CN109062600B - 一种固态硬盘内固件在线升级的实现方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种固态硬盘内固件在线升级的实现方法，应用于固态硬盘，包括：接收主机发送的固件升级命令；当判断出固态升级命令中的镜像文件完整时，保存镜像文件；设置固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态；根据PCIe Unit的报文接收状况判断CRS状态是否设置成功；若是，则读写镜像文件至固态硬盘的各个CPU中。可见，该方法能够在对SSD不需要做下电再上电处理的情况下替换SSD固件，进而保证企业设备的正常运转以及服务和业务的持续可用。本申请还提供一种固态硬盘内固件在线升级的实现系统、固态硬盘及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

Description

一种固态硬盘内固件在线升级的实现方法及系统

技术领域

本申请涉及SSD技术领域，特别涉及一种固态硬盘内固件在线升级的实现方法、系统、固态硬盘及计算机可读存储介质。

背景技术

固件(FW，Firmware)升级是指替换SSD(Solid State Disk，固态硬盘)内的固件，通过固件的替换可以完善SSD功能、增强SSD稳定性、修补SSD漏洞，但普通的固件升级需要对SSD做下电再上电处理，就需要对主机进行关机和重启操作。在真正的使用场景中，这种要求往往意味着服务的暂停以及业务的中断，对企业来说意味着品牌的负面影响和直接的经济损失。

因此，如何在对SSD不需要做下电再上电处理的情况下替换SSD固件，进而保证企业设备的正常运转以及服务和业务的持续可用是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种固态硬盘内固件在线升级的实现方法、系统、固态硬盘及计算机可读存储介质，能够在对SSD不需要做下电再上电处理的情况下替换SSD固件，进而保证企业设备的正常运转以及服务和业务的持续可用。

为解决上述技术问题，本申请提供一种固态硬盘内固件在线升级的实现方法，应用于固态硬盘，包括：

接收主机发送的固件升级命令；

当判断出所述固态升级命令中的镜像文件完整时，保存所述镜像文件；

设置所述固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态；

根据所述PCIe Unit的报文接收状况判断所述CRS状态是否设置成功；

若是，则读写所述镜像文件至所述固态硬盘的各个CPU中。

优选地，保存所述镜像文件之后，还包括：

设置需要升级标志位；

当接收到所述主机发送的复位命令后，检查所述需要升级标志位是否置位；

若是，则执行所述设置所述固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态的步骤。

优选地，设置需要升级标志位和当接收到所述主机发送的复位命令后，检查所述需要升级标志位是否置位之间，还包括：

所述主机卸载所述固态硬盘对应的块设备；

所述主机加载所述块设备。

优选地，该固态硬盘内固件在线升级的实现方法，还包括：

定时接收所述主机发送的轮询命令。

优选地，读写所述镜像文件至所述固态硬盘的各个CPU中之后，还包括：

执行所述镜像文件对应的固件；

控制所述固件将所述CRS状态更改为非CRS状态。

本申请还提供一种固态硬盘内固件在线升级的实现系统，应用于固态硬盘，包括：

固件升级命令接收模块，用于接收主机发送的固件升级命令；

镜像文件保存模块，用于当判断出所述固态升级命令中的镜像文件完整时，保存所述镜像文件；

状态设置模块，用于设置所述固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态；

状态设置成功判断模块，用于根据所述PCIe Unit的报文接收状况判断所述CRS状态是否设置成功；

镜像文件读写模块，用于若所述CRS状态设置成功，则读写所述镜像文件至所述固态硬盘的各个CPU中。

优选地，该固态硬盘内固件在线升级的实现系统，还包括：

标志位设置模块，用于设置需要升级标志位；

置位检查模块，用于当接收到所述主机发送的复位命令后，检查所述需要升级标志位是否置位；

所述状态设置模块具体为当所述需要升级标志位置位时，设置所述PCIe Unit的状态为所述CRS状态。

优选地，该固态硬盘内固件在线升级的实现系统，还包括：

固件执行模块，用于执行所述镜像文件对应的固件；

控制模块，用于控制所述固件将所述CRS状态更改为非CRS状态。

本申请还提供一种固态硬盘，包括：

存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现上述所述的固态硬盘内固件在线升级的实现方法的步骤。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的固态硬盘内固件在线升级的实现方法的步骤。

本申请所提供的一种固态硬盘内固件在线升级的实现方法，应用于固态硬盘，包括：接收主机发送的固件升级命令；当判断出所述固态升级命令中的镜像文件完整时，保存所述镜像文件；设置所述固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态；根据所述PCIe Unit的报文接收状况判断所述CRS状态是否设置成功；若是，则读写所述镜像文件至所述固态硬盘的各个CPU中。

该方法中固态硬盘接收主机发送的固件升级命令后，当判断出该固件升级命令中的镜像文件完整时，保存所述镜像文件。设置固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态，当根据PCIe Unit的报文接收状况判断CRS状态设置成功后，读写所述镜像文件至所述固态硬盘的各个CPU中即完成固件的升级。可见，该方法能够在对SSD不需要做下电再上电处理的情况下替换SSD固件，进而保证企业设备的正常运转以及服务和业务的持续可用。本申请还提供一种固态硬盘内固件在线升级的实现系统、固态硬盘及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种固态硬盘内固件在线升级的实现方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的一种固态硬盘内固件在线升级的实现系统的结构框图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种固态硬盘内固件在线升级的实现方法，能够在对SSD不需要做下电再上电处理的情况下替换SSD固件，进而保证企业设备的正常运转以及服务和业务的持续可用。本申请的另一核心是提供一种固态硬盘内固件在线升级的实现系统、固态硬盘及计算机可读存储介质。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

固件升级即替换SSD内的固件，现有技术中为SSD内新固件的生效争取时间，需要对SSD做下电再上电处理，就需要对主机进行关机和重启操作。在真正的使用场景中，这种要求往往意味着服务的暂停以及业务的中断，对企业来说意味着品牌的负面影响和直接的经济损失。本申请实施例通过将SSD内PCIe Unit的状态设置为CRS(ConfigurationRequest Retry Status，配置命令请求重试状态)状态，为SSD内新固件的生效争取了时间，能够在对SSD不需要做下电再上电处理的情况下在线升级(UPDOL，Update Online)SSD固件，进而保证企业设备的正常运转以及服务和业务的持续可用。故本申请实施例的执行主体为固态硬盘，具体请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种固态硬盘内固件在线升级的实现方法的流程图，该固态硬盘内固件在线升级的实现方法具体包括：

S101、接收主机发送的固件升级命令。

固态硬盘由存储单元和控制单元组成，控制单元又由多个CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)和辅助硬件单元组成。在此对CPU和辅助硬件单元的数量均不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定。在准备进行固件升级之前，固态硬盘会接收主机发送的固件升级命令。该固件升级命令中的镜像文件由文件头、各CPU预替换的执行逻辑及校验码组成，各CPU预替换的执行逻辑通常会被打包成一个数据包。

S102、当判断出固态升级命令中的镜像文件完整时，保存镜像文件。

固态硬盘接收主机发送的固件升级命令后，当判断出固态升级命令中的镜像文件完整时，保存镜像文件。在此对判断上述镜像文件是否完整的方法不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定，通常利用CRC校验的方式判断镜像文件是否完整。具体的，主机对镜像文件中的数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，固态硬盘接收到镜像文件后也对镜像文件中的数据执行相同的算法，也得到一个结果。再判断该结果与上述主机得到的结果是否一致，若结果一致，则镜像文件完整；若结果不一致，则镜像文件不完整。

除了上述的CRC校验的方式，通常还有奇偶校验法及累加和校验法。所谓奇偶校验就是在发送的每一个字节后都加上一位，使得每个字节中“1”的个数为奇数个或偶数个。比如主机发送的字节是0x1a，二进制表示为0001 1010。采用奇校验，则在数据后补上个0，数据变为0001 1010 0，数据中“1”的个数为奇数个(3个)；采用偶校验，则在数据后补上个1，数据变为0001 1010 1，数据中1的个数为偶数个(4个)。固态硬盘通过计算数据中“1”个数是否满足奇偶性来确定数据是否有错，进而判断镜像文件是否完整。所谓累加和校验就是在一次通讯数据包的最后加入一个字节的校验数据。这个字节内容为前面数据包中全部数据的字节累加和。例如：主机要传输的信息为：6、23、4，加上校验数据后的信息为：6、23、4、33，此处的“33”为前三个字节的累加和。固态硬盘收到全部数据后对前三个数据进行同样的累加计算，如果累加和与最后一个字节相同的话就认为传输的数据没有错误即镜像文件完整。

利用上述方法，若判断出镜像文件完整，则保存镜像文件。在此对镜像文件保存的位置不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定，通常将镜像文件保存到DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存取器)中的预设位置。若判断出镜像文件不完整，对于这种情况不作具体限定，通常固态硬盘会给主机返回失败信息并终止执行后续操作。

S103、设置固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态。

固态硬盘在保存镜像文件后，会设置固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态。已知控制单元由多个CPU和辅助硬件单元组成，而PCIe Unit就是辅助硬件单元中的一个，负责接收并处理SSD收到的所有PCIe(Peripheral Component Interconnect Express，外围器件互联)报文。在此对接收到的PCIe报文的种类不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定，可以是物理层报文、链路层报文及事务层报文。此外，设置PCIe Unit的状态为CRS状态的过程也不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定。

S104、根据PCIe Unit的报文接收状况判断CRS状态是否设置成功。

固态硬盘在设置固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态后，根据PCIe Unit的报文接收状况判断CRS状态是否设置成功。已知PCIe Unit负责接收并处理SSD收到的所有PCIe报文，若PCIe Unit在接收主机发送的PCIe报文后，等待预设时间后再次接收到相同的报文，则说明CRS状态设置成功。在此对预设时间的时长不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定，例如可以为1分钟。对于上述PCIe Unit的报文接收状况之外的报文接收状况不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定，均视为CRS状态没有设置成功。

S105、若CRS状态设置成功，则读写镜像文件至固态硬盘的各个CPU中。

固态硬盘在成功设置PCIe Unit的状态为CRS状态后，读写镜像文件至固态硬盘的各个CPU中。在CRS状态下，PCIe Unit在接收主机发送的PCIe报文后，等待预设时间后再次接收到相同的报文，以此为读写镜像文件至固态硬盘的各个CPU中争取时间。具体的，SSD从上述保存镜像文件的DRAM的预设位置将镜像文件读取出来，再写入到各个CPU的IRAM(Instruction Random Access Memory，指令随机存取器)中。

本实施例中固态硬盘接收主机发送的固件升级命令后，当判断出该固件升级命令中的镜像文件完整时，保存镜像文件。设置固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态，当根据PCIe Unit的报文接收状况判断CRS状态设置成功后，读写镜像文件至固态硬盘的各个CPU中即完成固件的升级。可见，该方法能够在对SSD不需要做下电再上电处理的情况下替换SSD固件，进而保证企业设备的正常运转以及服务和业务的持续可用。

基于上述实施例，本实施例中保存镜像文件之后，通常还包括：设置需要升级标志位；当接收到主机发送的复位命令后，检查需要升级标志位是否置位；若是，则执行设置固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态的步骤。在此对设置需要升级标志位的对象不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定，通常将CPU中当前固件的变量当作需要升级标志位且将需要升级标志位置1，表示正在升级。SSD接收到主机发送的复位命令后，检查需要升级标志位是否置位即检查需要升级标志位是否还是置1。在此对主机发出复位命令的过程不作具体限定，通常主机在开始加载SSD对应的块设备时发出复位命令。若需要升级标志位还是置1，则设置固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态；若需要升级标志位不是置1，SSD执行相应的操作，具体为何种操作不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定，例如可以直接结束。进一步地，SSD通常会定时接收主机发送的轮询命令，对于主机何时发送轮询命令在此不作具体限定。通常在主机发送复位命令给SSD后，每隔预设时间发送轮询命令检测SSD的状态，主要是检测SSD是否进入正常运行状态，SSD定时接收主机发送的轮询命令后也会响应主机，反馈给主机自身的状态信息。在此对预设时间的时长不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定，例如预设时间的时长为1秒钟。

基于上述实施例，本实施例中设置需要升级标志位和当接收到主机发送的复位命令后，检查需要升级标志位是否置位之间，通常还包括：主机卸载固态硬盘对应的块设备；主机加载块设备。所谓块设备就是i/o设备中的一类，是将信息存储在固定大小的块中，每个块都有自己的地址。在此对块的大小不作具体限定，应由本领域技术人员根据实际情况作出相应的设定，块的大小可以为512字节。在大多数的UNIX操作系统中，块设备支持以块为单位的访问方式，不支持以字节为单位的访问方式。对SSD内固件进行在线升级的时候，通常需要先卸载SSD对应的块设备再加载该块设备，加载SSD对应的块设备就是对SSD进行初始化，主要是因为SSD内部的逻辑发生了变化。在加载开始的时候，主机通常会发送复位命令给SSD，SSD接收到主机发送的复位命令后，检查需要升级标志位是否置位。主机只是卸载目标SSD对应的块设备，但并不卸载其他SSD对应的块模块。块设备是由SSD对应的管理单元组成，加载块设备完成即管理单元初始化完毕。

基于上述任意实施例，本实施例中读写镜像文件至固态硬盘的各个CPU中之后，通常还包括：执行镜像文件对应的固件；控制固件将CRS状态更改为非CRS状态。具体地，SSD整体复位，CPU和几乎所有辅助硬件单元都被复位，但是只有PCIe Unit不会被复位，继续保持在CRS状态；CPU开始执行镜像文件对应的固件，固件会将PCIe Unit的状态更改为非CRS状态即正常状态，开始正常处理PCIe报文。此外，固件初始化完毕后，主机会通过轮询命令发现SSD已经进入正常运行状态，继续加载该SSD并最终完成，该SSD重新进入可用状态。

下面对本申请实施例提供的一种固态硬盘内固件在线升级的实现系统、固态硬盘及计算机可读存储介质进行介绍，下文描述的固态硬盘内固件在线升级的实现系统、固态硬盘及计算机可读存储介质与上文描述的固态硬盘内固件在线升级的实现方法可相互对应参照。

请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种固态硬盘内固件在线升级的实现系统的结构框图；该固态硬盘内固件在线升级的实现系统包括：

固件升级命令接收模块201，用于接收主机发送的固件升级命令；

镜像文件保存模块202，用于当判断出固态升级命令中的镜像文件完整时，保存镜像文件；

状态设置模块203，用于设置固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态；

状态设置成功判断模块204，用于根据PCIe Unit的报文接收状况判断CRS状态是否设置成功；

镜像文件读写模块205，用于若CRS状态设置成功，则读写镜像文件至固态硬盘的各个CPU中。

基于上述实施例，该固态硬盘内固件在线升级的实现系统通常还包括：

标志位设置模块，用于设置需要升级标志位；

置位检查模块，用于当接收到主机发送的复位命令后，检查需要升级标志位是否置位；

状态设置模块具体为当需要升级标志位置位时，设置PCIe Unit的状态为CRS状态。

基于上述实施例，该固态硬盘内固件在线升级的实现系统通常还包括：

块设备卸载模块，用于主机卸载固态硬盘对应的块设备；

块设备加载模块，用于主机加载块设备。

基于上述实施例，该固态硬盘内固件在线升级的实现系统通常还包括：

轮询命令接收模块，用于定时接收主机发送的轮询命令。

基于上述任意实施例，该固态硬盘内固件在线升级的实现系统通常还包括：

固件执行模块，用于执行镜像文件对应的固件；

控制模块，用于控制固件将CRS状态更改为非CRS状态。

本申请还提供一种固态硬盘，包括：

存储器和处理器；其中，存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述任意实施例的固态硬盘内固件在线升级的实现方法的步骤。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意实施例的固态硬盘内固件在线升级的实现方法的步骤。

该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的系统而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的一种固态硬盘内固件在线升级的实现方法、固态硬盘内固件在线升级的实现系统、固态硬盘以及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种固态硬盘内固件在线升级的实现方法，应用于固态硬盘，其特征在于，包括：

接收主机发送的固件升级命令；

当判断出所述固态升级命令中的镜像文件完整时，保存所述镜像文件；

设置所述固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态；

根据所述PCIe Unit的报文接收状况判断所述CRS状态是否设置成功；

若是，则读写所述镜像文件至所述固态硬盘的各个CPU中；

其中，所述CRS状态为配置命令请求重试状态。

2.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，保存所述镜像文件之后，还包括：

设置需要升级标志位；

当接收到所述主机发送的复位命令后，检查所述需要升级标志位是否置位；

若是，则执行所述设置所述固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态的步骤。

3.根据权利要求2所述的实现方法，其特征在于，设置需要升级标志位和当接收到所述主机发送的复位命令后，检查所述需要升级标志位是否置位之间，还包括：

所述主机卸载所述固态硬盘对应的块设备；

所述主机加载所述块设备。

4.根据权利要求1所述的实现方法，其特征在于，还包括：

定时接收所述主机发送的轮询命令。

5.根据权利要求1至4任一项所述的实现方法，其特征在于，读写所述镜像文件至所述固态硬盘的各个CPU中之后，还包括：

执行所述镜像文件对应的固件；

控制所述固件将所述CRS状态更改为非CRS状态。

6.一种固态硬盘内固件在线升级的实现系统，应用于固态硬盘，其特征在于，包括：

固件升级命令接收模块，用于接收主机发送的固件升级命令；

镜像文件保存模块，用于当判断出所述固态升级命令中的镜像文件完整时，保存所述镜像文件；

状态设置模块，用于设置所述固态硬盘中的PCIe Unit的状态为CRS状态；

状态设置成功判断模块，用于根据所述PCIe Unit的报文接收状况判断所述CRS状态是否设置成功；

镜像文件读写模块，用于若所述CRS状态设置成功，则读写所述镜像文件至所述固态硬盘的各个CPU中；

其中，所述CRS状态为配置命令请求重试状态。

7.根据权利要求6所述的实现系统，其特征在于，还包括：

标志位设置模块，用于设置需要升级标志位；

置位检查模块，用于当接收到所述主机发送的复位命令后，检查所述需要升级标志位是否置位；

所述状态设置模块具体为当所述需要升级标志位置位时，设置所述PCIe Unit的状态为所述CRS状态。

8.根据权利要求6或7所述的实现系统，其特征在于，还包括：

固件执行模块，用于执行所述镜像文件对应的固件；

控制模块，用于控制所述固件将所述CRS状态更改为非CRS状态。

9.一种固态硬盘，其特征在于，包括：

存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的固态硬盘内固件在线升级的实现方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的固态硬盘内固件在线升级的实现方法的步骤。

Images