专利名称：用于网络附连存储设备的存储扩展单元的系统和方法
用于网络附连存储设备的存储扩展单元的系统和方法
背景
由于家庭网络变得愈加盛行，也更加需要在家中对数据的集中式存储。家庭 网络附连存储设备是耦合到家中的所有计算机系统并提供集中式数据存储的单独 设备。然而，增大家庭网络附连存储设备的集中式存储容量即使可能也是非常困难 的，并且可能需要用户拆解家庭网络存储设备并安装附加的长期存储设备。
附图简述
针对示例性实施例的详细描述，现将对附图进行参考，附图中
图1示出根据至少一些实施例的计算机系统；
图2示出根据至少一些实施例的网络附连存储设备；
图3示出根据至少一些实施例的存储扩展单元；以及
图4示出根据至少一些实施例的方法。
记法和术语
某些术语在以下的说明书和权利要求书中被通篇用以指示特定系统组件。如 本领域技术人员将理解的，计算机公司可以按不同名称来称呼组件。本文不旨在区 分名称不同但功能相同的组件。在以下讨论和权利要求书中，术语"包括"和"包 含"是以可扩充的方式来使用的，并且因而应被解释为意味着"包括但不限于……"。
同样，术语"耦合"旨在意味着非直接、直接、光学或无线的电子连接。因 此，如果第一设备耦合到第二设备，则该连接可以通过直接电连接、通过经由其它 设备和连接的间接电连接、通过光学电连接、或通过无线电连接。
详细描述
以下讨论涉及各个实施例。虽然这些实施例中的一个或多个可以是优选的， 但所公开的各实施例不应被解释为或以其它方式用于限制本公开的范围和权利要 求书的范围。另外，本领域技术人员将理解，以下描述具有广泛应用，并且对任一实施例的讨论仅意味着是该实施例的示例，而并非旨在表示本公开的范围和权利要 求书的范围被限于该实施例。
图1图解根据至少一些实施例的家庭组网系统100。具体而言，家庭组网系统
100包括借助于路由器14耦合到因特网12的示例性台式计算机系统10。家庭组网 系统IOO还包括第二计算机系统，其在这种情况下是借助于路由器14耦合到因特 网12的便携式计算机16。在图1所示的各实施例中，台式计算机10通过硬连线 连接18 (例如，以太网连接)耦合到路由器，而示例性便携式计算机16无线地(例 如，IEEE 802.11、蓝牙)耦合到路由器14。然而，计算机系统可以在不考虑其便 携性的情况下以硬连线方式或无线地耦合到路由器。此外，虽然图1的系统100 仅示出一台台式计算机IO和一台便携式计算机16，但任何数目的计算机可使用任 何组网功能耦合到路由器。
图1的家庭组网系统100还包括其自己的外壳21内的网络附连存储(NAS) 设备20，网络附连存储设备20耦合到路由器14。根据至少一些实施例，网络附连 存储设备20是可为家庭组网系统100的任何计算机系统(例如，台式计算机10 或便携式计算机16)所用的存储设备和/或服务器。网络附连存储设备20可以是例 如由家庭组网系统100的各计算机生成的数据的中央贮藏室。在图1中所示的实施 例中，由网络附连存储设备20所实现的存储可被家庭组网系统的其它计算机借助 于任何合适的、目前可用的组网通信协议(例如，网际协议(IP)、传输控制协议 /网际协议(TCP/IP))、或任何后开发的组网协议来访问。
因为网络附连存储设备20被设计成用作家庭组网系统100的服务器，且可能 为了降低成本，所以根据至少一些实施例，网络附连存储设备20不支持显示设备 和/或键盘的直接耦合。因此，在某些实施例中，网络附连存储设备20不包括可耦
合到显示器的图形控制器，而且也不包括可耦合到诸如键盘和鼠标等i/o设备的输
入/输出(I/O)控制器。对于在网络附连存储设备20上执行管理而言，可以使用 家庭组网系统100中的计算机系统(例如，台式计算机10或便携式计算机16)远 程地实现管理。
图2更详细地示出网络附连存储设备20。具体而言，网络附连存储设备20 包括通过集成主桥28 (有时因其在计算机系统示图中的位置而被称为"北桥") 耦合到主存储器阵列26和各种其它组件的处理器24。处理器24借助于主机总线 30耦合到主桥28，或者主桥28可以集成到处理器24中。处理器24可以是许多可 用或后开发处理器中的一个，且因此网络附连存储设备20还可以实现其它总线配置或总线桥作为图2中所示的那些的补充或代替。
主存储器阵列26通过存储器总线32耦合到主桥28。主桥28包括存储器控制 单元，其通过发出用于存储器访问的控制信号来控制至主存储器26的事务。主存 储器阵列26用作处理器10的工作存储器并包括其中存储程序、指令以及数据的存 储器设备或存储器设备阵列。主存储器阵列26可包括任何合适类型的存储器，诸 如动态随机存取存储器(DRAM)或任何各种类型的DRAM设备，诸如同步DRAM (SDRAM )、扩展数据输出DRAM( EDODRAM )、或存储器总线DRAM( RDRAM )。
仍参考图2，网络附连存储设备还包括将一级扩展总线36桥接到诸如外围组 件互联(PCI)总线38和通用串行总线(USB) 40等各种二级扩展总线的第二桥 34。第二桥34有时因其在计算机系统示图中的位置而被称为"南桥"。只读存储 器(ROM) 42诸如通过低管脚数(LPC)总线44耦合到南桥34。 ROM42包含可 由处理器10执行以允许系统20作为网络附连存储设备来工作并且还与存储扩展单 元(以下更详细地讨论)通信的软件程序。
网络附连存储设备20还包括借助于示例性PCI总线38耦合到南桥34的硬驱 动控制器46。在替换实施例中，硬驱动控制器可以耦合到一级扩展总线36、或任 何其它当前可用或后开发的扩展总线。驱动控制器46控制长期存储设备的非易失 性存储器48，诸如硬驱动或光驱。在一些实施例中，网络附连存储设备20实现其 中家庭网络的计算机系统可以存储并检索数据和程序的单个长期存储设备。在替换 实施例中，网络附连存储设备实现独立(或经济型)驱动冗余阵列(RAID)系统， 其中写入网络附连存储设备20的数据和指令在多个非易失性存储设备之间被复制 以实现容错。
还耦合到示例性PCI总线38的是网络接口 (NI) 50。 NI 50使得网络附连存 储设备20能(通过路由器14)与家庭组网系统100上的(图1中的两个)计算机 系统通信，以使得网络附连存储设备20可充当家庭网络系统的数据和程序的中央 贮藏室。在替换实施例中，NI50的功能连同桥28和34—起被集成到主板上。
为了向用户传达关于网络附连存储设备20的状态的信息，并且给定在至少一 些实施例中网络附连存储设备20没有直接耦合的显示设备，则多个发光器件52(在 此示为发光二极管(LED))以可为用户所见的这种方式耦合到外壳21。发光器 件52也在图1中示出。驱动器电路54提供对发光器件的控制，其中驱动器电路可 从南桥34的一个或多个通用输入/输出端口 (GPIO) 56获取指令。在替换实施例 中，驱动器可耦合到并接收来自诸如LPC总线44等任何其它合适的位置的命令。发光器件52可提供任何合适的信息。例如，可能存在与网络附连存储中的长 期存储设备一一相关联的发光器件，并且发光器件可向用户可视地传达长期存储设 备的状态。在一些实施例中，与特定长期存储设备相关联的发光器件可发射蓝光以 指示该设备可操作(无论是否正被访问)，发射红光以指示设备故障，以及发射紫 光(蓝色与红色的组合)以指示该设备可被安全移除。
根据一些实施例，用户可控制发光器件52的属性。例如，通过来自示例性台 式系统10或便携式系统16的软件接口 ，用户可改变从发光器件52发射的光的强 度。强度的改变范围可从使得发光器件52更易看见(增加强度)到完全将发光器 件关闭。
仍参照图2，除了与耦合到路由器14 (图l)的NI50相关联的通信端口外， 网络附连存储设备还可包括一个或多个通信端口，其中的一些可通过外壳21(图1) 访问以耦合到附加的长期存储设备。图2图解了两个硬连线端口为在串行高级技术 附连(SATA)标准下操作的USB端口 58和端口 60 (下文仅有SATA端口 60)。 可等效地使用其它端口和操作协议，诸如无线端口和在串行附连的小型计算机系统 接口 (串行附连的SCSI或SAS)协议下操作的端口 。示例性USB端口 58和SATA 端口 60两者都适于可操作地访问耦合到这些端口的长期存储设备，但SATA端口 60尤其适合于这些动作。虽然USB端口 58可从南桥34直接驱动，但附加的驱动 控制器62可提供SATA端口 62的接口 。在替换实施例中，SATA端口 62的接口 可与南桥34集成，或者SATA端口 62的接口可由与长期存储设备48相关联的驱 动器控制器46来提供。如同SATA端口 60 —样，该端口可在任何目前可用的SATA 标准(例如，SATA 1.5千兆比特每秒(Gb/s)标准、SATA 3.0 Gb/s标准、或SATA 6.0 Gb/s)或任何后开发的SATA 准下操作。
通过示例性USB端口 58或SATA端口 60，可增大可通过网络附连存储设备 20为用户所用的存储容量。图1图解耦合到网络附连存储设备20的两个存储扩展 单元80A和80B，其中每一个存储扩展单元80具有其自己的外壳81和其自己的 电源(未具体示出)。图1图解通过硬连线连接83耦合到网络附连存储设备20(例 如，耦合到网络附连存储设备20的端口 58和60)、以及还通过无线连接85耦合 到网络附连存储设备20的存储扩展单元80，然而，在任一个系统中无需存在两种 类型的耦合。而且，虽然天线被示为在外壳21和81外部，但天线可等效地位于外 壳内部。
图3更详细地图解存储扩展单元80。具体而言，图3图解了根据至少一些实通信 端口 84耦合到网络附连存储设备20。端口扩展器82使得网络附连存储设备20能 通过多个辅助通信端口 88与多个长期存储设备86 (例如，硬驱动或光驱)通信。 虽然图3中示出了3个这样的辅助通信端口，但可使用2个或更多辅助通信端口。 在存储扩展单元80在SATA标准下操作的示例性情形中，端口扩展器电路82可 以是可从内华达州拉斯维加斯的Silicon Image(矽映)公司获得的部件号为Sil 4726 的端口扩展器电路。
诸如Sil 4726等端口扩展器电路具有某些预定义功能。例如，每一个辅助通 信端口 88可具有与之相关联的活动输出信号90。当存在与相关联辅助通信端口 88 被耦合到的长期存储设备相关的活动(例如，读或写)时，活动输出信号是活跃的。 虽然能够将活动输出信号一一耦合到与每个长期存储设备相关联的发光器件，但每 一个长期存储设备86的纯活动的表达可能与网络存储设备20的外壳管理哲学不相 一致。例如，如以上所讨论的，网络附连存储设备20的发光器件52不必传达纯设 备活动，且因此存储扩展单元80的发光器件94可传达其相关联长期存储设备是 否可操作(与是否被访问无关)；其相关联长期存储设备是否已发生故障；或者其 相关联长期存储设备是否可被安全移除。
为了在网络附连存储设备20与存储扩展单元80之间呈现一致的外壳管理操 作哲学，以及根据至少一些实施例，存储扩展单元80还包括耦合到网络附连存储 设备20的处理器92。在一些实施例中，处理器92通过端口扩展器82的主通信端 口 84耦合到网络附连存储设备20，但是可等效地使用其它耦合机制(例如，独立 通信路径)。在图3的示例性情形中，处理器92通过端口扩展器电路82的通用输 入/输出端口 93、通过端口扩展器电路82支持的辅助通信总线协议端口 95 (例如， 集成电路间(I2C)总线)、或这些的组合来耦合到端口扩展器电路82。
网络附连存储设备20将外壳管理命令传送给处理器92。处理器92进而基于 外壳管理命令实现外壳管理功能。例如，处理器92耦合到与长期存储设备86 —一 相关联的发光器件94。发光器件94也在图1中示出。根据一些实施例，网络附连 存储设备20向处理器92发送关于如何驱动发光器件94的外壳管理命令。处理器 92进而解码这些命令并相应地驱动发光器件。由此，发光器件的操作在网络附连 存储设备20与网络附连存储设备20附连至的存储扩展单元80之间相一致(例如， 蓝光用以指示该驱动可操作(无论是否正被访问)，红光用以指示驱动故障，而紫 光(蓝色与红色的组合)用以指示该设备可被安全移除)。作为由存储扩展单元80基于来自网络附连存储设备20的外壳管理命令来执 行外壳管理功能的又一个示例，考虑以上讨论的用户控制从发光器件52发射的光 的强度或亮度的能力。为了呈现一致的操作哲学，在用户命令改变从发光器件52 发射的光的强度时，网络附连存储设备20向存储扩展单元80 (具体是处理器92) 发送外壳管理命令以改变存储扩展单元80的发光器件的强度。处理器92进而驱动 和/或控制这些发光器件中的至少一些以改变强度。在与长期存储设备86相关联的 发光器件94的示例性情形中，处理器92可以对至发光器件的信号进行脉宽调制以 控制强度。在耦合到逻辑或(OR)门96的活动信号90的情形中，处理器92可向 逻辑与(AND)门98呈递脉宽调制信号，逻辑与门98进而对至发光器件100 (示 为LED)的信号进行脉宽调制，发光器件100整体示出长期存储设备的活动。通 过对信号进行脉宽调制，光的强度可被控制，甚至直至在零百分比占空比下关掉光 之时。在连接信号102被耦合到逻辑与(AND)门104的情形中，处理器92可向 逻辑与门104呈递脉宽调制信号，逻辑与门104进而对至发光器件106(示为LED) 的信号进行脉宽调制，发光器件106示出主端口 84至网络附连存储设备20的连接 的健康性。通过对信号进行脉宽调制，光的强度可被控制，甚至直至关掉灯之时。
作为由存储扩展单元80基于来自网络附连存储设备20的外壳管理命令来执 行外壳管理功能的又一个示例，考虑温度测量和控制。由于存储扩展单元80位于 专用外壳81内，因此外壳81可具有用于冷却内部组件的一个或多个风扇108。处 理器92诸如通过风扇驱动器电路110以特定速度驱动风扇。关于风扇速度作出决 策的位置各不相同。在一些实施例中，处理器92被编程为诸如通过温度传感器112 读取温度并相应地控制风扇速度。在其它实施例中，网络附连存储设备20可使用 外壳管理命令请求对温度的指示。处理器92进而读取温度并将对温度的指示发送 给网络附连存储设备。网络附连存储设备20还可通过向处理器92发送外壳管理命 令来命令风扇速度改变。风扇速度改变可响应于由处理器92发送的温度值，或者 可以是整个控制方案的一部分(例如，使来自所有存储扩展单元80的风扇都以相 同的速度操作以限制噪声可变性)。
图4图解根据至少一些实施例的方法。具体而言，该方法开始(框400)，并 随后由存储扩展单元从网络附连存储设备接收外壳管理命令(框404)。该接收可 以位于存储扩展器单元与网络附连存储设备之间的专用连接上，或嵌入其它通信， 诸如SATA端口上的通信。此后，网络附连存储设备基于外壳管理命令执行外壳 管理功能(框408)，并且该过程结束(框412)。外壳管理功能可采取多种形式。在一些实施例中，外壳管理功能是控制存储扩展单元上的发光器件模仿网络附连存 储设备上的发光器件的属性。在其它实施例中，外壳管理功能是改变由存储扩展单 元上的发光器件发射的光的颜色以指示长期存储设备的操作状态。其它示例性外壳 管理功能是由存储扩展器单元读取内部温度并将内部温度发送给网络附连存储设 备；基于外壳管理命令控制外壳风扇速度；或基于外壳管理命令使发光器件变暗。 以上讨论旨在作为本发明的原理和各实施例的说明。本领域技术人员一旦完 全理解以上公开，则多种变型和修改将变得显而易见。例如，存储扩展单元80可 耦合到来自不同制造商的网络附连存储设备，在这种情形中，可能不需要外壳管理 哲学的一致应用。在这种环境中，存储扩展单元80可独立地操作，从而与耦合到 主扩展端口 84的设备无关地执行外壳管理功能。此外，虽然示出了网络附连存储 设备20与存储扩展单元80之间的硬连线连接，但是可等效地使用这些设备之间的 无线连接。此外，图3示出了若干逻辑运算门(即，与门和或门)，但是可等效地 使用执行这些逻辑运算的任何电气电路。最后，图2将存储扩展单元80图解为包 括各种个体桥设备和互连总线的"计算机式"系统；然而，存储扩展单元80可等
效地包括片上系统(SoC)设备，以使得大部分(如果不是所有)功能是以单个集 成电路的形式实现的。所附权利要求书旨在被解释为包括所有这些变型和修改。
权利要求
1.一种存储扩展器系统(80)，包括外壳(81)；通信端口(84)，所述通信端口(84)被配置成在适于操作地访问长期存储设备的通信协议下操作；以及在所述外壳(81)内且耦合到所述通信端口(84)的端口扩展器电路(82)，所述端口扩展器电路(82)被配置成具有在所述通信协议下操作的多个辅助端口；其中所述存储扩展系统(80)被配置成通过所述通信端口(84)耦合到网络附连存储设备(20)，并且其中所述存储扩展系统(80)被配置成促进所述网络附连存储设备(20)的外部长期存储。
2. 如权利要求1所述的存储扩展器系统，其特征在于，所述通信协议是串行高级技术附连(SATA)标准。
3. 如权利要求1所述的存储扩展器系统，其特征在于，所述通信协议是串行附连的小型计算机系统接口 (串行附连的SCSI或SAS)。
4. 如权利要求1所述的存储扩展器系统，其特征在于，还包括与所述端口扩展器电路(82)的所述多个辅助端口一一耦合的多个长期存储设备(86)。
5. 如权利要求1所述的存储扩展器系统，其特征在于，还包括耦合到所述通信端口 (84)的处理器(92)，所述处理器(92)被配置成通过所述通信端口 (84)从所述网络附连存储设备(20)接收外壳管理命令，并基于所述外壳管理命令执行至少一种外壳管理功能。
6. 如权利要求1所述的存储扩展器系统，其特征在于，还包括耦合到所述通信端口 (84)的处理器(92);耦合到所述处理器(92)的发光器件(94、 100、 106);其中所述处理器(92)被配置成基于通过所述通信端口 (84)从所述网络附连存储设备(20)接收到的外壳管理命令来选择性地控制所述发光器件(94、 100、106)。
7. —种方法，包括由存储扩展器单元(80)从所述存储扩展器单元(80)被耦合到的网络附连存储设备(20)接收(404)外壳管理命令；由所述存储扩展器单元(80)基于所述外壳管理命令执行(408)外壳管理功能。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，执行所述外壳管理功能包括控制发光器件(94、 100、 106)模仿所述网络附连存储设备(20)上的发光器件的属性。
9. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，执行所述外壳管理功能还包括改变由发光器件(94、 100、 106)所发射的颜色以指示长期存储设备的操作状态。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，执行所述外壳管理功能还包括从包括以下的组中选择的至少一个由所述存储扩展器单元(80)读取内部温度并将所述内部温度发送给所述网络附连存储设备(20);基于所述外壳管理命令控制外壳风扇(108)速度；以及基于所述外壳管理命令使发光器件(94、 100、 106)变暗。
全文摘要
用于网络附连存储设备的存储扩展单元的系统和方法。示例性实施例中的至少一些是存储扩展器系统，其包括外壳(81)、通信端口(84)(通信端口(84)被配置成在适于操作地访问长期存储设备的通信协议下操作)、以及在外壳(81)内且耦合到通信端口(84)的端口扩展器电路(82)(端口扩展器电路(82)被配置成具有在该通信协议下操作的多个辅助端口)。存储扩展系统(80)被配置成通过通信端口(84)耦合到网络附连存储设备(20)，并且存储扩展系统(80)被配置成促进网络附连存储设备(20)的外部长期存储。
文档编号G06F13/10GK101681238SQ200880013749
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月25日 优先权日2007年4月30日
发明者F·C·托马斯, P·伯尔格 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业