(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202110028138.2
(22)申请日 2021.01.07
(71)申请人 牛芯半导体（深圳）有限公司
地址 518000 广东省深圳市福田区福保街
道福保社区桃花路与槟榔道交汇处西
北深九科技创业园3号楼1001
(72)发明人 杨珂 唐重林
(74)专利代理机构 深圳市隆天联鼎知识产权代
理有限公司 44232
代理人 朱黎
(51)Int.Cl.
G06F 13/40(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本申请涉及PCIE技术领域，提供了一种PCIE
交换芯片，包括保护倒换模块和被划分出的至少
中的第一指示信息，确定出现所相连主机出现异
常的第一虚拟交换区域和作为备用的第二虚拟
交换区域；对第一虚拟交换区域所对应第一寄存
器进行写操作；以及对第二虚拟交换区域所对应
第一寄存器进行写操作；在完成写操作后，触发
第二虚拟交换区域所对应的门铃寄存器向所对
应的主机发送中断信息，由此在PCIE交换芯片中
实现了保护倒换。权利要求书2页 说明书15页 附图5页CN 112799991 A 2021.05.14
C N 112799991
A
1.一种PCIE交换芯片，其特征在于，包括保护倒换模块和被划分出的至少两个虚拟交换区域，所述PCIE交换芯片中的端口被划分至各个虚拟交换区域；
所述PCIE交换芯片通过其内部的第一寄存器、第三寄存器和第二使能寄存器可以将自身划分为至少两个虚拟交换区域，一个虚拟交换通过第一寄存器、第三寄存器、第二使能寄存器指定；其中，所述第三寄存器用于指示所关联虚拟交换区域的一个端口作为该虚拟交换区域的上游端口；所述第二使能寄存器用于让第一寄存器和第三寄存器所关联的虚拟交换工作；PCIE交换芯片的每一个端口都包含一个心跳寄存器和门铃寄存器，对应上游端口的心跳寄存器称为上游心跳寄存器，对应上游端口的门铃寄存器称为上游门铃寄存器；第一寄存器，用于存储第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所关联虚拟交换区域包括的端口，所述端口包括上游端口和下游端口，所述上游端口用于连接主机，所述下游端口用于连接PCIE设备；
上游心跳寄存器，与所述上游端口相连，用于存储第二指示信息，所述第二指示信息用于指示所关联虚拟交换区域对应的主机是否出现异常情况；
门铃寄存器，用于向所述上游端口相连的主机发送中断信息，所述中断信息用于指示所相连主机根据所对应第一寄存器中存储的第一指示信息对所关联虚拟交换区域中的端口进行枚举；
保护倒换模块能对第一寄存器、第三寄存器和第二使能寄存器、心跳寄存器和门铃寄存器进行读写操作；
所述保护倒换模块被配置为：
通过读取各虚拟交换区域所对应上游心跳寄存器中的第二指示信息，确定所相连主机出现异常情况的第一虚拟交换区域和作为备用的第二虚拟交换区域；
对所述第一虚拟交换区域所关联第一寄存器进行写操作，以将所述第一虚拟交换区域所对应第一寄存器中所存储指示所述第一虚拟交换区域中下游端口的信息删除；以及对所述第二虚拟交换区域所对应第一寄存器进行写操作，以将指示所述第一虚拟交换区域中下游端口的信息添加存储至所述第二虚拟交换区域所对应第一寄存器中；
在完成写操作后，触发第二虚拟交换区域所对应的门铃寄存器向所对应的主机发送中断信息。
2.根据权利要求1所述的PCIE交换芯片，其特征在于，所述保护倒换模块包括第二寄存器，所述第二寄存器用于存储进行写操作前第一寄存器中所存储的第一指示信息；
所述保护倒换模块还被配置为：
再次读取所述第一虚拟交换区域所对应上游心跳寄存器中的第二指示信息，所述虚拟交换区域所相连主机按照第一设定周期将所对应上游心跳寄存器中的第二指示信息重置为第一状态信息，所述第一状态信息用于指示所对应虚拟交换区域对应的主机处于正常工作状态；
若所再次读取的第二指示信息为第一状态信息，从所述第二寄存器中读取第一信息和第二信息，所述第一信息是进行写操作前所述第一虚拟交换区域所对应第一寄存器中所存储的第一指示信息，所述第二信息是进行写操作前所述第二虚拟交换区域所对应第一寄存器中所存储的第一指示信息；
将所述第一虚拟交换区域所对应第一寄存器存储的第一指示信息重置为所述第一信
息和将所述第二虚拟交换区域所对应第一寄存器存储的第一指示信息重置为所述第二信息。
触发所述第一虚拟交换区域所对应门铃寄存器向所对应主机发送中断信息和触发所述第二虚拟交换区域所对应门铃寄存器向所对应主机发送中断信息。
3.根据权利要求2所述的PCIE交换芯片，其特征在于，所述保护倒换模块在读取到各虚拟交换区域所对应上游心跳寄存器存储的第二指示信息后，若所读取到的第二指示信息为第一状态信息，所述保护倒换模块将所对应上游心跳寄存器存储的第二指示信息重置为第二状态信息，并按照第二设定周期再
次读取上游心跳寄存器所存储的第二指示信息，所述第二状态信息用于指示所对应虚拟交换区域对应的主机出现异常情况，所述第一设定周期的时长不超过所述第二设定周期的时长。
4.根据权利要求1所述的PCIE交换芯片，其特征在于，所述虚拟交换区域还包括第三寄存器，所述第三寄存器用于存储第四指示信息，所述第四指示信息用于指示所在虚拟交换区域中的上游端口。
5.根据权利要求1所述的PCIE交换芯片，其特征在于，所述PCIE交换芯片还包括第一使能寄存器，所述第一使能寄存器与所述保护倒换模块相连，所述第一使能寄存器用于存储第一使能信号，所述第一使能信号用于使能所述保护倒换模块。
6.根据权利要求1所述的PCIE交换芯片，其特征在于，在确定所述第一虚拟交换区域对应的主机出现异常情况时，所述PCIE交换芯片中包括至少一个所相连主机处于正常工作状态的虚拟交换区域，只有一个所连主机处于正常工作状态的虚拟交换区域时，该虚拟交换区域确定为所述第二虚拟交换区域；
有两个或两个以上所连主机处于正常工作状态的虚拟交换区域时，所述保护倒换模块还被配置为：读取为所述PCIE交换芯片中的虚拟交换区域配置的优先级信息；
根据所述优先级信息确定所述两个或两个以上所相连主机处于正常工作状态的虚拟交换区域中优先级最高的虚拟交换区域，将所述优先级最高的虚拟交换区域确定为所述第二虚拟交换区域。
7.根据权利要求1所述的PCIE交换芯片，其特征在于，所述PCIE交换芯片还包括交叉开关模块，所述交叉开关模块用于控制连接所述PCIE交换芯片中处于同一虚拟交换区域内的端口，以使处于同一虚拟交换区域内的端口之间可以互通数据流。
8.根据权利要求1所述的PCIE交换芯片，其特征在于，所述PCIE交换芯片还包括端口复位寄存器，在所述保护倒换模块对所述第一寄存器进行写操作之前，保护倒换模块向待进行写操作的第一寄存器所在虚拟交换区域中的上游端口对应的端口复位寄存器进行写操作，以生成复位信号。
9.根据权利要求1所述的PCIE交换芯片，其特征在于，所述PCIE交换芯片上设有第一接口，所述第一接口可用于外接电可编程只读存储器，所述PCIE交换芯片内部的寄存器通过所述第一接口所外接的可编程只读存储器进行初始化加载。
10.根据权利要求9所述的PCIE交换芯片，其特征在于，所述PCIE交换芯片还包括第四寄存器，在所述虚拟交换区域中的上游端口进行复位前，所述第四寄存器向所述第一接口发送禁止加载信号，所述禁止加载信号用于指示所述第一接口禁止通过所外接的可编程只读存储器进行信息加载。
PCIE交换芯片
技术领域
[0001]本申请涉及计算机外围设备高速互联总线(P e r i p h e r a l C o m p o n e n t Interconnect Express，PCIE)技术领域，特别涉及一种PCIE交换芯片。
背景技术
[0002]在现有的多主机系统中，通过PCIE交换芯片做分区配置，即在PCIE 交换芯片处划分两个及以上的虚拟交换区域，从而多个主机可以与同一 PCIE交换芯片相连。一虚拟交换区域中的上游端口与主机相连，下游端口与PCIE设备相连，在工作过程中，主机为所在虚拟交换区域中的下游端口所相连的PCIE设备提供服务。其中，PCIE设备是指接受所在虚拟交换区域所相连主机服务的I/O设备。
[0003]在PCIE交换芯片中，不可避免地存在虚拟交换区域所相连的主机不能为该虚拟交换区域所相连的PCIE设备提供服务的情况，例如主机异常时、主机所在链路故障。由于在PCIE交换芯片中划分了至少两个虚拟交换区域，每一虚拟交换区域与一主机相连，那么，在出现一虚拟交换区域所相连的主机不能为该虚拟交换区域所相连的PCIE设备提供服务的情况时，如何借助于PCIE交换芯片中其他处于正常工作状态的虚拟交换区域所相连的主机来为出现异常的虚拟交换区域的下游端口所相连的PCIE设备提供服务，以此实现保护倒换。
发明内容
[0004]本申请的实施例提供了一种PCIE交换芯片，进而可以在PCIE交换芯片内实现保护倒换。
[0005]本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
[0006]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种PCIE交换芯片，包括保护倒换模块和被划分出的至少两个虚拟交换区域，所述PCIE交换芯片中的端口被划分至各个虚拟交换区域；
[0007]PCIE交换芯片通过其内部的第一寄存器、第三寄存器和第二使能寄存器可以将自身划分为多个虚拟交换区域，一个虚拟交换区域通过第一寄存器、第三寄存器、第二使能寄存器指定；
[0008]其中，第一寄存器，用于存储第一指示信息，所述第一指示信息用于指示所在虚拟交换区域包括的端口，所述端口包括上游端口和下游端口，所述上游端口用于连接主机，所述下游端口用于连接PCIE设备；
[0009]一个虚拟交换区域包括由一个或一个以上的端口，第三寄存器指定所关联虚拟交换区域的一个端口作为该虚拟交换区域的上游端口；
[0010]第二使能寄存器让第一寄存器和第三寄存器指定的虚拟交换工作；
[0011]此外，PCIE交换芯片的每一个端口都包含一个心跳寄存器和门铃寄存器，对应上
游端口的心跳寄存器称为上游心跳寄存器，对应上游端口的门铃寄存器称为上游门铃寄存器；
[0012]上游心跳寄存器，与所述上游端口相连，用于存储第二指示信息，所述第二指示信息用于指示所在虚拟交换区域对应的主机是否出现异常情况；
[0013]门铃寄存器，用于向所述上游端口相连的主机发送中断信息，所述中断信息用于指示所相连主机根据所对应第一寄存器中存储的第一指示信息对所在虚拟交换区域中的端口进行枚举；
[0014]保护倒换模块能对第一寄存器、第三寄存器和第二使能寄存器、心跳寄存器和门铃寄存器进行读写操作；
[0015]所述保护倒换模块被配置为：
[0016]通过读取各虚拟交换区域所对应上游心跳寄存器中的第二指示信息，确定所相连主机出现异常情况的第一虚拟交换区域和作为备用的第二虚拟交换区域；
[0017]对所述第一虚拟交换区域所对应第一寄存器进行写操作，以将所述第一虚拟交换区域所对应第一寄存器中所存储指示所述第一虚拟交换区域中下游端口的信息删除；以及对所述第二虚拟交换区域所对应第一寄存器进行写操作，以将指示所述第一虚拟交换区域中下游端口的信息添加存储至所述第二虚拟交换区域所对应第一寄存器中；
[0018]在完成写操作后，触发第二虚拟交换区域所对应的门铃寄存器向所对应的主机发送中断信息。
[0019]在本申请的一实施中，所述保护倒换模块包括第二寄存器，所述第二寄存器用于存储进行写操作前第一寄存器中所存储的第一指示信息；
[0020]所述保护倒换模块还被配置为：
[0021]再次读取所述第一虚拟交换区域所对应上游心跳寄存器中的第二指示信息，所述虚拟交换区域所相连主机按照第一设定周期将所对应上游心跳寄存器中的第二指示信息重置为第一状态信息，所述第一状态信息用于指示所对应虚拟交换区域对应的主机处于正常工作状态；
[0022]若所再次读取的第二指示信息为第一状态信息，从所述第二寄存器中读取第一信息和第二信息，所述第一信息是进行写操作前所述第一虚拟交换区域所对应第一寄存器中所存储的第一指示信息，所述第二信息是进行写操作前所述第二虚拟交换区域所对应第一寄存器中所存储的第一指示信息；
[0023]将所述第一虚拟交换区域所对应第一寄存器存储的第一指示信息重置为所述第一信息和将所述第二虚拟交换区域所对应第一寄存器存储的第一指示信息重置为所述第二信息。
[0024]触发所述第一虚拟交换区域所对应门铃寄存器向所对应主机发送中断信息和触发所述第二虚拟交换区域所对应门铃寄存器向所对应主机发送中断信息。
[0025]在本申请的一实施中，所述保护倒换模块在读取到各虚拟交换区域所对应上游心跳寄存器存储的第二指示信息后，若所读取到的第二指示信息为第一状态信息，所述保护倒换模块将所对应上游心跳寄存器存储的第二指示信息重置为第二状态信息，并按照第二设定周期再次读取上游心跳寄存器所存储的第二指示信息，所述第二状态信息用于指示所对应虚拟交换区域对应的主机出现异常情况，所述第一设定周期的时长不超过所述第二设
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