发明名称 互斥或电路、一种能回复复数故障的硬碟阵列装置及其方法
摘要 本发明系关于一种互斥或电路(XOR)、一种能回复复数个硬碟故障的磁碟阵列装置(RAID device)及其方法,该互斥或电路中使用2组以上含有格瓦域(Galois Field)引擎的资料回复电路,能高效率产生同位元(parity)资讯及有高效率资料流路径的装置,且能同时于运转中重建三个以上硬碟故障所遗失的资料的磁碟阵列装置。
申请公布号 TWI285313 申请公布日期 2007.08.11
申请号 TW094120864 申请日期 2005.06.22
申请人 世仰科技股份有限公司 发明人 蔡文森;林宏棋;朱奉昇
分类号 G06F12/00(2006.01);G06F12/16(2006.01) 主分类号 G06F12/00(2006.01)
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中山区中山北路3段27号13楼
主权项 1.一种互斥或电路(XOR),其包括: 一互斥或直接存取单元(XOR DMA unit),用于自一直接 存取滙流排上存取一资料; 复数个格瓦域资料回复电路(Galois field data recovery circuit),用于将该资料利用格瓦域算法(Galois field arithmetic)产生一同位元(parity)及一已回复资料,以 计算出一已毁损的资料的该已回复资料,并输出一 格瓦输出资料; 一第一互斥或元件,用以接收该复数个格瓦域资料 回复电路的该格瓦输出资料输入至该第一互斥或 元件,具有一第一互斥或输出端及复数个第一互斥 或输入端,以产生出一互斥或输出资料并传送至该 互斥或直接存取单元;以及 一互斥或暂存器组,根据来自一命令滙流排的一控 制信号以控制该互斥或直接存取单元。 2.如申请专利范围第1项所述的互斥或电路,其中, 该格瓦域资料回复电路包括复数组格瓦域资料回 复单元,该一组格瓦域资料回复单元包括: 一格瓦域引擎电路(Galois field engine),该格瓦域引擎 电路执行格瓦域乘法与与格瓦域除法,具有一引擎 输入端及一引擎输出端,该引擎输入端电连接至该 互斥或直接存取单元; 一第二互斥或元件,其具有一第一元件输入端、一 第二元件输入端及一第二互斥或输出端,该第一元 件输入端电连接至该引擎输出端; 一多工器,其具有第一多二器输入端、第二多工器 输入端及多工器输出端,该第一多工器输入端电连 接至该引擎输出端且,该第二多工器输入端电连接 至该第二互斥或输出端; 一互斥或缓冲器,具有一缓冲器输入端及一缓冲器 输出端,该缓冲器输入端电连接至该多工器输出端 ,该缓冲器输出端电连接至该第二元件输入端及第 一互斥或元件之输入端,该互斥或缓冲器用于储存 一同位元或已回复资料,该格瓦域资料回复电路用 于计算出复数同位元(multiple parity calculation)。 3.如申请专利范围第2项所述的互斥或电路,其中, 该互斥或缓冲器是SRAM。 4.如申请专利范围第2项所述的互斥或电路,其中, 该互斥或缓冲器是DRAM。 5.一种能回复复数故障的硬碟阵列装置(RAID device), 其包括: 一主机控制器,具有一用于接收主机指令的指令暂 存器; 一个以上硬碟控制器(disk controller),具有一时序控 制暂存器及一IDE埠暂存器; 一如申请专利范围第1项所述之互斥或电路,用于 执行互斥运算; 一直接记忆体存取控制器(DMA controller),用于裁决 一内部滙流排以供直接存取;以及 一区域记忆体,用于储存来自该内部滙流排之资料 。 6.如申请专利范围第4项之能回复复数故障的硬碟 阵列装置,其中该直接记忆体存取控制器具有一DMA 位址暂存器、计数暂存器及复数个控制暂存器。 7.一种能回复复数故障的硬碟阵列装置(RAID device) 上存取资料的方法,其包括下列步骤: (4)一电脑主机装置向一硬碟阵列控制器(RAID controller)发出一存取要求; (5)若该存取要求是写入的话,则 (2a)自该电脑主机装置复制一新资料至一区域记忆 体内; (2b)将该新资料写入至一硬碟装置内; (2c)自一内部滙流排上取得在该内部滙流排上的该 新资料; (2d)该互斥电路产生一新的同位元(parity)且储存在 一互斥或缓冲器中; (2e)将该新的同位元储存在该区域记忆体内; (2f)将该新的同位元写入复数个硬碟装置内;以及 (6)若该存取要求是读取的话,则 (3a)将旧的资料及旧的同位元自硬碟装置复制至该 区域记忆体内; (3b)自该内部滙流排上取得在该内部滙流排上的该 新资料; (3c)回复受损的资料且储存已回复的资料于该互斥 或缓冲器中; (3d)将该已回复的资料储存在该区域记忆体内; (3e)自该区域记忆体取回该旧的资料及该已回复的 资料。 8.如申请专利范围第7项所述之方法,其中,在步骤(2 c)中是用如申请专利范围第1项的一互斥或电路自 一内部滙流排上取得在该内部滙流排上的该新资 料。 9.如申请专利范围第7项所述之方法,其中,在步骤(2 d)中是用如申请专利范围第1项的一互斥或电路产 生一新的同位元(parity)且储存在一互斥或缓冲器 中。 10.如申请专利范围第7项所述之方法,其中,在步骤( 3b)中是用如申请专利范围第1项的一互斥或电路自 一内部滙流排上取得在该内部滙流排上的该新资 料。 11.如申请专利范围第7项所述之方法,其中,在步骤( 3c)中是用如申请专利范围第1项的一互斥或电路回 复受损的资料且储存已回复的资料于一互斥或缓 冲器中。 12.如申请专利范围第7项所述之方法,其中,该电脑 主机装置是一个人电脑。 13.如申请专利范围第7项所述之方法,其中,该电脑 主机装置是一伺服器。 14.如申请专利范围第7项所述之方法,其中,该区域 记忆体是SRAM。 15.如申请专利范围第7项所述之方法,其中,该区域 记忆体是DRAM。 16.如申请专利范围第7项所述之方法,其中,该硬碟 装置是透过IDE channel的ATA-133硬碟(hard-drive)。 17.如申请专利范围第7项所述之方法,其中,该内部 滙流排具有命令滙流排(CMD bus)及直接记忆体存取 滙流排(DMA bus)。 18.如申请专利范围第7项所述之方法,其中,在步骤( 3e)中该电脑主机装置自该区域记忆体取回该旧的 资料及该已回复的资料。 图式简单说明: 第一图(a)中显示一传统的RAID资料储存装置的电路 图。 第一图(b)是传统的RAID资料储存装置的操作流程图 。 第二图(a)是传统的RAID资料储存装置的写入操作的 资料流动图。 第二图(b)是传统的RAID资料储存装置的读取操作的 资料流动图。 第二图(c)是传统的RAID控制器操作方法之流程图。 第三图(a)是普通模式下本发明的RAID资料储存装置 的写入操作的资料流动图。 第三图(b)是普通模式下本发明的RAID资料储存装置 的读取操作的资料流动图。 第三图(c)是普通模式下本发明的RAID控制器操作方 法之流程图。 第四图(a)是最佳化下模式下本发明的RAID资料储存 装置的写入操作的资料流动图。 第四图(b)是最佳化模式下本发明的RAID资料储存装 置的读取操作的资料流动图。 第四图(c)是最佳化模式下本发明的RAID控制器操作 方法之流程图。 第五图是本发明的RAID资料储存装置的一具体实例 的电路图。 第六图是本发明的RAID ASIC晶片的使用状态图。 第七图是第六图的部份详细方块图。 第八图是本发明1KB互斥或运算下的时序图。 第九图本发明运转中三同位元电路的电路方块图 。 第十图是本发明三同位元运算下的时序图。
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