CN107562989A - 一种降低背板的设计复杂度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种降低背板的设计复杂度的方法及装置，通过将硬盘背板上的SAS和PCIE信号设计成同一路信号，减少硬盘背板上的信号数，减少主板到硬盘背板的信号连接器数量，降低硬盘背板的设计复杂度，同时降低背板的成本。

Description

一种降低背板的设计复杂度的方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机服务器技术领域，具体涉及一种降低背板的设计复杂度的方法及装置。

背景技术

存储服务器多是以存储数据为主，所以一台存储服务器中通常包含的硬盘数量较多，像现在使用的较普通的2U存储服务器包含的硬盘数量多是在12个硬盘以上，有的可以实现支持25个硬盘。

同时，随着硬盘的发展，目前的硬盘出现了两种接口形态的硬盘，一种是较普遍的SAS接口形态硬盘，一种是新兴的PCIE接口硬盘。所以根据产品需求，我们在设计硬盘背板时有时会设计同时支持SAS和PCIE两种形态的背板。当搭配SAS控制主板和SAS硬盘时，硬盘的数据通道走的是SAS通道。

当搭配PCIE控制主板和PCIE硬盘时，硬盘的数据通道走的是PCIE通道。两种通道分离，相互不影响。这种设计在搭配较少的硬盘时，没有问题，但是当硬盘数量较多，背板预留到主板的信号又要同时兼顾SAS和PCIE通道，背板上的信号数量势必非常多，背板到主板的接口信号管脚势必也非常多，这样背板的设计就会很复杂，成本较普通背板提升不少。

为同时满足SAS和PCIE两种不同的硬盘，现有的硬盘接口有一种叫NVME接口，这种接口的接口形态看似非常像普通硬盘接口，但是这种接口上将SAS和PCIE分离，SAS和PCIE信号连接到这个接口的不同信号管脚上。因此，针对单个硬盘接口就会有两组信号走线。

同一个背板上支持较少的硬盘数量时，比如4个硬盘或者8个硬盘，信号数量较少。背板设计复杂度不高，完全可以实现。但是，如果用在存储服务器这种硬盘数量较多的产品时，比如同时支持25个硬盘，每个硬盘有两组信号，总共需要支持50组以上的信号。背板连接到主板的信号数就会很大，背板到主板的连接器数量也会很多。

背板设计复杂度大大提升，成本提升。在某种情况下，如此多的连接器没有空间可以摆放，项目设计无法实现。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供是一种降低背板的设计复杂度的方案，具体如下：

第一方面，本发明提供一种降低背板的设计复杂度的方法，包括：

1)、设计两种不同的主板，分别用于搭配SAS硬盘和PCIE硬盘，两种不同的主板分时连接到同一个硬盘背板上；

2)、将主板到硬盘背板间的信号通过高密度连接器传递，将步骤1)中所述的两种主板的SAS信号和PCIE信号共用背板连接器的同一个信号管脚；

3)、硬盘背板与硬盘间增加硬盘转接板作为过渡板卡，硬盘背板与硬盘转接板之间通过公母头对接的连接器连接；

4)、设计两种不同的硬盘转接板，一种硬盘转接板是将信号连接到硬盘接口的SAS信号管脚上，另外一种硬盘转接板是将信号连接到硬盘接口的PCIE信号管脚上，搭配SAS硬盘时，采用SAS硬盘转接板，搭配PCIE硬盘时，采用PCIE硬盘转接板。

进一步的，硬盘背板上的信号阻抗为92ohm。

进一步的，步骤2)中的高密度连接器采用公母头对接高密度连接器。

进一步的，步骤3)中的公母头对接的连接器采用公母头对接高密度连接器。

第二方面，本发明提供一种用于主板与硬盘连接的装置，包括第一连接器、硬盘背板、第二连接器、硬盘转接板、硬盘接口，硬盘背板通过第一连接器与主板连接，硬盘背板与硬盘转接板之间通过第二连接器连接，硬盘转接板与硬盘之间通过硬盘接口连接，其中所述主板分为SAS主板和PCIE主板，分别用于搭配SAS硬盘和PCIE硬盘，SAS主板和PCIE主板分时连接到同一个硬盘背板上，SAS主板和PCIE主板的SAS信号和PCIE信号共用第一连接器的同一个信号管脚；硬盘转接板包括SAS硬盘转接板和PCIE硬盘转接板，SAS硬盘转接板是将信号连接到硬盘接口的SAS信号管脚上，PCIE硬盘转接板是将信号连接到硬盘接口的PCIE信号管脚上，搭配SAS硬盘时，采用SAS硬盘转接板，搭配PCIE硬盘时时，采用PCIE硬盘转接板。

进一步的，硬盘背板上的信号阻抗为92ohm。

进一步的，第一连接器以及第二连接器均采用公母头对接高密度连接器。

通过本发明的方案，将硬盘背板上的SAS和PCIE信号设计成同一路信号，减少硬盘背板上的信号数，减少主板到硬盘背板的信号连接器数量，降低硬盘背板的设计复杂度，同时降低背板的成本。

附图说明

图1示出硬盘信号通道示意图。

图2示出本发明带有硬盘转接板的信号通道示意图。

图3示出本发明整体信号通道示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明主要设计思路如下：

为了减少信号数量，减少背板到主板的连接器数量，降低背板的设计复杂度，将SAS和PCIE两种不同的信号设计在相同的走线上。通过搭配不同的主板和不同的硬盘实现不同的信号协议。

为实现该设计，有以下两个问题需要解决：

第一，当前的硬盘是规范性硬盘，硬盘的接口形态有SAS，NVME等。其中SAS接口支持的是SAS硬盘，NVME接口支持的PCIE硬盘。

如图1所示，两种不同信号走在不同的信号管脚上，这种信号定义是固定的，这是国际规范，无法改变。

第二个，信号完整性问题，当前的SAS芯片和PCIE芯片的信号阻抗设计方式不同，SAS芯片内部的信号阻抗设计是支持100ohm阻抗，而PCIE芯片的信号阻抗设计是支持85ohm阻抗。在所有PCB板卡上，若走SAS信号，我们的阻抗要求是100ohm(欧姆)，如果是PCIE信号，我们的阻抗要求是85ohm阻抗，当硬盘背板的同一个信道同时支持SAS和PCIE时该如何设计。

针对第一个问题，为了满足背板上共用走线通道，并且不影响硬盘接口规范的情况下，本发明通告增加硬盘转接板解决。

如图2所示，在硬盘背板与硬盘之间增加硬盘转接板，为支持SAS和PCIE两种硬盘，需要设计两种不同的硬盘转接板。其一是：将信号通道连接到SAS通道上支持SAS硬盘。其二是：将信号通道连接器到PCIE通道上支持PCIE硬盘。

针对第二个问题，当硬盘背板的同一个信道同时支持SAS和PCIE时，为满足信号完整性，需要将背板上的信号设计成92ohm的阻抗。此种阻抗可以保证两种设计同时存在的信号最优化。

通过以上方案解决设计中遇到的两个问题，可实现同一个背板上的同一个信号通道支持两种不同的信号，以最终达到支持两种不同硬盘形态的目的。

本发明从主板至硬盘整体的信号通道如图3所示，该为了实现降低背板的设计复杂度，方法实现步骤如下：

1)、设计两种不同的主板，分别用于搭配SAS硬盘和PCIE硬盘，两种不同的主板分时连接到同一个硬盘背板上；

2)、将主板到硬盘背板间的信号通过高密度连接器传递，将步骤1)中所述的两种主板的SAS信号和PCIE信号共用背板连接器的同一个信号管脚；

通常情况下，存储服务器产品，主板与硬盘背板间多是以公母头对接的高密度连接器方式对接。

3)、硬盘背板与硬盘间增加硬盘转接板作为过渡板卡，硬盘背板与硬盘转接板之间通过公母头对接的连接器连接；

到达此步骤时，SAS和PCIE使用的始终是同一个信号通道。

4)、设计两种不同的硬盘转接板，一种硬盘转接板是将信号连接到硬盘接口的SAS信号管脚上，另外一种硬盘转接板是将信号连接到硬盘接口的PCIE信号管脚上。搭配SAS硬盘，需要的是SAS硬盘转接板，搭配PCIE硬盘时，需要的是PCIE硬盘转接板。

在此步骤时，将SAS和PCIE信号分离，以满足硬盘的接口规范。

根据本发明的一实施例，在设计硬盘背板板卡时，需要考虑SAS和PCIE两种信号的信号完整性，需要设计成满足两种信号的信号走线，例如将硬盘背板上的信号设计成92ohm的阻抗，此种阻抗可以保证两种设计同时存在的信号最优化。

此外本发明提供一种用于主板与硬盘连接的装置，该装置包括背板连接器、硬盘背板、连接器、硬盘转接板、硬盘接口，硬盘背板通过背板连接器与主板连接，硬盘背板与硬盘转接板之间通过连接器连接，硬盘转接板与硬盘之间通过硬盘接口连接，其中所述主板分为SAS主板和PCIE主板，分别用于搭配SAS硬盘和PCIE硬盘，SAS主板和PCIE主板分时连接到同一个硬盘背板上，SAS主板和PCIE主板的SAS信号和PCIE信号共用背板连接器的同一个信号管脚；硬盘转接板包括SAS硬盘转接板和PCIE硬盘转接板，SAS硬盘转接板是将信号连接到硬盘接口的SAS信号管脚上，PCIE硬盘转接板是将信号连接到硬盘接口的PCIE信号管脚上。即搭配SAS硬盘，需要的是SAS硬盘转接板，搭配PCIE硬盘时，需要的是PCIE硬盘转接板。

根据本发明的一实施例，在设计硬盘背板板卡时，考虑到SAS和PCIE两种信号的信号完整性，将硬盘背板上的信号设计成92ohm的阻抗，此种阻抗可以保证两种设计同时存在的信号最优化。

根据本发明的一实施例，其中背板连接器以及连接器均采用公母头对接高密度连接器。

本发明主要是将硬盘背板上的SAS和PCIE信号设计成同一路信号，并设计两种不同的硬盘转接板，搭配不同的硬盘的时候，用不同的硬盘转接板，减少硬盘背板上的信号数，减少主板到硬盘背板的信号连接器数量，降低硬盘背板的设计复杂度，同时降低背板的成本。

本技术方案可以用在所有的同时支持SAS和PCIE硬盘的背板上，可以应用在所有存储和服务器产品。

尽管在装置的上下文中已描述了一些方面，但明显的是这些方面也表示对应方法的描述，其中块或设备与方法步骤或方法步骤的特征相对应。类似地，在方法步骤的上下文中所描述的各方面也表示对应的块或项目或者对应装置的特征的描述。可以通过(或使用)如微处理器、可编程计算机、或电子电路之类的硬件装置来执行方法步骤中的一些或所有。可以通过此类装置来执行最重要的方法步骤中的某一个或多个。

所述实现可以采用硬件或采用软件或可以使用例如软盘、DVD、蓝光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、或闪存之类的具有被存储在其上的电子可读控制信号的数字存储介质来执行，所述电子可读控制信号与可编程计算机系统配合(或能够与其配合)以使得执行相应的方法。可以提供具有电子可读控制信号的数据载体，所述电子可读控制信号能够与可编程计算机系统配合以使得执行本文所描述的方法。

所述实现还可以采用具有程序代码的计算机程序产品的形式，当计算机程序产品在计算机上运行时，程序代码进行操作以执行该方法。可以在机器可读载体上存储程序代码。

以上所描述的仅是说明性，并且要理解的是，本文所描述的布置和细节的修改和变化对于本领域技术人员而言将是明显的。因此，意在仅由所附权利要求的范围而不是由通过以上描述和解释的方式所呈现的特定细节来限制。

Claims (7)

1.一种降低背板的设计复杂度的方法，其特征在于，包括：

1)、设计两种不同的主板，分别用于搭配SAS硬盘和PCIE硬盘，两种不同的主板分时连接到同一个硬盘背板上；

2)、将主板到硬盘背板间的信号通过高密度连接器传递，将步骤1)中所述的两种主板的SAS信号和PCIE信号共用背板连接器的同一个信号管脚；

3)、硬盘背板与硬盘间增加硬盘转接板作为过渡板卡，硬盘背板与硬盘转接板之间通过公母头对接的连接器连接；

4)、设计两种不同的硬盘转接板，一种硬盘转接板是将信号连接到硬盘接口的SAS信号管脚上，另外一种硬盘转接板是将信号连接到硬盘接口的PCIE信号管脚上，搭配SAS硬盘时，采用SAS硬盘转接板，搭配PCIE硬盘时，采用PCIE硬盘转接板。

2.根据权利要求1所述的降低背板的设计复杂度的方法，其中硬盘背板上的信号阻抗为92ohm。

3.根据权利要求1所述的降低背板的设计复杂度的方法，其中步骤2)中的高密度连接器采用公母头对接高密度连接器。

4.根据权利要求1所述的降低背板的设计复杂度的方法，其中步骤3)中的公母头对接的连接器采用公母头对接高密度连接器。

5.一种用于主板与硬盘连接的装置，其特征在于，包括第一连接器、硬盘背板、第二连接器、硬盘转接板、硬盘接口，硬盘背板通过第一连接器与主板连接，硬盘背板与硬盘转接板之间通过第二连接器连接，硬盘转接板与硬盘之间通过硬盘接口连接，其中所述主板分为SAS主板和PCIE主板，分别用于搭配SAS硬盘和PCIE硬盘，SAS主板和PCIE主板分时连接到同一个硬盘背板上，SAS主板和PCIE主板的SAS信号和PCIE信号共用第一连接器的同一个信号管脚；硬盘转接板包括SAS硬盘转接板和PCIE硬盘转接板，SAS硬盘转接板是将信号连接到硬盘接口的SAS信号管脚上，PCIE硬盘转接板是将信号连接到硬盘接口的PCIE信号管脚上，搭配SAS硬盘时，采用SAS硬盘转接板，搭配PCIE硬盘时时，采用PCIE硬盘转接板。

6.根据权利要求5所述的用于主板与硬盘连接的装置，其中硬盘背板上的信号阻抗为92ohm。

7.根据权利要求5所述的用于主板与硬盘连接的装置，其中第一连接器以及第二连接器均采用公母头对接高密度连接器。