CN104238638A - 一种小型化的计算存储融合系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小型化的计算存储融合系统，涉及通信、信息、工业控制等领域。系统包括：具有多个板卡插槽的中背板；与所述中背板连接的第一处理板；与所述中背板连接的第二处理板；通过所述板卡插槽固定在所述中背板上的后插板卡，用于为所述第一处理板以及所述第二处理板提供数据的存储和/或计算支持，使得所述第一处理板以及所述第二处理板能够完成数据的存储和/或计算任务。本系统中的第一处理板以及第二处理板在实现数据处理功能的基础上（如数据计算、存储功能），还能通过不同功能的后插板卡插入中背板中与第一处理板以及第二处理板连接，使第一处理板以及第二处理板可以执行相应的其他功能，因此具有很高的扩展性以及通用性。

Description

一种小型化的计算存储融合系统

技术领域

本发明涉及通信、信息、工业控制等领域，提供一种小型化的计算存储融合系统。

背景技术

存储桥接坞是由非盈利性协作组织SBB（Storage Bridge Bay）为提高网络存储接口标准化而提出的一种规范。SBB2.1版本定义了箱式存储阵列设备中控制器和插槽的机械、电气和底层管理特性，使得不同存储厂商基于该标准的控制器具有统一的兼容性和互操作性。

存储桥接坞SBB2.1设备是面向中小规模的通用网络存储而设计的，广泛适用于企业、政府、金融、电信、互联网等行业。

在这些行业中，除了存储的应用外，小型化的计算应用更广，如采用刀片服务器、小型化的ATCA（Advanced Telecom computing Architecture，高级电信计算架构）或Micro TCA（Micro Telecom computing Architecture，微型电信计算架构）。但是在这些应用中系统上也存在着一些不足：比如：功能单一，集成度不高；另外，对于计算应用来说，因某些限制而提供的接口或处理资源不够，扩展性不强，或者跨行业应用的互换性、通用性不佳等。

发明内容

针对上述小型化的计算和存储应用中的不足，有必要提供灵活的系统解决方案。本发明是在存储桥接坞SBB2.1的基础上，结合计算需求，参考ATCA的PICMG（PCI Industrial Computer Manufacturers Group，PCI工业计算机制造组织）3.4规范，对SBB2.1进行扩展而提出的一种小型化的计算存储融合系统，既可以作为计算应用，也可以作为存储应用，或者同时作为计算及存储的合一应用。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种小型化的计算存储融合系统，包括：

具有多个板卡插槽的中背板；

与所述中背板连接的第一处理板；

与所述中背板连接的第二处理板；

通过所述板卡插槽固定在所述中背板上的后插板卡，用于为所述第一处理板以及所述第二处理板提供数据的存储和/或计算支持，使得所述第一处理板以及所述第二处理板能够完成数据的存储和/或计算任务。

其中，所述中背板上具体设置有多个通用板卡插槽。

其中，所述第一处理板和第二处理板均通过SAS总线与所述通用板卡插槽连接；所述后插板卡包括SAS硬盘板卡，其通过所述通用板卡插槽固定在所述中背板上，并通过所述SAS总线分别与所述第一处理板以及第二处理板连接。

其中，所述第一处理板和第二处理板均通过PCIe总线与所述通用板卡插槽连接；所述后插板卡通过所述通用板卡插槽固定在所述中背板上，并通过所述PCIe总线分别与所述第一处理板以及第二处理板连接。

其中，所述第一处理板通过心跳线与所述第二处理板连接，从而当所述第一处理板通过所述心跳线检查出所述第二处理板出现故障时，能够接管所述第二处理板原来控制的固定在所述通用板卡插槽上的后插板卡；或者当所述第二处理板通过所述心跳线检查出所述第一处理板出现故障时，能够接管所述第一处理板原来控制的固定在所述通用板卡插槽上的后插板卡。

其中，其特征在于，所述后插板卡还包括接口板卡，其通过所述通用板卡插槽固定在所述中背板上，用于作为所述第一处理板以及所述第二处理板对外的多功能接口；其中，所述多功能接口包括：TDM时分多路复用接口、IP接口、数据采集转换接口。

其中，其特征在于，所述后插板卡还包括功能板卡，其通过所述通用板卡插槽固定在所述中背板上，用于为所述第一处理板以及所述第二处理板提供协处理功能；其中，所述协处理功能包括：深度报文检测、数字信号处理以及IP加密。

其中，所述中背板上具体设置有第一独立板卡插槽以及第二独立板卡插槽；其中，第一处理板与所述第一独立板卡插槽连接，所述第二处理板与所述第二独立板卡插槽连接；所述后插板卡还包括：通过所述第一独立板卡插槽固定在所述中背板上的第一独立板卡，用于为所述第一处理板提供对外接口或级联；以及通过所述第二独立板卡插槽固定在所述中背板上的第二独立板卡，用于为所述第二处理板提供对外接口或级联。

其中，所述中背板上具体设置有两个电源板卡插槽；所述后插板卡还包括：通过所述电源板卡插槽固定在所述中背板上的两个电源输入板卡；

所述系统还包括：两个电源风扇板，分别与所述两个电源板卡插槽连接，用于采用并联工作的方式为所述系统供电及通风散热；所述两个电源输入板卡分别用于将输入电源通过各自对应插入的电源板卡插槽引入到电源风扇板；

其中，所述两个电源风扇板均包括电源适配电路，用于将流入所述电源风扇板的输入电源进行电压变换，并将该变换后的输出电源提供给所述系统的各个部件。

其中，所述系统还包括：

设有第一类插入槽以及第二类插入槽的机箱，其中，所述中背板放置在所述机箱内的中间位置，所述第一处理板、第二处理板以及两个电源风扇板均通过所述第一类插入槽放置在所述机箱的前半部分；所述后插板卡通过所述第二类插入槽放置在所述机箱的后半部分，并通过所述板卡插槽固定在所述中背板上。

本发明的上述方案具有如下有益效果：

本系统中的第一处理板以及第二处理板在实现数据处理功能的基础上（如数据计算、存储功能），还能通过不同功能的后插板卡插入中背卡中与第一处理板以及第二处理板连接，使第一处理板以及第二处理板可以执行相应的其他功能，因此具有很高的扩展性以及通用性。

附图说明

图1为本发明中小型化的计算存储融合系统的架构示意图；

图2为本发明的中背板与第一处理板、第二处理板、电源风扇板的连接示意图；

图3为本发明中小型化的计算存储融合系统的机箱的立体图；

图4为本发明中小型化的计算存储融合系统的机箱的前视图；

图5为本发明中小型化的计算存储融合系统的机箱的后视图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，一种小型化的计算存储融合系统，包括：

具有多个板卡插槽的中背板200；

与所述中背板200连接的第一处理板1A；

与所述中背板200连接的第二处理板1B；

通过所述板卡插槽固定在所述中背板200上的后插板卡300，用于为所述第一处理板1A以及所述第二处理板1B提供数据存储以及数据计算支持。使得所述第一处理板1A以及所述第二处理板1B能够完成数据的存储和/或计算任务。

本系统中的第一处理板1A以及第二处理板1B在实现数据处理功能的基础上（如数据计算、存储功能），还能通过不同功能的后插板卡插入中背板100中与第一处理板1A以及第二处理板1B连接，使第一处理板1A以及第二处理板1B可以执行相应的其他功能，因此具有很高的扩展性以及通用性。

具体地，如图2所示，在本发明的上述实施例中，所述中背板200上具体设置有多个通用板卡插槽2A；

其中，所述第一处理板1A（图1）以及第二处理板均1B（图1）具体通过SAS总线与所述通用板卡插槽2A连接；所述后插板卡300（图1）包括SAS硬盘板卡，其通过所述通用板卡插槽2A固定在所述中背板上，并通过所述SAS总线与所述第一处理板1A（图1）以及第二处理板均1B（图1）连接，用于存储所述处理板的数据。

上述实施例的系统可具体设置若干个SAS硬盘板卡插入通用板卡插槽2A中，与第一处理板1A（图1）以及第二处理板均1B（图1）一起组成符合SBB2.1规范的RAID磁盘阵列，作为通用网络数据的存储应用。

此外，在本发明的上述实施例中，如图2所示，所述第一处理板1A（图1）和第二处理板1B（图1）均通过PCIe总线与所述通用板卡插槽2A连接；所述后插板卡300（图1）通过所述通用板卡插槽2A固定在所述中背板200（图1）上，并通过所述PCIe总线分别与所述第一处理板1A（图1）以及第二处理板连接1A（图1）。

上述实施例第一处理板1A（图1）以及第二处理板1B（图1）具体地是基于PCIe总线协议与后插板卡300（图1）建立交互，用于执行与后插板卡300对应的计算应用。

此外，所述第一处理板1A（图1）通过心跳线与所述第二处理板1B（图1）连接，从而当所述第一处理板1A（图1）通过所述心跳线检查出所述第二处理板出现故障时，能够接管所述第二处理板1B（图1）原来控制的固定在所述通用板卡插槽上的后插板卡；或者当所述第二处理板1B（图1）通过所述心跳线检查出所述第一处理板1A（图1）出现故障时，能够接管所述第一处理板1A（图1）原来控制的固定在所述通用板卡插槽上的后插板卡。

上述实施例的第一处理板1A以及第二处理板1B可采用双主工作方式提高系统处理能力及可靠性；还可采用主备工作方式防止系统运行中断。

具体地，在本发明的上述实施例中，所述后插板卡还包括接口板卡，其通过所述通用板卡插槽2A固定在所述中背板200上，用于作为所述第一处理板1A以及所述第二处理板1B对外的多功能接口；其中，所多功能接口包括：时分多路复用接口、IP接口、数据采集转换接口。

需要指出的是，如前所述，接口板卡插在通用板卡插槽2A中，因此可基于上述PICe总线协议，由第一处理板1A与二处理板1B共同管理。

此外，在本发明的上述实施例中，所述后插板卡包括功能板卡，其通过所述通用板卡插槽2A固定在所述中背板200上，用于为所述第一处理板1A以及所述第二处理板1B提供协处理功能；其中，所述协处理功能包括：深度报文检测、数字信号处理以及IP加密。

需要指出的是，如前所述，功能板卡也同样插在通用板卡插槽2A中，因此同样由第一处理板1A与二处理板1B共同管理。

此外，如图2所示，在本发明的上述实施例中，所述中背板200上具体设置有第一独立板卡插槽2B1以及第二独立板卡插槽2B2；其中，第一处理板1A与所述第一独立板卡插槽2B1连接，所述第二处理板1B与所述第二独立板卡插槽连接；所述后插板卡还包括：通过所述第一独立板卡插槽2B1固定在所述中背板200上的第一独立板卡，用于为所述第一处理板1A提供对外的接口或级联；以及通过所述第二独立板卡插槽2B2固定在所述中背板200上的第二独立板卡，用于为所述第二处理板1B提供对外接口或级联。

上述实施例中的系统还具体为每个处理板配置一个专属独立板卡（即第一独立板卡只受控于第一处理板1A），从而供针对性更强的功能。

此外，如图2所示，在本发明的上述实施例中，所述中背板200上具体设置有两个电源板卡插槽2C；所述后插板卡300还包括：通过所述电源板卡插槽2C固定在所述中背板200上的两个电源输入板卡；

所述系统还包括：两个电源风扇板400，分别与所述两个电源板卡插槽2C连接，用于采用并联工作的方式为所述系统供电及通风散热；

所述两个电源输入板卡分别用于将输入电源通过各自对应插入的电源板卡插槽2引入到电源风扇板400；

其中，所述两个电源风扇板400均包括电源适配电路，用于将流入所述电源风扇板400的输入电源进行电压变换，并将该变换后的输出电源提供给所述系统的各个部件。

上述系统由于两个电源风扇板400采用了负荷分担的并联工作方式，因此在一个电源风扇板400出现故障时，另外一个正常的电源风扇板400依能为系统提供可靠的散热功能和输入电源。

此外，如图3所示，在本发明上述实施例中，所述系统还设有第一类插入槽5A以及第二类插入槽5B的机箱500，其中，所述中背板200放置在所述机箱500内的中间位置，所述第一处理板1A（图1）、第二处理板1B（图1）以及两个电源风扇板400（图2）通过所述第一类插入槽5A放置在所述机箱500的前半部分；所述后插板卡300通过所述第二类插入槽5B放置在所述机箱500的后半部分，并通过所述板卡插槽固定在所述中背板200上。

下面结合图4-图5以一个具体实施例为本系统的结构做详细描述：

如图4所示，本系统具体选用一个宽482.6mm、高88.9mm的机箱500，其前面具有4个第一类插入槽，分别插入第一处理板1A、第二处理板1B以及2个电源风扇板400，其中，电源风扇板400在第一处理板1A以及第二处理板1B的下方。中背板200具体放置在机箱500内的中间位置。

如图2所示，中背板200设有16个顺序排列板卡插槽，其中，两个电源板卡插槽2C、一个第一独立板卡插槽2B1、一个第二独立板卡插槽2B2以及12个通用板卡插槽2A。

如图5所示，在机箱500与中背板对应设有16个第二类插入槽，16个后插板卡通过第二类插入槽放入机箱500内，并插入对应的板卡插槽中。其中，2个电源输入板卡对应插入于电源板卡插槽2C，第一独立板卡对应插入于第一独立板卡插槽2B1，第二独立板卡对应插入于第二独立板卡插槽2B2，其余板卡如SAS硬盘板卡插入通用板卡插槽2A。需要指出的是，这些插入通用板卡插槽2A的后插板卡300还可以具有其他用处，如接口板卡作为第一处理板1A以及第二处理板1B对外的TDM（Time-Division Multiplexing，时分多路复用）接口、IP接口、数据采集和转换接口等；功能板卡为所述第一处理板1A以及所述第二处理板1B提供DPI（Deep Packet Inspection，深度报文检测）、IPSec（Internet Protocol Security，IP加密）、DSP（Digital Signal Processing，数字信号处理）等协处理功能，作为计算等应用。

第一处理板1A、第二处理板1B分别通过PCIe总线与所有通用板卡插槽2A连接，用于控制插入通用板卡插槽2A的接口板卡、功能板卡实现计算等功能。此外第一处理板1A、第二处理板1B还可通过SAS信号总线与通用板卡插槽2A连接，用于与SAS硬盘板卡建立连接，实现数据存储。

此外，相对于整个系统来说，2个处理板还可以对于电源风扇板400、除电源输入板卡以外的后插板卡还有一个管理的作用，其具体可以实现方法为：第一处理板1A第二处理板1B分别通过独立的管理总线与电源风扇板400以及除电源输入板卡以外的后插板卡连接，建立各自的管理通道。

此外，如图2所示，第一处理板1A与第二处理板1B之间通过心跳线连接，从而第一处理板1A以及第二处理板1B能够彼此检测故障，当有一处理板放生故障时，另一处理板能够实时完全接管对插入通用板卡插槽2A的后插板卡300的控制。

综上所述，本发明的系统集成度高，扩展性强，通过SAS硬盘板卡、接口板卡、功能板卡和第一处理板1A（图1）以及第二处理板1B（图1）一起构成数据计算和数据存储的融合系统，非常适合通信和信息领域的小型化应用。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种小型化的计算存储融合系统，其特征在于，包括：

具有多个板卡插槽的中背板；

与所述中背板连接的第一处理板；

与所述中背板连接的第二处理板；

通过所述板卡插槽固定在所述中背板上的后插板卡，用于为所述第一处理板以及所述第二处理板提供数据的存储和/或计算支持，使得所述第一处理板以及所述第二处理板能够完成数据的存储和/或计算任务。

2.根据权利要求1所述的小型化的计算存储融合系统，其特征在于，所述中背板上具体设置有多个通用板卡插槽。

3.根据权利要求2所述的小型化的计算存储融合系统，其特征在于，所述第一处理板和第二处理板均通过SAS总线与所述通用板卡插槽连接；所述后插板卡包括SAS硬盘板卡，其通过所述通用板卡插槽固定在所述中背板上，并通过所述SAS总线分别与所述第一处理板以及第二处理板连接。

4.根据权利要求2所述的小型化的计算存储融合系统，其特征在于，所述第一处理板和第二处理板均通过PCIe总线与所述通用板卡插槽连接；所述后插板卡通过所述通用板卡插槽固定在所述中背板上，并通过所述PCIe总线分别与所述第一处理板以及第二处理板连接。

5.根据权利要求1所述的小型化的计算存储融合系统，所述第一处理板通过心跳线与所述第二处理板连接，从而当所述第一处理板通过所述心跳线检查出所述第二处理板出现故障时，能够接管所述第二处理板原来控制的固定在所述通用板卡插槽上的后插板卡；或者当所述第二处理板通过所述心跳线检查出所述第一处理板出现故障时，能够接管所述第一处理板原来控制的固定在所述通用板卡插槽上的后插板卡。

6.根据权利要求4所述的小型化的计算存储融合系统，其特征在于，所述后插板卡还包括接口板卡，其通过所述通用板卡插槽固定在所述中背板上，用于作为所述第一处理板以及所述第二处理板对外的多功能接口；其中，所述多功能接口包括：TDM时分多路复用接口、IP接口、数据采集转换接口。

7.根据权利要求4所述的小型化的计算存储融合系统，其特征在于，所述后插板卡还包括功能板卡，其通过所述通用板卡插槽固定在所述中背板上，用于为所述第一处理板以及所述第二处理板提供协处理功能；其中，所述协处理功能包括：深度报文检测、数字信号处理以及IP加密。

8.根据权利要求1所述的小型化的计算存储融合系统，其特征在于，所述中背板上具体设置有第一独立板卡插槽以及第二独立板卡插槽；其中，第一处理板与所述第一独立板卡插槽连接，所述第二处理板与所述第二独立板卡插槽连接；所述后插板卡还包括：通过所述第一独立板卡插槽固定在所述中背板上的第一独立板卡，用于为所述第一处理板提供对外接口或级联；以及通过所述第二独立板卡插槽固定在所述中背板上的第二独立板卡，用于为所述第二处理板提供对外接口或级联。

9.根据权利要求1所述的小型化的计算存储融合系统，其特征在于，所述中背板上具体设置有两个电源板卡插槽；所述后插板卡还包括：通过所述电源板卡插槽固定在所述中背板上的两个电源输入板卡；

所述系统还包括：两个电源风扇板，分别与所述两个电源板卡插槽连接，用于采用并联工作的方式为所述系统供电及通风散热；所述两个电源输入板卡分别用于将输入电源通过各自对应插入的电源板卡插槽引入到电源风扇板；

其中，所述两个电源风扇板均包括电源适配电路，用于将流入所述电源风扇板的输入电源进行电压变换，并将该变换后的输出电源提供给所述系统的各个部件。

10.根据权利要求9所述的小型化的计算存储融合系统，其特征在于，所述系统还包括：

设有第一类插入槽以及第二类插入槽的机箱，其中，所述中背板放置在所述机箱内的中间位置，所述第一处理板、第二处理板以及两个电源风扇板均通过所述第一类插入槽放置在所述机箱的前半部分；所述后插板卡通过所述第二类插入槽放置在所述机箱的后半部分，并通过所述板卡插槽固定在所述中背板上。