CN101241417A - 硬盘启动时序控制电路 - Google Patents

Abstract

一种SATAII硬盘启动时序控制电路，用以控制插接在若干硬盘连接器的SATAII硬盘的启动时序，且SATAII硬盘具有一由驱动软件控制启动的交错启动模式，该电路以若干电源控制单元与这些硬盘连接器一对一电连接，以控制电源适时输出给插接在各该硬盘连接器的SATAII硬盘，且以若干开关元件与这些硬盘连接器一对一电连接，并以一硬盘控制器侦测这些硬盘连接器是否插接SATAII硬盘，而于测得若干硬盘连接器插接SATAII硬盘时，透过相对应的开关元件将这些SATAII硬盘的交错启动模式禁能后，令相对应的电源控制单元错开供电给这些STATII硬盘。以此，避免电源供应器因多个SATAII硬盘同时启动而过负载。

Description

硬盘启动时序控制电路

【技术领域】

本发明是有关于一种硬盘启动时序控制电路，特别是指一种SATAII硬盘启动时序控制电路。

【背景技术】

为满足大量数据储存的应用需求，由多个硬盘组成的磁盘阵列(DISK ARRAY)因应而生。因此，在磁盘阵列中，若没有做任何硬盘开机时序控制，且电源供应器提供的功率不足时，当全部硬盘同时被启动时，则容易导致电源供应器因瞬间负载过大而跳机。

因此，新一代的SATAII硬盘即支持交错启动模式(STAGGERED SPIN UP)功能，其作用为当电脑系统同时使用若干SATAII硬盘10，如图1所示，在电脑系统启动后，电源供应器11会分别送电给这些SATAII硬盘10，此时SATAII硬盘10被供电后并不会立刻启动，而是等待来自中央处理器12的指令，因此，中央处理器12需执行一软件驱动程序(图未示)并透过南/北桥13对这些SATAII硬盘10下指令，控制这些SATAII硬盘10交错启动，使其启动时间相互错开，而避免电源供应器不致承受硬盘同时启动的过大电流。

然而，上述的软件驱动程序目前只支持X86电脑系统，并没有支持嵌入式系统。因此，当SATAII硬盘应用在嵌入式系统(例如MIP64)时，现行有两种方法控制若干SATAII硬盘启动：(1)另行开发适用于嵌式入系统的SATAII硬盘驱动软件；(2)选择能够承受多个硬盘同时启动的大功率电源供应器。其中，采用第(1)种方式需要研发人员投入长时间开发驱动软件，采用第(2)种方式虽能节省开发驱动软件的时间，却相对增加产品的成本。

【发明内容】

本发明的目的，在提供一种以硬件线路控制若干SATAII硬盘错开启动，以避免电源供应器过负载并进而降低电源供应器成本的SATAII硬盘启动时序控制电路。

于是，本发明SATAII硬盘启动时序控制电路，与若干硬盘连接器电连接，用以控制插接在这些硬盘连接器的若干SATAII硬盘的启动时序，且SATAII硬盘具有一由驱动软件控制启动的交错启动模式；该电路包括若干电源控制单元、若干开关元件及一硬盘控制器。这些电源控制单元，与这些硬盘连接器一对一电连接，用以控制电源是否输出给插接在各该硬盘连接器的SATAII硬盘。这些开关元件与这些硬盘连接器一对一电连接。这些硬盘控制器与这些电源控制单元、这些硬盘连接器及这些开关元件电连接，用以侦测这些硬盘连接器是否插接SATAII硬盘，并于测得若干硬盘连接器插接SATAII硬盘时，透过相对应的开关元件将这些SATAII硬盘的交错启动模式禁能后，令相对应的电源控制单元错开供电给这些STATII硬盘。

相较于现有技术，本发明避免电源供应器因多个SATAII硬盘同时启动而过负载，并降低电源供应器的成本。

【附图说明】

图1是现有以驱动软件驱动SATAII硬盘交错启动的硬件线路示意图。

图2是本发明SATAII硬盘启动时序控制电路的一较佳实施例的电路示意图。

图3是本实施例分两批错开启动SATAII硬盘时，电源供应器供应12V电源时测得的启动电流示意图。

图4是本实施例分两批错开启动SATAII硬盘时，电源供应器供应5V电源时测得的启动电流示意图。

【具体实施方式】

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的一个较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

参阅图2所示，是本发明SATAII硬盘启动时序控制电路的一较佳实施例，其设在例如一般X86系统或嵌入式系统等电脑系统的主机板上，用以控制与若干硬盘连接器20电连接(插接)的若干SATAII硬盘21的启动时序，使这些SATAII硬盘21可以错开启动。其中SATAII硬盘21的特性之一为具有一可被一驱动软件控制启动的交错启动模式(STAGGERED SPIN UP)，亦即，一般当SATAII硬盘21被供电后，并不会立即启动，而是会等到收到驱动软件的控制信号后才会启动。且该交错启动模式是由SATAII硬盘21内部的一特定接脚(SATAII硬盘21的第11只接脚，以下以P11表示)决定，且该接脚P11一开始(出厂时)即被预设为致能交错启动模式。

本实施例的SATAII硬盘启动时序控制电路3包括若干电源控制单元31、若干开关元件32以及一硬盘控制器33。

这些电源控制单元31的数目与硬盘连接器20数目相同，并一对一地电连接，亦即一颗SATAII硬盘21要搭配一个电源控制单元31，且电源控制单元31的一端电连接硬盘控制器33，以受硬盘控制器33控制，其另一端连接硬盘连接器20，以根据硬盘控制器33的命令决定是否供电给插置在硬盘连接器20的SATAII硬盘21。

各电源控制单元31包括一电源控制器34及三个分别受电源控制器34控制开(ON)关(OFF)的开关元件SW1、SW2、SW3。开关元件SW1、SW2、SW3的一端连接一电源供应器22，以取得电源供应器22提供的+12V、+5V及+3.3V电源，其另一端连接硬盘连接器20，以分别受电源控制器34控制而适时将电源透过硬盘连接器20送至SATAII硬盘21。

这些开关元件32的数目与硬盘连接器20数目相同，并一对一地电连接，各开关元件32的一端分别电连接各硬盘连接器20的一接脚P11’，该接脚P11’会与插接在硬盘连接器20的SATAII硬盘的接脚P11电连接，开关元件32的另一端接地。各开关元件32的开(ON)关(OFF)动作受硬盘控制器33控制，且开关元件32未受硬盘控制器33控制前，其初始状态(预设状态)为关(OFF)，而插接在硬盘连接器20上的SATAII硬盘的接脚P11维持在致能交错启动模式的预设状态。

硬盘控制器33与这些电源控制单元31、这些硬盘连接器20及这些开关元件32电连接，以控制若干SATAII硬盘20启动。因此，以控制N(N＝12、24或更多)个SATAII硬盘为例，硬盘控制器33至少需包含N个控制接脚CTRL EN 1CTRL EN N，N个侦测接脚SATA DET 1 SATA DET N，以及N个关闭交错启动功能接脚STAGGERED OFF 1 STAGGERED OFF N。其中，N个控制接脚CTRL EN 1CTRL EN N分别一对一连接至N个电源控制单元31，用以控制电源控制单元31供电与否。N个侦测接脚SATA DET 1 SATA DET N分别一对一连接至N个硬盘连接器20，用以侦测这些硬盘连接器20是否有插接SATAII硬盘21。N个关闭交错启动功能接脚STAGGERED OFF 1 STAGGERED OFF N与N个开关元件32一对一连接，用以透过这些开关元件32将SATAII硬盘21的交错启动模式(STAGGERED SPIN UP)禁能。

以硬盘连接器20的数目为N＝12且皆插接有SATAII硬盘21为例，当电脑系统(例如嵌入式系统)启动后，硬盘控制器33透过N个侦测接脚SATA DET 1SATA DET N分别侦测N个硬盘连接器20，并于发现这些硬盘连接器20皆插接SATAII硬盘21时，其透过N个关闭交错启动功能接脚STAGGERED OFF 1STAGGERED OFF N分别控制N个开关元件32开(ON)，使将N个SATAII硬盘21的接脚P11接地，而将N个SATAII硬盘21的交错启动模式(STAGGERED SPIN UP)同时禁能，使该N个SATAII硬盘21不需再等待驱动程序的启动控制。

然后，硬盘控制器33透过N个控制接脚CTRL EN 1 CTRL EN N分别控制N个电源控制单元31，使N个电源控制单元31相错开地(依序或不依序)供电给N个SATAII硬盘20，而将N个SATAI I硬盘20错开启动。例如，硬盘控制器33可令控制接脚CTRL EN 1 CTRL EN 6先送出信号控制第1~N个电源控制单元31送电给第1~N个SATAII硬盘20，然后再令控制接脚CTRL EN 7 CTRL EN N(N 12)送出信号控制第7~N(N＝12)个电源控制单元31送电给第7~N(N＝12)个SATAII硬盘20，而分批将N个SATAII硬盘21启动，且由图3显示的实测结果可知，电源供应器22供应12V电源时，分两次启动最高电流为10A，稳定后为5A；由图4显示的实测结果可知，电源供应器22供应5V电源时，分两次启动最高电流为8A，稳定后为6.2A。如此，电源供应器22即不需负载12颗SATAII硬盘21同时启动时造成的高电流负载(即图3及图4的前后两次启动电流相加)，确实能有效避免电源供应器22过负载的情况发生。

当然，依照上述方式，硬盘控制器33亦可根据采用的电源供应器22的功率大小，将SATAII硬盘21分更多次错开启动，甚至单次仅启动单一SATAII硬盘。

此外，为易于查觉SATAII硬盘21启动与否，本实施例更包括N个点灯单元35，其一端分别连接一电源(+5V)，另一端一对一地连接N个硬盘连接器20的接脚P11’。各点灯单元35是一发光二极管电路，其包括一延迟元件351、一发光二极管352、一第一电阻R1及一第二电阻R2；延迟元件351的一第一端连接硬盘连接器21，发光二极管352的负极与延迟元件351的一第二端连接，其正极与第一电阻R1一端连接，第一电阻R1另一端连接电源(+5V)，第二电阻R2的一端连接电源(+5V)，另一端连接延迟元件351的第一端。

当N个SATAII硬盘21被启动后，硬盘控制器33会透过N个关闭交错启动功能接脚STAGGERED OFF 1 STAGGERED OFF N控制N个开关元件32关(OFF)，使SATAII硬盘21的接脚P11回复至致能交错启动模式的预设状态，同时将点灯单元35的发光二极管352点亮。因此，通过观查发光二极管352点亮与否，即可轻易得知SATAII硬盘启动与否。

由上述说明可知，本发明通过硬件线路控制若干SATAII硬盘错开启动，不但可防止电源供应器因全部SATAII硬盘同时启动而过负载，而且对于嵌入式系统而言，节省另外开发控制SATAII硬盘交错启动的驱动程序的时间及人力，并且通过适当控制分批启动的次数，可使用较低功率的电源供应器即可，而相对降低产品的成本。

Claims (7)

1. 一种硬盘启动时序控制电路，与若干硬盘连接器电连接，用以控制插接在这些硬盘连接器的若干硬盘的启动时序，且硬盘具有一由驱动软件控制启动的交错启动模式；其特征在于该电路包括：

若干电源控制单元，与这些硬盘连接器一对一电连接，用以控制电源是否输出给插接在各该硬盘连接器的硬盘；

若干开关元件，与这些硬盘连接器一对一电连接；及

一硬盘控制器，与这些电源控制单元、这些硬盘连接器及这些开关元件电连接，用以侦测这些硬盘连接器是否插接硬盘，并于测得若干硬盘连接器插接硬盘时，透过相对应的开关元件将这些硬盘的交错启动模式禁能后，令相对应的电源控制单元错开供电给这些硬盘。

2. 根据权利要求1所述的硬盘启动时序控制电路置，其特征在于：该电源控制单元包括一电源控制器及若干开关元件，这些开关元件一端分别连接来自一电源供应器的若干电源，其另一端分别连接至相对应的硬盘连接器，该电源控制器用以控制这些开关元件是否输出电源至该硬盘连接器。

3. 根据权利要求1所述的硬盘启动时序控制电路置，其特征在于：硬盘的交错启动模式是由硬盘的一特定接脚设定，且各该开关元件的一端是透过各该硬盘连接器的一接脚与插接在各该硬盘连接器的硬盘的特定接脚电连接，而各该开关元件的另一端接地。

4. 根据权利要求3所述的硬盘启动时序控制电路置，其特征在于：这些开关元件未受该硬盘控制器控制的初始状态为关，此时插接在硬盘连接器的硬盘的特定接脚被预设为致能交错启动模式，而当该硬盘控制器控制相对应的开关元件开时，开关元件会将该特定接脚接地，而将硬盘的交错启动模式禁能。

5. 根据权利要求1所述的硬盘启动时序控制电路置，其特征在于：当相对应的电源控制单元供电给这些硬盘后，该硬盘控制器会再透过相对应的开关元件将这些硬盘的交错启动模式致能。

6. 根据权利要求3所述的硬盘启动时序控制电路置，其特征在于：更包括若干点灯单元，各该点灯单元的一端连接一电源，另一端一对一地连接各该硬盘连接器，当插接在若干硬盘连接器上的硬盘被供电而启动，且硬盘的交错启动模式被致能时，相对应的等点灯单元即被点亮。

7. 根据权利要求4所述的硬盘启动时序控制电路置，其特征在于：该点灯单元是一发光二极管电路，其包括一延迟元件、一发光二极管、一第一电阻及一第二电阻；该延迟元件的一第一端连接硬盘连接器，该发光二极管的负极与该延迟元件的一第二端连接，其正极与该第一电阻一端连接，该第一电阻另一端连接电源，该第二电阻的一端连接电源，另一端连接该延迟元件的第一端。

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