SGPIO

ناقل الإدخال/الإخراج التسلسلي للأغراض العامة (SGPIO) هو ناقل رباعي الإشارات (أو رباعي الأسلاك) يُستخدم بين محول ناقل المضيف (HBA) واللوحة الخلفية . من بين هذه الإشارات الأربع، يتم تشغيل ثلاث منها بواسطة محول ناقل المضيف، بينما يتم تشغيل الإشارة الرابعة بواسطة اللوحة الخلفية. عادةً ما يكون محول ناقل المضيف وحدة تحكم تخزين موجودة داخل خادم أو حاسوب مكتبي أو حاسوب رف أو محطة عمل، ويتصل بمحركات الأقراص الصلبة أو محركات الحالة الصلبة لتخزين البيانات واسترجاعها. يُعتبر هذا الناقل امتدادًا لمفهوم الإدخال/الإخراج للأغراض العامة (GPIO). - تتولى لجنة عامل الشكل الصغير ( SFF) مسؤولية صيانة مواصفات SGPIO في معيار SFF-8485 . يوضح تفسير نمط الوميض الدولي كيفية تفسير إشارات SGPIO إلى وميض الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) على مصفوفات الأقراص واللوحات الخلفية للتخزين.

تم تطوير SGPIO كتعاون هندسي بين شركة American Megatrends Inc، التي كانت في ذلك الوقت تصنع اللوحات الخلفية، وشركة LSI-Logic في عام 2004. تم نشر SGPIO لاحقًا بواسطة لجنة SFF كمواصفة SFF-8485 .

تتكون إشارة SGPIO من 4 إشارات كهربائية؛ وهي عادةً ما تنشأ من محول ناقل المضيف (HBA). تحمل موصلات iPass (عادةً SFF-8087 أو SFF-8484) كلاً من التوصيلات الكهربائية SAS/SATA بين محول ناقل المضيف ومحركات الأقراص الصلبة، بالإضافة إلى إشارات SGPIO الأربعة.

اللوحة الخلفية هي لوحة دوائر مزودة بموصلات ودوائر طاقة، تُركّب عليها محركات الأقراص الصلبة؛ وقد تحتوي على عدة فتحات، يمكن تركيب محرك أقراص صلبة في كل منها. عادةً ما تكون اللوحة الخلفية مزودة بمؤشرات LED تُشير، من خلال لونها ونشاطها، إلى حالة الفتحة؛ وعادةً ما يُصدر مؤشر LED الخاص بالفتحة لونًا معينًا أو نمط وميض محددًا للدلالة على حالتها الحالية.

على الرغم من أن العديد من موردي الأجهزة يحددون نمط وميض LED الخاص بهم، إلا أنه يمكن العثور على المعيار المشترك لتفسير SGPIO ونمط وميض LED في مواصفات IBPI .

في اللوحات الخلفية، يستخدم البائعون عادةً 2 أو 3 مصابيح LED لكل فتحة  - في كلا التنفيذين يشير مصباح LED الأخضر إلى الوجود و/أو النشاط  - بالنسبة للوحات الخلفية التي تحتوي على مصباحي LED لكل فتحة، يشير مصباح LED الثاني إلى الحالة بينما في اللوحات الخلفية التي تحتوي على 3 مصابيح LED يشير المصباحان الثاني والثالث إلى تحديد الموقع والفشل .

يتكون ناقل SGPIO من 4 خطوط إشارة، ويبدأ من وحدة التحكم HBA (المُبادر) وينتهي عند لوحة خلفية (الهدف ) . في حال عدم وجود لوحة خلفية (أو هدف )، يمكن لوحدة التحكم HBA تشغيل الناقل دون أي ضرر على النظام؛ أما في حال وجودها، فيمكنها التواصل مع وحدة التحكم HBA باستخدام السلك الرابع.

ناقل SGPIO هو ناقل جامع مفتوح مع  مقاومات سحب لأعلى 2.0 كيلو أوم موجودة في HBA واللوحة الخلفية - كما هو الحال في أي ناقل جامع مفتوح، يتم نقل المعلومات بواسطة الأجهزة الموجودة على الناقل عن طريق سحب الخطوط إلى الأرض (GND) باستخدام ترانزستور جامع مفتوح أو FET ذو مصرف مفتوح .

توجد اختلافات في كيفية تنفيذ ناقل SGPIO بين موردي محولات HBA ووحدات التحكم في التخزين - سيرسل بعض الموردين تدفقًا مستمرًا من البيانات وهو أمر مفيد لتحديث مصابيح LED بسرعة على اللوحة الخلفية بعد إزالة الكابلات وإعادة إدخالها، بينما يرسل آخرون البيانات فقط عند الحاجة إلى تحديث نمط LED.

تُعتمد مواصفات SGPIO وتُطبّق بشكل عام في منتجات معظم الشركات الرائدة في مجال وحدات التحكم في المضيفات ووحدات التخزين، مثل LSI و Intel و Adaptec و Nvidia و Broadcom و Marvell Technology Group و PMC-Sierra . وتدعم معظم المنتجات التي تُشحن مزودةً بدعم لمحركات أقراص SAS و SATA هذا المعيار.

تنص مواصفات SGPIO على إيقاف تشغيل جميع المؤشرات عندما تكون إشارات SClock وSLoad وSDataOut عالية لمدة 64  مللي ثانية؛ إلا أن هذا لا يُطبق عمليًا بشكل متسق من قبل جميع الموردين. كما أن الساعة في بعض تطبيقات الموردين قد تتوقف بشكل متقطع أو أثناء الدورات أو بينها. وهناك اختلاف آخر - غير عملي إلى حد ما - بين الموردين، وهو الحالة التي تبقى عليها الساعة بعد انتهاء الدورة.

كان الهدف من هذه المواصفات هو استخدام دوائر منطقية قابلة للبرمجة (CPLDs) أو متحكمات دقيقة منخفضة التكلفة على اللوحة الخلفية لتشغيل مصابيح LED. عمليًا، وُجد أن هناك اختلافات في التوقيت وتفسير البتات بين الموردين، لذا فإن استخدام دائرة CPLD بسيطة لن يعمل إلا مع تطبيق محدد تم اختباره بدقة مع منتج واحد من مورد واحد. تُعد المتحكمات الدقيقة أكثر ملاءمة لهذا الغرض، على الرغم من أن ناقل SGPIO المخصص ذو 4 بتات غير مُفعّل فيها - إذ أن أخذ عينات من خطوط 4 بتات باستخدام عمليات بت GPIO بتردد 100 كيلو هرتز بطيء جدًا بالنسبة للعديد من المتحكمات الدقيقة منخفضة التكلفة للتعامل معه أثناء تشغيل مصابيح LED ووظائف أخرى في الوقت نفسه. يختلف طول تدفق البتات بين وحدات التحكم في المضيف (HBA) أو وحدات التحكم في التخزين؛ فبعض الموردين يوقفون تدفق البتات عند الوصول إلى محرك الأقراص المطلوب، بينما يقوم آخرون بتشغيله بالكامل. قد يصل طول تدفقات البتات في بعض موسعات SAS إلى 108 بتات (36×3). 

إن أكثر الطرق أمانًا لضمان التوافق بين جميع موردي وحدات التحكم في المضيف ووحدات التحكم في التخزين هي استخدام ASIC ، وتحديدًا مزيج من نواة وحدة تحكم دقيقة مع واجهة SGPIO للأجهزة؛ وقد تم تطبيق هذا المفهوم في سلسلة من رقائق التحكم في اللوحة الخلفية المسماة MG9071 و MG9072 و MG9077 و MG9082 .

تستقبل هذه الرقاقات تدفقًا واحدًا أو اثنين من إشارات SGPIO وتُشغّل مصابيح LED وفقًا لذلك؛ ويمكن تهيئة أحدث رقاقة من AMI، وهي MG9077 ، باستخدام مقاومات السحب لأعلى ولأسفل لتتوافق مع 16 تكوينًا مختلفًا لحافلات SGPIO وتُشغّل مصابيح LED وفقًا لذلك. منذ توفر هذه الرقاقات من AMI، تستخدمها كبرى الشركات المصنعة للمعدات الأصلية ، بما في ذلك NEC و Hitachi و Supermicro و IBM و Sun Microsystems وغيرها، على لوحاتها الخلفية لاستقبال تدفقات SGPIO من مجموعة متنوعة من موردي HBA ورقاقات التحكم المدمجة لتشغيل مصابيح LED باستمرار بنمط وميض مُحدد مسبقًا.

• مواصفات SFF-8485 لحافلة الإدخال/الإخراج التسلسلي للأغراض العامة (SGPIO)
• وثائق SFF (الوثائق والمواصفات)