CN107590040A - 一种硬盘背板及计算机装置、硬盘故障检测方法及存储器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种硬盘背板及计算机装置、硬盘故障检测方法及存储器，该硬盘背板包括硬盘接口、硬盘电源线，还包括：电流传感器，所述电流传感器用于监测对应的硬盘电源线的电流值；电压传感器，所述电压传感器用于监测对应的硬盘电源线的电压值；FPGA芯片，所述FPGA芯片与所述电流传感器、所述电压传感器连接，用于接收所述电流值、所述电压值；所述FPGA芯片与硬盘接口中的SMBus总线连接；所述FPGA芯片用于判断所述电压值、所述电流值是否在预设正常范围；如果否，则发出警报。本发明中采用电压传感器，电流传感器检测对应的硬盘电源线的电压、电流，FPGA芯片判断电压，电流是否正常，在不正常时，发出警报。从而能够准确高效的进行硬盘故障定位。

Description

一种硬盘背板及计算机装置、硬盘故障检测方法及存储器

技术领域

本发明涉及存储设备技术领域，特别涉及一种硬盘背板及计算机装置、硬盘故障检测方法及存储器。

背景技术

服务器的存储系统一般包括硬盘、硬盘背板及主板。一块或多块硬盘通过硬盘背板与主板连接。随着SSD(Solid State Drives，固态硬盘)技术的不断成熟以及NVMe(Non-Volatile Memory express)标准的推出，NVMe是一种建立在M.2接口上的类似AHCI(SerialATA Advanced Host Controller Interface，串行ATA高级主控接口/高级主机控制器接口)的一种协议,是专门为闪存类存储设计的协议。支持NVMe标准的SSD逐渐开始应用到服务器领域作为服务器硬盘的选项之一。

NVMe标准规定SSD通过PCIe(peripheral component interconnect express，高速串行计算机扩展总线标准)接口实现硬盘与主板之间的数据交互并通过SMBus总线作为带外管理接口对SSD进行管理，通常，支持NVMe SSD的硬盘背板包括若干个支持NVMe的硬盘接口(M.2或者U.2接口)、电源接口以及电平转换等硬盘驱动电路。

然而，通常服务器的主板具有一定的硬盘故障诊断功能，一般是通过监测PCIe接口的状态或通过带外管理接口读取SSD内部信息实现，但现有技术中当主板与SSD之间的数据传输出现故障时，很难判断是由于主板问题还是由于SSD问题或者传输路径问题导致的故障，判断硬盘故障通常需要极为复杂的算法，且故障定位的准确性不高，而硬盘背板只是作为扩展硬盘接口的转接板使用，本身不具备硬盘故障诊断的功能。

因此，如何解决准确高效的进行硬盘故障定位是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硬盘背板及计算机装置、硬盘故障检测方法及存储器，能够准确高效的进行硬盘故障定位和报警。其具体方案如下：

第一方面，本发明提供一种硬盘背板，包括硬盘接口、硬盘电源线，还包括：

电流传感器，所述电流传感器用于监测对应的硬盘电源线的电流值；

电压传感器，所述电压传感器用于监测对应的硬盘电源线的电压值；

FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片，所述FPGA芯片与所述电流传感器、所述电压传感器连接，用于接收所述电流值、所述电压值；所述FPGA芯片与硬盘接口中的SMBus(System Management Bus，系统管理总线)总线连接；所述FPGA芯片用于判断所述电压值、所述电流值是否在预设正常范围；如果否，则发出警报。

优选地，所述FPGA芯片设置有与所述硬盘接口相同数量个SMBus模块，用于分别与对应的硬盘接口中的SMBus总线连接。

优选地，还包括：

电流采样电阻，所述电流采样电阻串联于所述硬盘电源线中；

相应地，所述电流传感器与所述电流采样电阻并联。

优选地，还包括：

I2C(Inter－Integrated Circuit，两线式串行总线)总线，用于连接所述FPGA芯片与所述电流传感器、所述电压传感器。

优选地，所述FPGA芯片设置有I2C总线模块用于管理所述电流传感器、所述电压传感器。

第二方面，本发明提供一种计算机装置，包括上述任一种硬盘背板，以及与所述硬盘背板连接的主板。

优选地，所述FPGA芯片，用于实时获取硬盘信息并存储；

所述主板，用于当主板与所述硬盘不能正常通信时，向所述FPGA芯片发出硬盘信息请求；如果接收不到硬盘信息响应，则判定所述故障发生在所述主板或线路；如果接收到所述硬盘信息响应，则根据所述硬盘信息响应判定故障位置。

第三发面，本发明提供一种硬盘故障检测方法，应用于上述任一种计算机装置，包括：

获取硬盘电源线的电流值、硬盘电源线的电压值；

判断所述电压值、所述电流值是否在预设正常范围；

如果否，则发出警报。

优选地，还包括：

将FPGA芯片配置为：实时获取硬盘信息并存储；

将主板配置为：当主板与所述硬盘不能正常通信时，向所述FPGA芯片发出硬盘信息请求；

如果接收不到硬盘信息响应，则判定所述故障发生在所述主板或线路；

如果接收到所述硬盘信息响应，则根据该硬盘信息响应判定故障位置。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储器，所述计算机可读存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述硬盘故障检测方法的步骤。

本发明提供一种硬盘背板，包括硬盘接口、硬盘电源线，还包括：电流传感器，所述电流传感器用于监测对应的硬盘电源线的电流值；电压传感器，所述电压传感器用于监测对应的硬盘电源线的电压值；FPGA芯片，所述FPGA芯片与所述电流传感器、所述电压传感器连接，用于接收所述电流值、所述电压值；所述FPGA芯片与硬盘接口中的SMBus总线连接；所述FPGA芯片用于判断所述电压值、所述电流值是否在预设正常范围；如果否，则发出警报。

本发明中采用电压传感器，电流传感器检测对应的硬盘电源线的电压、电流，FPGA芯片判断电压，电流是否正常，在不正常时，发出警报。从而能够准确高效的进行硬盘故障定位。

本发明提供的计算机装置、硬盘故障检测方法及存储器也具有上述有益效果，不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明第一种具体实施方式提供的一种硬盘背板的组成示意图；

图2为本发明第二种具体实施方式提供的一种计算机装置组成示意图；

图3为本发明第三种具体实施方式提供的硬盘故障检测方法的流程图；

图4为本发明第四种具体实施方式提供的硬盘故障检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明第一种具体实施方式提供的一种硬盘背板的组成示意图。

在第一种该具体实施方式中，本发明实施例提供硬盘背板100，包括硬盘接口101、硬盘电源线102。一般地，常用的硬盘接口为SATA硬盘接口或SAS硬盘接口，但是现在采用的固态硬盘中采用NVMe硬盘接口，能够大幅度提高硬盘的读写速度。存储领域的磁盘介质是关键的设备，所有数据和信息都要存放在磁盘介质上，而数据的读取速度则是由磁盘介质的连接接口决定的。硬盘电源线102为由硬盘电源总线分出的对硬盘进行供电的线路。

值得指出的是，硬盘背板100上一般包括由很多硬盘接口，这里只是标记硬盘接口101以对本实施例做说明，同样的硬盘电源线与硬盘相对应的也有很多的，这里标记硬盘电源线102是为了本实施例说明方便。

该硬盘背板100还包括：电流传感器103，所述电流传感器103用于监测对应的硬盘电源线102的电流值。电流传感器，是一种检测装置，能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。电流传感器依据测量原理不同，主要可分为：分流器、电磁式电流互感器、电子式电流互感器等。

进一步地，本实施例中的电流传感器103采用分流器，也就是说在硬盘电源线102上串联电流采样电阻107，相应地，所述电流传感器103与所述电流采样电阻107并联。

该硬盘背板100还包括：电压传感器104，所述电压传感器104用于监测对应的硬盘电源线102的电压值。电压传感器，是一种检测装置，能感受到被测电压的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

该硬盘背板100还包括：FPGA芯片105，所述FPGA芯片105与所述电流传感器103、所述电压传感器104连接，用于接收所述电流值、所述电压值；所述FPGA芯片105与硬盘接口101中的SMBus总线106连接；所述FPGA芯片105用于判断所述电压值、所述电流值是否在预设正常范围；如果否，则发出警报。

进一步地，所述FPGA芯片105设置有与所述硬盘接口101相同数量个SMBus模块，用于分别与对应的硬盘接口中的SMBus总线连接，，给FPGA的每个SMBus模块分配一个单独的总线地址，使FPGA的每个SMBus模块成为SMBus总线的一个从设备。在实际中，硬盘背板上设置有多个硬盘，每个硬盘都有自己的硬盘接口，相应地，就要设置对应的SMBus模块，并且采用SMBus总线与对应硬盘接口中的SMBus总线连接。

更进进一步地，所述FPGA芯片105设置有I2C总线模块用于管理所述电流传感器103、所述电压传感器104。I2C总线108，用于连接所述FPGA芯片105与所述电流传感器103、所述电压传感器104。电流传感器和电压传感器与FPGA芯片105连接，一般采用I2C总线108，I2C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。

请参考图2，图2为本发明第二种具体实施方式提供的一种计算机装置组成示意图。

在本发明的第二种具体实施方式中，本发明实施例提供一种计算机装置200，包括上述第一种具体实施方式中的硬盘背板100，以及与所述硬盘背板连接的主板201。

一般地，计算机装置中不仅要具有硬盘等存储介质，还要有主板，用来连接其他的各种器件，主板是各种器件实现功能的基础。

优选地，所述FPGA芯片105，用于实时获取硬盘信息并存储；

所述主板，用于当主板与所述硬盘不能正常通信时，向所述FPGA芯片发出硬盘信息请求；如果接收不到硬盘信息响应，则判定所述故障发生在所述主板或线路；如果接收到所述硬盘信息响应，则根据所述硬盘信息响应判定故障位置。

主板通过SMBus总线读取硬盘的信息，当主板上连接有大量的硬盘时，可能会因为每次获取硬盘信息的时间间隔太大，而不能及时获取到硬盘已经损坏的信息。这时就可以采用FPGA芯片105来实时获取硬盘信息并且暂时存储起来。硬盘信息内容很多，比如SSD硬盘：不同的厂商、型号其SSD其内部信息是不一样的，但一般应包括SSD内部的一些运行参数以及异常报警，这些信息对于故障定位是有帮助的。

如果主板能够与FPGA芯片建立通信，那么就说明主板201和通信线路是没有问题的，这时就可以利用获取到的硬盘信息来判断硬盘的故障情况。

如果主板不能与FPGA芯片105建立通信，那么就说明主板201或则通信线路可能出现问题。这样就定位出了故障问题。

请参考图3，图3为本发明第三种具体实施方式提供的硬盘故障检测方法的流程图。

在本发明的第三种具体实施方式中，本发明实施例提供一种硬盘故障检测方法，应用于上述第二种具体实施方式中的计算机装置，该方法包括：

S11：获取硬盘电源线的电流值、硬盘电源线的电压值；

S12：判断所述电压值、所述电流值是否在预设正常范围；

S13：如果所述电压值、所述电流值不在所述预设正常范围，则发出警报。

本发明实施例提供的硬盘故障检测方法，首先要获取硬盘的电流值和电压值，通常可以采用电压传感器和电流传感器在硬盘电源线的位置进行获取。当硬盘出现故障时，一般情况下，电压或则电流会出现不稳定的情况，比如硬盘出现死机、复位、异常掉电等情况，电压，电流的情况都有不同。

获取到电压值和电流值后，判断这些值是否在正常的范围，如果不在预设正常范围，则向主板发送警报信号。

值得指出的是，即使是硬盘的正常电压和电流也都是在一定范围内波动的，这属于正常情况。所以在对电压值和电流值进行判断的时候，需要判定电压值或电流值是不是在正常范围内。

请参考图4，图4为本发明第四种具体实施方式提供的硬盘故障检测方法的流程图。

该方法包括：

S21：将FPGA芯片配置为：实时获取硬盘信息并存储；

S22：将主板配置为：当主板与所述硬盘不能正常通信时，向所述FPGA芯片发出硬盘信息请求；

S23：如果接收不到硬盘信息响应，则判定所述故障发生在所述主板或线路；如果接收到所述硬盘信息响应，则根据该硬盘信息响应判定故障位置。

主板通过SMBus总线读取硬盘的信息，当主板上连接有大量的硬盘时，可能会因为每次获取硬盘信息的时间间隔太大，而不能及时获取到硬盘已经损坏的信息。这时就可以采用FPGA芯片105来实时获取硬盘信息并且暂时存储起来。硬盘信息内容很多，比如SSD硬盘：不同的厂商、型号其SSD其内部信息是不一样的，但一般应包括SSD内部的一些运行参数以及异常报警，这些信息对于故障定位是有帮助的。

如果主板能够与FPGA芯片建立通信，那么就说明主板201和通信线路是没有问题的，这时就可以利用获取到的硬盘信息来判断硬盘的故障情况。

如果主板不能与FPGA芯片105建立通信，那么就说明主板201或则通信线路可能出现问题。这样就定位出了故障问题。

本发明提供的第四种具体实施方式可以和第三种具体实施方式一起使用，也可以单独使用，也具有故障定位的有益效果。

本发明提供一种计算机可读存储器，所述计算机可读存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第三种具体实施方式或第四种具体实施方式的硬盘故障检测方法的步骤。

值得指出的是，上述第一种、第二种、第三种、第四种具体实施方式中的硬盘可以为固态硬盘。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种硬盘背板及计算机装置、硬盘故障检测方法及存储器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种硬盘背板，包括硬盘接口、硬盘电源线，其特征在于，还包括：

电流传感器，用于监测对应的硬盘电源线的电流值；

电压传感器，用于监测对应的硬盘电源线的电压值；

FPGA芯片，所述FPGA芯片与所述电流传感器、所述电压传感器连接，用于接收所述电流值、所述电压值；所述FPGA芯片与硬盘接口中的SMBus总线连接；所述FPGA芯片用于判断所述电压值、所述电流值是否在预设正常范围；如果否，则发出警报。

2.根据权利要求1所述的硬盘背板，其特征在于，所述FPGA芯片设置有与所述硬盘接口相同数量个SMBus模块，用于分别与对应的硬盘接口中的SMBus总线连接。

3.根据权利要求1所述的硬盘背板，其特征在于，还包括：

电流采样电阻，所述电流采样电阻串联于所述硬盘电源线中；

相应地，所述电流传感器与所述电流采样电阻并联。

4.根据权利要求1至3任一项所述的硬盘背板，其特征在于，还包括：

I2C总线，用于连接所述FPGA芯片与所述电流传感器、所述电压传感器。

5.根据权利要求4所述的硬盘背板，其特征在于，所述FPGA芯片设置有I2C总线模块用于管理所述电流传感器、所述电压传感器。

6.一种计算机装置，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的硬盘背板，以及与所述硬盘背板连接的主板。

7.根据权利要求6所述的计算机装置，其特征在于，

所述FPGA芯片，还用于实时获取硬盘信息并存储；

所述主板，还用于当主板与所述硬盘不能正常通信时，向所述FPGA芯片发出硬盘信息请求；如果接收不到硬盘信息响应，则判定所述故障发生在所述主板或线路；如果接收到所述硬盘信息响应，则根据所述硬盘信息响应判定故障位置。

8.一种硬盘故障检测方法，应用于如权利要求6或7所述的计算机装置，其特征在于，包括：

获取硬盘电源线的电流值、硬盘电源线的电压值；

判断所述电压值、所述电流值是否在预设正常范围；

如果否，则发出警报。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

将FPGA芯片配置为：实时获取硬盘信息并存储；

将主板配置为：当主板与所述硬盘不能正常通信时，向所述FPGA芯片发出硬盘信息请求；

如果接收不到硬盘信息响应，则判定所述故障发生在所述主板或线路；

如果接收到所述硬盘信息响应，则根据该硬盘信息响应判定故障位置。

10.一种计算机可读存储器，其特征在于，所述计算机可读存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8或9所述硬盘故障检测方法的步骤。