СГПИО

Последовательный ввод/вывод общего назначения (SGPIO) — это четырехсигнальная (или четырехпроводная) шина, используемая между адаптером главной шины (HBA) и объединительной платой . Из четырех сигналов три подаются от HBA и один от объединительной платы. Обычно HBA представляет собой контроллер хранилища, расположенный внутри сервера, настольного компьютера, стойки или рабочей станции, который взаимодействует с жесткими дисками или твердотельными накопителями для хранения и извлечения данных. Это считается расширением концепции ввода/вывода общего назначения (GPIO). – Спецификация SGPIO поддерживается Комитетом по малому форм-фактору в стандарте SFF-8485 . Международная интерпретация шаблона мигания указывает, как сигналы SGPIO интерпретируются в мигающие светодиоды (светодиоды) на дисковых массивах и объединительных панелях хранения данных.

История

SGPIO был разработан в результате инженерного сотрудничества между компанией American Megatrends Inc, в то время производившей объединительные платы, и LSI-Logic в 2004 году. Позднее SGPIO был опубликован комитетом SFF как спецификация SFF-8485 .

Адаптеры главной шины

Типичный адаптер главной шины с двумя разъемами 4 × iPass

Сигнал SGPIO состоит из 4 электрических сигналов; обычно он исходит от адаптера главной шины (HBA). Разъемы iPass (обычно SFF-8087 или SFF-8484) обеспечивают как электрические соединения SAS/SATA между HBA и жесткими дисками, так и 4 сигнала SGPIO.

Объединительные платы с интерфейсом шины SGPIO

Объединительная плата — это монтажная плата с разъемами и схемами питания, к которой подключаются жесткие диски; они могут иметь несколько слотов, в каждый из которых можно установить жесткий диск. Обычно объединительная панель оснащена светодиодами , которые своим цветом и активностью указывают состояние слота; обычно светодиод слота излучает определенный цвет или мигает, указывая на его текущее состояние.

Интерпретация SGPIO и схемы мигания светодиодов

Хотя многие производители оборудования определяют свои собственные схемы мигания светодиодов, общий стандарт интерпретации SGPIO и схемы мигания светодиодов можно найти в спецификации IBPI .

На объединительных панелях поставщики обычно используют 2 или 3 светодиода на слот – в обеих реализациях зеленый светодиод указывает на присутствие и/или активность – для объединительных плат с 2 светодиодами на слот второй светодиод указывает состояние, тогда как на объединительных панелях с 3 Светодиоды второй и третий обозначают Locate и Fail .

Электрические характеристики шины SGPIO

Шина SGPIO состоит из 4 сигнальных линий и начинается на HBA, называемом инициатором , и заканчивается на объединительной плате , называемой целью . Если объединительная плата (или цель ) отсутствует, HBA все равно может управлять шиной без какого-либо вреда для системы; если он существует, он может обмениваться данными с HBA по 4-му проводу.

Шина SGPIO представляет собой шину с открытым коллектором с подтягивающими резисторами сопротивлением 2,0 кОм, расположенными на HBA и задней панели. Как и на любой шине с открытым коллектором, информация передается устройствами на шине, подтягивающими линии к земле (GND) с помощью открытого Коллекторный транзистор или полевой транзистор с открытым стоком .

Сигнальные линии шины SGPIO

SClock

Шина SGPIO имеет выделенную линию синхронизации, управляемую инициатором (ее максимальная тактовая частота составляет 100 кГц), хотя во многих реализациях используются более медленные линии (обычно 48 кГц).

СЗагрузить

Эта линия синхронна с часами и используется для обозначения начала нового кадра данных; новый кадр SGPIO обозначается высоким уровнем SLoad по нарастающему фронту тактового сигнала после того, как он был низким в течение как минимум 5 тактовых циклов. Следующие 4 спадающих фронта тактовой частоты после условия запуска используются для передачи 4-битного значения от HBA к объединительной плате; определение этого значения является запатентованным и варьируется в зависимости от поставщика системы.

Сдатааут

По этой линии передаются 3 бита данных от HBA к объединительной плате: первый бит обычно передает активность ; второй бит переносит локацию ; и третий бит переносит неудачу . Низкое значение первого бита указывает на отсутствие активности , а высокое значение указывает на активность .

Сдатаин

Эта линия используется объединительной платой и указывает на некоторое состояние объединительной платы, ведущей к HBA. Высокий уровень первого бита обычно указывает на наличие диска. Два следующих бита обычно не используются и имеют низкий уровень. Поскольку эта линия будет иметь высокий уровень для всех 3 битов, когда объединительная плата не подключена, HBA может обнаружить наличие объединительной платы по тому, что второй или третий бит SDataIn будет установлен на низкий уровень.

Затем SDataIn и SdataOut повторяются с частотой 3 такта на каждый диск, пока не будет достигнут последний диск, и цикл начинается заново.

реализация SGPIO

Существуют различия в том, как реализована шина SGPIO у разных производителей адаптеров HBA и контроллеров хранения данных: некоторые поставщики отправляют непрерывный поток данных, что выгодно для быстрого обновления светодиодов на объединительной плате после отсоединения и повторного подключения кабелей, в то время как другие отправляют данные только тогда, когда есть необходимость обновить шаблон светодиодов.

Принятие спецификации SGPIO

SGPIO и спецификация SGPIO. обычно применяется и реализуется в продуктах большинства основных поставщиков адаптеров HBA и контроллеров хранения, таких как LSI , Intel , Adaptec , Nvidia , Broadcom , Marvell Technology Group и PMC-Sierra . Большинство продуктов, поставляемых с поддержкой дисков SAS и SATA, поддерживают этот стандарт.

Условия тайм-аута SGPIO

Спецификация SGPIO требует, чтобы цель отключала все индикаторы, когда SClock, SLoad и SDataOut были высокими в течение 64 мс; на практике не все поставщики последовательно следуют этому принципу. Кроме того, в реализациях некоторых производителей тактовый сигнал может время от времени останавливаться или останавливаться во время или между циклами. Еще одно, довольно непрактичное, различие между поставщиками — это состояние, в котором часы остаются после цикла.

Реализация объединительной платы шины SGPIO

Идея этой спецификации заключалась в том, чтобы иметь возможность использовать недорогие CPLD или микроконтроллеры на объединительной плате для управления светодиодами; на практике было обнаружено, что существуют различия во времени и интерпретации битов между поставщиками, поэтому простой CPLD будет работать только для конкретной реализации, тщательно протестированной с одним продуктом от одного поставщика. ^{[ нужна ссылка ]} Для этой цели более применим микроконтроллер, хотя на них не реализована 4-битная специализированная шина интерфейса SGPIO. ^{[ нужна ссылка ]} – выборка 4-битных строк с использованием битовых операций GPIO 100 кГц слишком медленная ^{[ нужны разъяснения ]} для многих недорогих микроконтроллеров, которые могут одновременно управлять светодиодом и другими функциями. Длина битового потока варьируется в зависимости от HBA или контроллера хранилища; некоторые поставщики останавливают битовый поток при достижении желаемого диска, в то время как другие синхронизируют его полностью. Битовые потоки некоторых SAS-расширителей могут иметь длину до 108 (36×3) бит.

Самая безопасная реализация, обеспечивающая совместимость между всеми поставщиками HBA и контроллеров хранения, — это использование ASIC , а именно комбинации ядра микроконтроллера с аппаратным интерфейсом SGPIO; эта концепция была запатентована ^{[ нужна ссылка ]} в 2006 году компанией AMI и реализован в серии микросхем контроллера объединительной платы под названием MG9071 , MG9072 , MG9077 и MG9082 .

Эти чипы будут получать 1 или 2 потока SGPIO и управлять светодиодами соответственно; Новейший чип от AMI, MG9077 , можно настроить с помощью подтягивающих и понижающих резисторов для адаптации к 16 различным конфигурациям шин SGPIO и соответствующего управления светодиодами. С момента появления этих чипов от AMI основные OEM-производители , включая NEC , Hitachi , Supermicro , IBM , Sun Microsystems и другие, используют их на своих объединительных платах для получения потоков SGPIO от различных поставщиков HBA и микросхем встроенных контроллеров. для последовательного управления светодиодами с заранее заданной схемой мигания.

Внешние ссылки

SFF-8485 Спецификация для последовательной шины GPIO (SGPIO)
Документы SFF (документы и спецификации)