[发明专利]一种双端口PCIe SSD链路容错装置及方法

说明书

本发明公开一种双端口PCIe SSD链路容错装置及方法，所述容错装置包括包括双端口使能单元、链路预测逻辑单元、中断控制单元和smbus主从设备；双端口使能单元通过配置寄存器使能PCIe的双端口模式，链路预测逻辑单元用于实现链路状态的评估，中断控制单元以链路预测逻辑单元的输出作为输入信号，根据不同的输入结果，通过内部总线向CPU发送不同的中断请求向量信号，触发固件的异常处理程序；Smbus主从设备作为带外管理接口，用于向服务器带外管理控制器发送设备的故障请求和接收带外管理命令。本发明实现SSD主动预测链路状态，并根据链路稳定状态配置错误预警，实现备用端口切换，保证SSD访问的数据安全性。

技术领域

本发明涉及计算机通信领域，具体是一种双端口PCIe SSD链路容错装置及方法。

背景技术

随着云计算及大数据的应用普及，服务器对存储盘性能要求越来越高，基于PCIe接口的SSD正逐步取代机械盘和SATA接口的SSD。PCIe接口显著的特征在于速度更快，单通道Gen4 PCIe接口已经达到16GT/s。但是高速信号在数据通道上传输时会存在信号衰减和干扰，当数据到达接收端后，将对原始数字信号的恢复带来挑战。为了保证接收端信号的质量，PCIe协议规定了在物理层发送端和接收端分别采用链路均衡器，对信号进行补偿。进一步，当链路出现突发故障而断开后，为了保证SSD仍然可以被上层应用访问，双端口技术被应用到SSD中。双端口的意义在于SSD配置2条完全独立的数据通路，当一条通路出现故障后，另外一条通路仍然能够正常访问。常见的故障处理方案多依赖上位机实现，SSD只能被动接收端口通路切换，这样会造成上层业务端错误处理的时滞性和数据的非安全性。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种双端口PCIe SSD链路容错装置及方法，本装置和方法可以实现SSD主动预测链路状态，并根据链路稳定状态配置错误预警，实现备用端口切换，保证SSD访问的数据安全性。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种双端口PCIe SSD链路容错装置，本装置在SSD主控芯片内部实现，实现SSD链路状态的主动预测，包括双端口使能单元、链路预测逻辑单元、中断控制单元和smbus主从设备；

双端口使能单元通过配置寄存器使能PCIe的双端口模式，所有数据通道平均分为两组，每一组为一个端口，每组独立传输数据并不受另一路影响；

链路预测逻辑单元用于实现链路状态的评估，该单元将接收端数据包的ECRC和LCRC的结果作为输入信号来判断当前数据传输是否发生错误，当ECRC和LCRC校验失败时认定存在错误，启动误码率错误统计，当误码率超过阈值时认定为链路异常，并将判断结果输出给中断控制单元；

中断控制单元以链路预测逻辑单元的输出作为输入信号，根据不同的输入结果，通过内部总线向CPU发送不同的中断请求向量信号，触发固件的异常处理程序；

Smbus主从设备作为带外管理接口，用于向服务器带外管理控制器发送设备的故障请求和接收带外管理命令。

进一步的，SSD内部设置两个NVMe控制器用来配合双端口设计。

进一步的，链路预测逻辑单元包括一个缓存buffer、一个运算单元、一个阈值表和一个链路状态信号，缓存buffer用于存放错误数据，当依据ECRC和LCRC判断到有数据传输错误时，将此次错误数据缓存到该buffer内，运算单元用于将重传的正确数据与buffer中记录的错误数据进行比较，计算出错误比特个数，当误码率超过阈值时判断链路信号异常，当误码率低于阈值时，认为链路恢复正常，阈值表记录参考误码率，阈值表通过固件进行修改配置，链路状态信号记录当前两个端口的链路状态，用于链路信号质量的异常与正常切换的标识。

进一步的，通过PCIe switch实现多台主机访问SSD的效果。

本发明还公开了一种双端口PCIe SSD链路容错方法，本方法在SSD主控芯片内部实现，实现SSD链路状态的主动预测，包括以下步骤：