用于端点设备的直接存储器存取制造技术

本公开的实施例涉及使用中央控制服务器来控制运行端点设备的端点设备。中央控制器服务器被配置为通过符合远程直接存取(RDMA)兼容协议的通信接口与端点设备进行通信。中央控制服务器包括RDMA网络接口控制器和控制过程。控制过程可以执行端点设备算法以识别要通过RDMA协议兼容接口发送到端点设备的读和写命令。RDMA网络接口控制器可以将消息转换为符合RDMA的消息，其中符合RDMA的消息包括直接读或写命令以及存储器位置信息。端点设备还可以包括网络接口控制器，该网络接口控制器可以理解RDMA消息、从消息中识别存储器位置，并执行直接读或写访问命令。

Direct memory access for endpoint devices

Embodiments of the disclosure relate to the use of a central control server to control endpoint devices for running endpoint devices. The central controller server is configured to communicate with the endpoint device through a communication interface that complies with the Remote Direct Access (RDMA) compatible protocol. The central control server includes RDMA network interface controller and control process. The control process executes an endpoint device algorithm to identify read and write commands to be sent to the endpoint device via an RDMA protocol compatible interface. The RDMA network interface controller can convert messages to messages that conform to RDMA, where messages that conform to the RDMA include direct read or write commands and memory location information. The endpoint device can also include a network interface controller, which can understand the RDMA message, identify the memory location from the message, and perform direct read or write access commands.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于端点设备的直接存储器存取相关申请的交叉引用本申请要求享有于2015年11月30日提交的标题为“DIRECTMEMORYACCESSFORENDPOINTDEVICES”的美国非临时(专利技术)专利申请第14/953,750号的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及直接存储器存取，并且更具体地涉及用于端点设备的直接存储器存取。
技术介绍
与远程硬件应用的通信可以包括在远程硬件处使用网络分组处理。对传入和传出分组的附加处理的使用可能会导致资源需求增加、延迟延长和成本增加。对用于发送和/或接收分组的资源的复杂分配被用于调度控制器和端点设备之间的通信。通过预先分配的传输时间窗口对事务进行调度会导致复杂性，例如延迟和开销增加、通信链路的有用性降低、以及需要专门的硬件。附图说明图1是根据本公开的实施例的远程直接存储器存取控制系统的示意性框图。图2是根据本公开的实施例的用于执行端点设备的装置的示意性框图。图3是根据本公开的实施例的用于通过远程直接存储器存取兼容协议与端点设备进行通信的过程流程图。图4是根据本公开的实施例的用于基于通过远程直接存储器存取兼容协议接收的命令来执行直接存储器存取的过程流程图。具体实施方式自动化系统可以包括自主操作子系统。某些自动化系统使用的协议被设计用于串行通信。其他自动化系统使用TCP/IP连接和以太网。为了保持串行协议的兼容性，以太网介质使用时域复用来模拟传统的串行协议。使用以太网可减少延迟，但自动化协议往往不能充分利用以太网提供的功能。本公开描述了一种中央控制服务器，其监视和控制一个或多个端点设备，诸如用于自动化系统的工作流程中的端点设备。中央控制服务器使用RDMA协议例如经由端点设备状态机的存储器映射的控制寄存器来直接读取和/或写入端点设备操作参数。这允许对管理的系统进行低延迟实时控制。端点设备的示例包括自动机、机器人、机器、过程流程、工业过程、机械设备、电力系统等。不是每个端点设备由端点本地的微控制器或网络处理器控制，而本公开描述了将控制移至中央控制服务器。通过将控制移至中央控制服务器，可以实现端到端的工作流分析和优化。端点设备不再局限于其直接子系统内的数据。端点设备子系统可根据需要重新调整用途，因为用于应用程序的特定控制功能被移至中央控制服务器，而端点设备保留用于实现直接读或写访问以执行从中央控制服务器接收到的命令的功能。例如，组装机器人可以自动更改扩展以执行不同的任务，这可以减少空闲时间。此外，端点设备不再需要微控制器或网络处理器。相反，与端点设备通信的端点控制器接口可以包括RDMA网络接口控制器(RNIC)，其可以用于解析通过RDMA接口从中央控制服务器接收的命令。而且，具有降低的复杂度的网络接口控制器可以进一步降低用于接收和执行命令的成本和延迟(例如，引入具有小写字母“r”的rNIC)。这种不太复杂的rNIC可以进一步降低单位成本和故障点，同时保持用于解析RDMA消息的功能。本公开的另外的优点是端到端的安全性。不是子系统独立运行，在子系统独立运行的情况下，子系统具有检测或适应其他系统的有限能力，而本公开通过集中对整个线路的控制来改善整个系统的安全性。可以在发出命令之前确定交互，例如，确认从中央控制服务器接收的RDMA消息中的机器地址。另外，不是每个端点设备保存自己的状态信息，而是中央控制服务器可以保存针对每个端点设备的状态信息，并且因此保存针对整个系统的状态信息。端点设备状态的变化可能会危及安全性；通过令中央控制服务器监视针对每个端点设备的状态信息并响应错误状态或对状态的更改，中央控制服务器可以解决问题、关闭端点设备或关闭整个工作流程。中央控制服务器还能够提醒应急响应者、其他上游工作流程问题，并跟踪有价值的指标。此外，状态信息可以快速且经常地更新，而不会增加通信接口或中央控制服务器处理的负担。本公开可利用端点和控制器的自动配置来利用XML文件来交换能力。这些可以包括传感器类型、轴的数量、运动的范围、扩展限制、附件类型、支持的安全协议、功率水平、带速率和其他参数(例如端点设备参数等)。图1是根据本公开的实施例的远程直接存储器存取(RDMA)控制系统100的示意性框图。RDMA控制系统100包括通过RDMA协议兼容通信接口130(简称RDMA接口130)与一个或多个端点控制接口122进行通信的中央控制服务器102。在一些实施例中，每个端点控制接口122可以是过程工作流程120(例如，工业工作流程或制造工厂)的一部分。在一些实施例中，每个端点控制接口122可以是彼此自主的和/或不同工作流程的一部分。每个端点控制接口122可以连接到端点设备124、集成到端点设备124或以其他方式与端点设备124通信。端点设备124可以是自动机、机器人、机器、过程流程、工业过程、机械设备、电力系统等。端点设备124可以至少部分地以硬件来实现。每个端点设备124可以是相同的或者可以是不同的。中央控制服务器102可以执行对端点设备124的过程进行建模的控制过程119，或者可以模拟端点设备124。处理器104可以使用状态信息107和端点设备模型116来执行控制过程119。在一些实施例中，控制过程可以包括对与端点设备相关联的每个过程或程序或动作的控制过程进行建模的一个或多个端点设备模型116。端点设备模型116可以包括每个端点设备124的本地或内部模型。端点设备模型116可以包括端点设备124将执行以导出端点设备124的下一状态的每个过程或程序。端点设备模型116可以利用通过RDMA接口130从端点控制接口122接收的状态信息107和/或存储在存储器106中的状态信息107。处理器104可以至少部分地以硬件实现，并且可以包括软件和固件。处理器104可以包括任何处理器或处理设备，诸如微处理器、嵌入式处理器、数字信号处理器(DSP)、网络处理器、手持式处理器、应用处理器、协处理器、片上系统(SOC)或用于执行代码的其他设备。控制过程119使用端点设备模型116和状态信息107来识别针对端点设备124的下一动作或下一状态，实质上在中央控制服务器102处运行模型以模仿端点设备124的过程或程序。为了实现下一期望的状态，可能需要将命令发送到端点设备，指出需要改变什么以便实现它。下一状态信息可以与读或写命令相对应，其可以包括读取长度和存储器位置或写入长度、值和存储器位置。RNIC108可以将该命令转换为符合RDMA协议的消息。该消息可以包括端点设备的机器地址和转向标签等等。转向标签表示端点设备处的用于读/写命令的存储器区域。转向标签可以包括转向标签偏移值以指定用于读/写命令的存储器位置。转向标签偏移可以与端点设备状态机中的控制寄存器相关联。该消息还可以包含命令和值。在一些实施例中，中央控制服务器102包括虚拟机110。在一些实现方式中，控制过程119可以驻留在虚拟机110中或由虚拟机110实现。虽然仅示出一个虚拟机，但是中央控制服务器102可以包括比所示出的更多的虚拟机。虚拟机110可以利用硬件资源，包括处理器104和存储器106。硬件资源可以被虚拟化，这意味着单个物理硬件资源可以被划分成多个虚拟硬件资源，以使得系统100能够在多个虚拟机110中使用单个物理硬件资源。可以使用虚拟机监本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制服务器装置，包括：处理器，其至少以硬件实现以执行代表端点设备的控制过程，以识别针对所述端点设备的下一动作；网络接口控制器，其至少以硬件实现以通过符合远程直接存储器存取(RDMA)协议的通信接口与端点设备传送消息，所述消息包括转向标签、转向标签偏移、以及用于对所述端点的直接存储器存取的命令。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.30 US 14/953,7501.一种控制服务器装置，包括：处理器，其至少以硬件实现以执行代表端点设备的控制过程，以识别针对所述端点设备的下一动作；网络接口控制器，其至少以硬件实现以通过符合远程直接存储器存取(RDMA)协议的通信接口与端点设备传送消息，所述消息包括转向标签、转向标签偏移、以及用于对所述端点的直接存储器存取的命令。2.根据权利要求1所述的控制服务器装置，其中，所述处理器基于执行针对所述端点设备的控制过程来识别用于所述端点设备的所述直接存储器存取的转向标签值，并且其中，存储器位置包括转向标签偏移值。3.根据权利要求1所述的控制服务器装置，还包括将所述网络接口控制器与所述端点进行连接的集成交换机。4.根据权利要求3所述的控制服务器装置，其中，所述处理器基于执行所述控制过程来识别所述端点设备的MAC地址，并且所述集成交换机基于所述MAC地址来将所述消息路由到所述端点设备。5.根据权利要求1所述的控制服务器装置，其中，所述网络接口控制器包括RDMA控制器，其用于配置用于传输到所述端点设备的RDMA消息，所述RDMA消息包括直接存储器存取命令和存储器位置。6.根据权利要求1所述的控制服务器装置，还包括转向标签表，所述转向标签表包括与所述端点设备的存储器位置相对应的转向标签值，并且其中，所述处理器执行与所述端点设备相对应的控制过程以识别与用于所述端点设备的直接存储器存取的存储器位置相对应的转向标签。7.一种有形地体现在非暂时性计算机可读介质上的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，所述指令当被执行时可操作用于：在中央服务器处执行端点设备的控制过程；基于所述端点设备的控制过程来识别用于所述端点设备的直接存储器存取的存储器位置；构建包括所述存储器位置和直接存储器存取命令的远程直接存储器存取(RDMA)消息；以及通过符合RDMA协议的通信接口将所述RDMA消息发送到所述端点设备。8.根据权利要求7所述的计算机程序产品，所述指令进一步可操作用于基于所述控制过程来识别与所述端点设备的用于所述直接存储器存取命令的所述存储器位置相对应的转向标签值。9.根据权利要求7或8所述的计算机程序产品，所述指令进一步可操作用于识别所述端点设备的机器地址，并且其中，构建所述RDMA消息包括将指向所述端点设备的所述机器地址添加到所述RDMA消息。10.根据权利要求7所述的计算机程序产品，所述指令进一步可操作用于通过符合所述RDMA协议的所述通信接口从所述端点设备接收来自所述端点设备的读取响应。11.根据权利要求7所述的计算机程序产品，其中，通过符合RDMA协议的通信接口向所述端点设备发送所述RDMA消息包括将所述RDMA消息发送到与所述端点设备相关联的端点控制接口。12.一种通过符合远程直接存储器存取(RDMA)协议的通信接口与中央控制服务器通信的端点设备，所述端点设备包括：存储器映射寄存器；以及网络接口控制器，其至少以硬件实现以用于：通过所述通信接口从所述中央控制服务器接收RDMA消息；从所述RDMA消息中识别所述存储器映射寄存器中的用于直接存储器存取的存储器位置；从所述RDMA消息中识别用于所述直接存储器存取...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·塔米尔，P·康纳，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US