖3至圖5的方法的全功能方法中的許多附加和等同步驟。在此，為使該討論簡化和簡明，省略了這種附加和等同步驟。雖然在附圖和前述描述中例示并描述了本發(fā)明，但這種例示和描述應(yīng)被視為示例性的，而非性質(zhì)上受限的。已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的一個實施例及其較小變型例。具體來說，如示例性軟件或固件實施例示出并描述的特征可以等同地實施為定制邏輯電路，反之亦然。希望保護落入本發(fā)明的精神內(nèi)的所有改變例和修改例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到落入本發(fā)明的范圍內(nèi)的上述實施例的變型例。因此，本發(fā)明不限于上面討論的具體示例和例示，而僅通過下面的權(quán)利要求書及其等同物來限制。
權(quán)利要求
1.一種改進的串行連接SCSI (SAS)擴展器(108)，該改進的SAS擴展器的特征在于，其包括: 第一物理鏈路(PHY)(110.1)，該第一物理鏈路用于耦接所述SAS擴展器與串行高級技術(shù)連接(SATA)主機(102.1 )，其中，所述SATA主機利用SATA協(xié)議與所述擴展器交換信息； SATA隧道協(xié)議(STP )連接電路(112 )，該SATA隧道協(xié)議連接電路可操作用于開啟和關(guān)閉通過所述擴展器的所述SATA主機與SATA目標裝置(104.1)之間的STP連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擴展器， 其中，所述連接電路還可操作用于響應(yīng)于接收到來自所述SATA主機、指向所述SATA目標裝置的第一幀信息結(jié)構(gòu)(FIS)，來啟動與所述SATA目標裝置的STP連接的開啟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴展器， 其中，所述連接電路還可操作用于向所述SATA主機發(fā)送一個或多個SATA HOLD原語，同時等待所述STP連接的開啟的完成，并且 其中，所述連接電路還可操作用于響應(yīng)于所述STP連接的開啟的完成，向所述SATA目標裝置發(fā)送所述第一 FIS。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴展器， 其中，所述連接電路還可操作用于響應(yīng)于在所述SATA主機與所述SATA目標裝置之間沒有信息交換的預(yù)定超時期滿，而關(guān)閉所述SATA主機與所述SATA目標裝置之間開啟的STP連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的擴展器， 其中，所述連接電路還可操作用于響應(yīng)于接收到來自所述SATA目標裝置的、要返回至所述SATA主機的信息，而重新開啟在所述SATA主機與所述SATA目標裝置之間先前關(guān)閉的STP連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的擴展器，還包括: 存儲器(208)，該存儲器用于存儲具有一個或多個條目的映射表，每一個條目都包括針對對應(yīng)的SATA目標裝置的SAS標識符， 其中，所述連接電路還可操作為響應(yīng)于接收到所述第一 FIS而訪問所述映射表條目中的一條目，來確定在所述第一 FIS中被識別為目的地的所述SATA目標裝置的SAS標識符。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的擴展器， 其中，所述映射表中的每一個條目都包括準許信息，所述準許信息指示所述SATA主機是否被準許訪問在所述第一 FIS中識別的SATA目標裝置。
8.一種可以在改進的串行連接SCSI (SAS)擴展器中操作的方法，所述擴展器通過該改進的SAS擴展器的第一物理鏈路(PHY)與串行高級技術(shù)連接(SATA)主機耦接，所述改進的SAS擴展器與SATA目標裝置耦接，所述方法的特征在于，該方法包括: 接收來自所述SATA主機、指向所述SATA目標裝置的第一幀信息結(jié)構(gòu)(FIS)； 響應(yīng)于接收到所述第一 FIS，利用SATA隧道協(xié)議(STP)來開啟針對所述SATA目標裝置的SAS連接；以及 通過所開啟的SAS連接發(fā)送所述第一 FIS。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括: 接收來自所述SATA主機的另一 SATA信息；以及通過所開啟的SAS連接向所述SATA目標裝置發(fā)送所述另一 SATA信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括: 通過所開啟的SAS連接接收來自所述SATA目標裝置的另一 SAS信息:以及 通過所開啟的SAS連接向所述SATA主機發(fā)送所述另一 SATA信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括: 在所述改進的SAS擴展器的存儲器中存儲的表中定位一條目，所述條目對應(yīng)于所述SATA主機并且對應(yīng)于所述SATA目標裝置；以及 根據(jù)所定位的條目確定利用STP通過所述一個或多個其它SAS擴展器來訪問所述SATA目標裝置的路由信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括: 根據(jù)所定位的條目確定指示準許所述SATA主機訪問所述SATA目標裝置的準許信息；以及 響應(yīng)于確定所述SATA主機被拒絕訪問所述SATA目標裝置而拒絕第一 SATA FIS0
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括: 響應(yīng)于在所述SATA主機與所述SATA目標裝置之間沒有信息交換的預(yù)定超時期滿，而關(guān)閉所述SATA主機與所述SATA目標裝置之間所開啟的連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過SAS域在SATA主機與SATA目標裝置間通信的方法和結(jié)構(gòu)。提供了通過SAS構(gòu)造和改進的SAS擴展器直接耦接SATA主機與SATA目標裝置的方法和結(jié)構(gòu)。改進的SAS擴展器包括SATA/STP連接邏輯，響應(yīng)于在未開啟連接時接收到來自主機或目標的FIS，開啟直接附接的SATA主機與SATA目標裝置之間的SAS(STP)連接。所開啟連接在所連接主機與目標之間不活動的預(yù)定超時時段期滿后關(guān)閉。可利用更簡單、成本更低的SATA主機和SATA目標裝置并在構(gòu)造和可擴展性方面獲得SAS架構(gòu)靈活性的優(yōu)點。SATA主機可通過SAS構(gòu)造與大量SATA目標裝置耦接，且多個SATA主機可與SAS構(gòu)造耦接。
文檔編號G06F3/06GK103186498SQ20121022080
公開日2013年7月3日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者L·E·米凱伊, C·D·亨利 申請人:Lsi公司