專利名稱：一種sas raid卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種解決SAS RAID卡掉電數(shù)據(jù)保護(hù)問題的SAS RAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今的服務(wù)器產(chǎn)品系統(tǒng)中，主流的外插SAS RAID卡已廣泛應(yīng)用，SAS RAID卡上采用動(dòng)態(tài)RAM作為數(shù)據(jù)緩存，為數(shù)據(jù)的預(yù)讀/預(yù)寫提供支持，提高數(shù)據(jù)的雙向傳輸速度，此種方式的數(shù)據(jù)緩存最大的缺點(diǎn)是在斷電以后，它所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息即隨之消失。即使瞬時(shí)斷電也會(huì)使它所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息全部丟失，這會(huì)造成RAID陣列中數(shù)據(jù)的不完整、數(shù)據(jù)失效等風(fēng)險(xiǎn)。因此采取措施以防止數(shù)據(jù)緩存RAM中的信息在斷電時(shí)丟失是必要的。因此在對(duì)包含SAS RAID卡的系統(tǒng)中，進(jìn)行服務(wù)器系統(tǒng)級(jí)的安全評(píng)估中，如何合理實(shí)現(xiàn)SAS RAID數(shù)據(jù)運(yùn)行過程中的自動(dòng)長(zhǎng)期保護(hù)是非常重要的因素之一。SAS RAID卡的緩存數(shù)據(jù)保護(hù)要求在電源發(fā)生故障或人為切斷電源時(shí)，能在電源電壓下降的過程中，自動(dòng)保護(hù)SAS RAID卡數(shù)據(jù)緩存RAM中的信息，保存后不再依賴當(dāng)前普遍采用的外置鋰電池的方式。當(dāng)電源重新恢復(fù)正常時(shí)，將原來SAS RAID卡數(shù)據(jù)緩存RAM中的信息恢復(fù)、并能有效利用數(shù)據(jù)繼續(xù)工作，即實(shí)現(xiàn)繼續(xù)對(duì)RAID陣列的持續(xù)性讀寫操作。在當(dāng)前的SAS RAID卡使用中，一般是將SAS RAID卡的內(nèi)存電源附件放置大容量電容，掉電時(shí)，利用電容的儲(chǔ)能電荷繼續(xù)給內(nèi)存顆粒供電，雖然此種方式能在一定程度上實(shí)現(xiàn)掉電的保護(hù)，但由于電容儲(chǔ)能有限，且隨著時(shí)間的推移電荷量非線性的下降，導(dǎo)致芯片端電壓下降波動(dòng)較大，無法保證數(shù)據(jù)的完整準(zhǔn)確性。盡管目前出現(xiàn)鋰電池替代放置大電容的方式，但都存在供電時(shí)間有限、芯片電壓不穩(wěn)，電源切換不平滑的問題，針對(duì)以上的問題，我們需要一種SAS RAID卡緩存數(shù)據(jù)自動(dòng)保護(hù)、且可永久性保存于閃存中的數(shù)據(jù)備份方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對(duì)SAS RAID卡緩存及外置數(shù)據(jù)閃存控制的SAS RAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，該一種SAS RAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法，包括一緩存保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元，所述數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元連接有斷電監(jiān)測(cè)單元、遠(yuǎn)程管理接口、緩存轉(zhuǎn)存橋，所述緩存轉(zhuǎn)存橋還外接鋁電解電容，其中各部分結(jié)構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容為:
斷電監(jiān)測(cè)單元:實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓的時(shí)間區(qū)域性監(jiān)測(cè)；
數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元:該單元采用單片機(jī)結(jié)構(gòu)，接收斷電監(jiān)測(cè)單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓信息的采集與監(jiān)測(cè)，完成主電電源與鋁電解電容之間的無縫平滑動(dòng)態(tài)切換；
遠(yuǎn)程管理接口:提供網(wǎng)絡(luò)接口，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理；
緩存轉(zhuǎn)存橋:緩存數(shù)據(jù)備份功能的核心，實(shí)現(xiàn)緩存數(shù)據(jù)并行同步轉(zhuǎn)存至閃存中；
鋁電解電容:為系統(tǒng)提供暫時(shí)電源； 其具體備份步驟為:
步驟一、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SAS RAID卡主電源，當(dāng)電源電壓低于正常工作電壓時(shí)，開始RAID卡緩存中的數(shù)據(jù)備份至閃存；
步驟二、在緩存?zhèn)浞輹r(shí)，接通外置的暫時(shí)電源，以便為系統(tǒng)提供電源，完成轉(zhuǎn)移過程；步驟三、采用地址空間直接映射方式進(jìn)行備份，即從緩存的基地址數(shù)據(jù)開始依次存放于閃存的首頁(yè)存儲(chǔ)區(qū)域；
步驟四、備份完成后，即可關(guān)閉整系統(tǒng)電源，數(shù)據(jù)存放于閃存中；
步驟五、系統(tǒng)上電恢復(fù)后，即可從閃存中依次讀出數(shù)據(jù)，放于緩存中即完成數(shù)據(jù)的備份保護(hù)。所述步驟一中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的詳細(xì)過程為:斷電監(jiān)測(cè)單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SAS RAID卡主電源，當(dāng)該監(jiān)測(cè)值為1.3V 1.8V、且持續(xù)時(shí)間500ms以上時(shí)，認(rèn)定系統(tǒng)正常工作；當(dāng)監(jiān)測(cè)值低于1.2V時(shí)，即認(rèn)定系統(tǒng)進(jìn)入非正常工作狀態(tài)，此時(shí)需將RAID卡緩存中的數(shù)據(jù)備份。所述斷電監(jiān)測(cè)單元采用A/DC采樣芯片。所述步驟二中的詳細(xì)供電過程為:所述鋁電解電容的容值> 500u，系統(tǒng)正常工作時(shí)，該電池處于充電狀態(tài)，備份工作啟動(dòng)后，該電容只為備份電路提供電壓，與主芯片供電線路之間斷開連接。所述數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元采用可編程微控制器。 所述緩存轉(zhuǎn)存橋控制單元采用可編程邏輯芯片。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果是:
本發(fā)明的一種SAS RAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法解決SAS RAID卡掉電數(shù)據(jù)保護(hù)問題，具有智能化、靈活兼容性與擴(kuò)展特性等特性，不僅滿足掉電數(shù)據(jù)長(zhǎng)期保護(hù)的要求，更提高了板卡的性能穩(wěn)定性。


附圖1是本發(fā)明的保存系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一種SAS RAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法作以下詳細(xì)說明。本發(fā)明提供一種SAS RAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法，來解決SAS RAID卡掉電數(shù)據(jù)保護(hù)問題。其具體結(jié)構(gòu)如附圖1所示，包括一緩存保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元，所述數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元連接有斷電監(jiān)測(cè)單元、遠(yuǎn)程管理接口、緩存轉(zhuǎn)存橋，所述緩存轉(zhuǎn)存橋還外接鋁電解電容，其中各部分結(jié)構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容為:
數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元采用通用的單片機(jī)系統(tǒng)，具體采用了 ATMEGA32可編程微控制器，通過接收斷電監(jiān)測(cè)單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓信息的采集與監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)主電電源與鋁電解電容之間的無縫平滑動(dòng)態(tài)切換；斷電監(jiān)測(cè)單元采用10位A/DC采樣芯片AD7810對(duì)SASRAID卡電源電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)采集；電源切換控制單元包括一個(gè)SI4423 MOSFET以及相關(guān)的觸發(fā)電路組成；遠(yuǎn)程管理接口單元提供網(wǎng)絡(luò)接口，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，遠(yuǎn)程管理接口單元采用W5100單片網(wǎng)絡(luò)接口芯片； 緩存轉(zhuǎn)存橋控制單元是緩存數(shù)據(jù)備份功能的核心，具體采用了 EPM240TC5N可編程邏輯芯片，實(shí)現(xiàn)緩存數(shù)據(jù)并行同步轉(zhuǎn)存至閃存中。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元是體系結(jié)構(gòu)的核心，通過接受斷電監(jiān)測(cè)單元欠壓保護(hù)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源信息的采集與監(jiān)測(cè)，并通過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)主電電源與鋁電解電容之間的無縫平滑動(dòng)態(tài)切換；遠(yuǎn)程管理接口單元連接于通用的網(wǎng)絡(luò)接口，通過網(wǎng)絡(luò)使管理員遠(yuǎn)程獲得SAS RAID卡的緩存數(shù)據(jù)備份狀態(tài)信息。其具體備份步驟為:
步驟1、RAID主芯片實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SAS RAID卡主電源1.8V，當(dāng)該監(jiān)測(cè)值低于1.2V時(shí)，即認(rèn)定系統(tǒng)進(jìn)入非正常工作狀態(tài)，此時(shí)需將RAID卡緩存中的數(shù)據(jù)備份。步驟2、在將緩存數(shù)據(jù)備份過程中，需在外置鋁電解電容的配合下為系統(tǒng)提供暫時(shí)電源，以完成數(shù)據(jù)從緩存到閃存的轉(zhuǎn)移。步驟3、為了提高數(shù)據(jù)的備份可靠性，采用地址空間直接映射方式，即從緩存的基地址數(shù)據(jù)開始依次存放于閃存的首頁(yè)存儲(chǔ)區(qū)域。步驟4、備份完成后，即可關(guān)閉整系統(tǒng)電源，數(shù)據(jù)存放于閃存中，不需外置鋰電池支持，大幅節(jié)省了系統(tǒng)搭建成本。步驟5、系統(tǒng)上電恢復(fù)后，即可從閃存中依次讀出數(shù)據(jù)，放于緩存中即完成數(shù)據(jù)的備份保護(hù)。其中步驟I中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SAS RAID卡電源，主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓的時(shí)間區(qū)域性監(jiān)測(cè)，即當(dāng)主電源1.8V低于1.3V、且持續(xù)時(shí)間500ms以上時(shí)，即認(rèn)為系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，由于對(duì)電壓的監(jiān)測(cè)時(shí)間響應(yīng)比較嚴(yán)格，采用專用ADC轉(zhuǎn)換芯片，同時(shí)采用555定時(shí)器電路觸發(fā)計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)電源的監(jiān)測(cè)，備份條件滿足時(shí)，定時(shí)電路輸出備份信號(hào)給到備份主驅(qū)動(dòng)CPLD芯片，啟動(dòng)數(shù)據(jù)備份。如步驟2所述的，在將緩存數(shù)據(jù)備份過程中，需在外置鋁電解電容的配合下為系統(tǒng)提供暫時(shí)電源，以完成數(shù)據(jù)從緩存到閃存的轉(zhuǎn)移。外置鋁電解電容需要的容值至少500u以上，系統(tǒng)正常工作時(shí)，該電池處于充電狀態(tài)，備份工作啟動(dòng)后，該電容只為備份電路提供電壓，與主芯片供電線路之間斷開連接。本發(fā)明為了提高數(shù)據(jù)塊的批量傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速恢復(fù)，從數(shù)據(jù)存取機(jī)制考慮，線性安排了緩存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分布方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速批量恢復(fù)。與SAS RAID卡的緩存數(shù)據(jù)控制結(jié)構(gòu)體系相比，這種新型的體系結(jié)構(gòu)具有智能化、靈活兼容性與擴(kuò)展特性等特性，不僅滿足掉電數(shù)據(jù)長(zhǎng)期保護(hù)的要求，更提高了板卡的性能穩(wěn)定性。除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種SAS RAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法，其特征在于:包括一緩存保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元，所述數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元連接有斷電監(jiān)測(cè)單元、遠(yuǎn)程管理接口、緩存轉(zhuǎn)存橋，所述緩存轉(zhuǎn)存橋還外接鋁電解電容，其中各部分結(jié)構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容為: 斷電監(jiān)測(cè)單元:實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓的時(shí)間區(qū)域性監(jiān)測(cè)； 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元:該單元采用單片機(jī)結(jié)構(gòu)，接收斷電監(jiān)測(cè)單元的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源電壓信息的采集與監(jiān)測(cè)，完成主電電源與鋁電解電容之間的無縫平滑動(dòng)態(tài)切換； 遠(yuǎn)程管理接口:提供網(wǎng)絡(luò)接口，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理； 緩存轉(zhuǎn)存橋:緩存數(shù)據(jù)備份功能的核心，實(shí)現(xiàn)緩存數(shù)據(jù)并行同步轉(zhuǎn)存至閃存中； 鋁電解電容:為系統(tǒng)提供暫時(shí)電源； 其具體備份步驟為: 步驟一、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SAS RAID卡主電源，當(dāng)電源電壓低于正常工作電壓時(shí)，開始RAID卡緩存中的數(shù)據(jù)備份至閃存； 步驟二、在緩存?zhèn)浞輹r(shí)，接通外置的暫時(shí)電源，以便為系統(tǒng)提供電源，完成轉(zhuǎn)移過程；步驟三、采用地址空間直接映射方式進(jìn)行備份，即從緩存的基地址數(shù)據(jù)開始依次存放于閃存的首頁(yè)存儲(chǔ)區(qū)域； 步驟四、備份完成后，即可關(guān)閉整系統(tǒng)電源，數(shù)據(jù)存放于閃存中； 步驟五、系統(tǒng)上電恢復(fù)后，即可從閃存中依次讀出數(shù)據(jù)，放于緩存中即完成數(shù)據(jù)的備份保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SASRAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟一中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的詳細(xì)過程為:斷電監(jiān)測(cè)單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SAS RAID卡主電源，當(dāng)該監(jiān)測(cè)值為1.3V 1.8V、且持續(xù)時(shí)間500ms以上時(shí)，認(rèn)定系統(tǒng)正常工作；當(dāng)監(jiān)測(cè)值低于1.2V時(shí)，即認(rèn)定系統(tǒng)進(jìn)入非正常工作狀態(tài)，此時(shí)需將RAID卡緩存中的數(shù)據(jù)備份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種SASRAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法，其特征在于:所述斷電監(jiān)測(cè)單元采用A/DC采樣芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SASRAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟二中的詳細(xì)供電過程為:所述鋁電解電容的容值> 500u，系統(tǒng)正常工作時(shí)，該電池處于充電狀態(tài)，備份工作啟動(dòng)后，該電容只為備份電路提供電壓，與主芯片供電線路之間斷開連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SASRAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元采用可編程微控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SASRAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法，其特征在于:所述緩存轉(zhuǎn)存橋控制單元采用可編程邏輯芯片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種SASRAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法，包括一緩存保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制單元、斷電監(jiān)測(cè)單元、遠(yuǎn)程管理接口、緩存轉(zhuǎn)存橋，所述緩存轉(zhuǎn)存橋還外接鋁電解電容，其具體備份步驟為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)SASRAID卡主電源，當(dāng)電源電壓低于正常工作電壓時(shí)，開始RAID卡緩存中的數(shù)據(jù)備份至閃存；在緩存?zhèn)浞輹r(shí)，接通外置的暫時(shí)電源，完成轉(zhuǎn)移過程；采用地址空間直接映射方式進(jìn)行備份；備份完成后，關(guān)閉系統(tǒng)電源，數(shù)據(jù)存放于閃存中；系統(tǒng)上電恢復(fù)后，即可從閃存中依次讀出數(shù)據(jù)。該一種SASRAID卡緩存數(shù)據(jù)永久性保護(hù)方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅滿足掉電數(shù)據(jù)長(zhǎng)期保護(hù)的要求，更提高了板卡的性能穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G06F11/14GK103093157SQ201310028450
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者劉濤 申請(qǐng)人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司