CN107688375A - 一种支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板及其设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板及其设计方法，本发明通过将NVMe硬盘背板设计成可支持双控制器，提升了整机的可靠性，当一个控制器异常时，另一个控制器可继续访问硬盘，通过将NVMe硬盘背板设计为无源板卡，提升了NVMe硬盘背板的可靠性，当某一个NVMe硬盘转接板出现故障时，可以将此硬盘模块拔出，更换NVMe硬盘转接板后再插入，本发明维护时间短，维护成本低，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及硬盘背板的技术领域，具体涉及一种支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板及其设计方法。
背景技术
为提升普通服务器和存储类服务器产品的性能，硬盘模块也做了较大的改进，目前 NVMe(Non-Volatile Memory express)接口的硬盘已经流行起来。为保证NVMe硬盘的工作正常，NVMe背板的设计就变得尤为重要，尤其是对于存储类服务器产品。存储类服务器对产品可靠性要求较高，中高端存储类服务器产品一般是双控制器相互冗余设计，即两块控制器控制同一个硬盘。同时存储类服务器的NVMe硬盘背板一般设计在机箱的中部，作为整个系统的中转通路，不能随意的拔出插入，不好维护。所以NVMe硬盘背板的可靠性设计尤为重要。
发明内容
基于上述问题，本发明提出了一种支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板及其设计方法，将NVMe硬盘背板设计成无源板卡，减少板卡的故障率，提升可靠性。
本发明提供如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板，硬盘背板包括：第一控制器，第二控制器，NVMe硬盘，NVMe硬盘背板，NVMe硬盘转接板，指示灯线路以及电源线路；所述NVMe硬盘背板为无源NVMe硬盘背板；
所述第一控制器和第二控制器分别通过两个PCIE通道连接NVMe硬盘，所述指示灯线路以及电源线路位于NVMe硬盘转接板上，所述第一控制器、第二控制器与所述NVMe 硬盘背板连接，所述NVMe硬盘背板通过NVMe接口与NVMe硬盘转接板连接，所述NVMe 硬盘转接板与所述NVMe硬盘连接；所述NVMe硬盘的端口管脚在所述NVMe硬盘转接板上做下拉设计，将NVMe硬盘设计成双口模式。
所述NVMe硬盘转接板为小板卡。
每一个NVMe硬盘对应一个NVMe硬盘转接板。
所述NVMe硬盘转接板和NVMe硬盘设位于同一个硬盘框，作为整体插拔。
另外，本发明还提供了一种支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板设计方法，包括：
步骤101，将第一控制器和第二控制器分别通过两个PCIE通道连接NVMe硬盘；
步骤102，将所述第一控制器、第二控制器与NVMe硬盘背板连接，所述NVMe硬盘背板通过NVMe接口与NVMe硬盘转接板连接，所述NVMe硬盘转接板与NVMe硬盘连接；将指示灯线路以及电源线路设计在所述NVMe硬盘转接板上；
步骤103，所述NVMe硬盘的端口管脚在所述NVMe硬盘转接板上做下拉设计，将NVMe 硬盘设计成双口模式。
所述NVMe硬盘转接板为小板卡。
每一个NVMe硬盘对应一个NVMe硬盘转接板。
所述NVMe硬盘转接板和NVMe硬盘设位于同一个硬盘框，作为整体插拔。
本发明提供了一种支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板及其设计方法，本发明通过将NVMe硬盘背板设计成可支持双控制器，提升了整机的可靠性，当一个控制器异常时，另一个控制器可继续访问硬盘，通过将NVMe硬盘背板设计为无源板卡，提升了NVMe硬盘背板的可靠性，当某一个NVMe硬盘转接板出现故障时，可以将此硬盘模块拔出，更换NVMe硬盘转接板后再插入，本发明维护时间短，维护成本低，可靠性高。
附图说明
图1是现有技术的连接单控制器的示意图；
图2是本发明的连接双控制器的示意图；
图3是本发明的带有转接板连接双控制器的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
本发明要解决两个技术问题：第一，搭配NVMe硬盘背板时通过将NVMe接口设计成可支持双控制器的设计方式来实现整个存储类服务器产品的可靠性提升；第二，将NVMe 硬盘背板进行无源设计改良，来实现NVMe硬盘背板的可靠性提升。
为提升搭配NVMe硬盘的存储类服务器产品的可靠性，需要更改NVMe接口的配置方式，将NVMe接口更改为双口设计模式，目前很多NVMe硬盘支持这种模式，只不过服务器产品还没有用到。通过修改这种模式，可以将NVMe硬盘连接到两个独立的控制器，两个控制器可以分别独立的访问同一个NVMe硬盘，实现整机双控制器1+1冗余设计。
为提升NVMe硬盘背板的可靠性，减少此种硬盘背板的维护次数，需要实现NVMe 硬盘背板的无源设计，去掉NVMe硬盘背板上的有源器件和绝大部分的无源器件，真正将 NVMe硬盘背板仅仅作为一个信号的通道板卡，没有额外的线路设计。
为实现此目的，需要设计一个NVMe接口形态的硬盘转接板，将硬盘所需要的电源线路和指示灯等功能线路放在此硬盘转接板上。同时将NVMe硬盘转接板与NVMe硬盘作为一个整体设计到硬盘托架/硬盘框内，随同NVMe硬盘一同插拔。当某一个NVMe硬盘转接板出现故障时，可以将此硬盘模块拔出，更换NVMe硬盘转接板后再插入。
一方面，本发明的实施方式提供了一种支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板，附图1为现有技术的连接单控制器的示意图，附图2为本发明的连接双控制器的示意图，附图3为本发明的带有转接板连接双控制器的示意图，所述硬盘背板包括：
所述第一控制器和第二控制器分别通过两个PCIE通道连接NVMe硬盘，所述指示灯线路以及电源线路位于NVMe硬盘转接板上，所述第一控制器、第二控制器与所述NVMe 硬盘背板连接，所述NVMe硬盘背板通过NVMe接口与NVMe硬盘转接板连接，所述NVMe 硬盘转接板与所述NVMe硬盘连接；所述NVMe硬盘的端口管脚在所述NVMe硬盘转接板上做下拉设计，将NVMe硬盘设计成双口模式。
如附图1所示，是NVMe硬盘连接单控制器的方式，NVMe硬盘有一个管脚名叫dualportEn，此管脚在NVMe硬盘内上拉到电源，当此管脚在外部线路中没有连接是，NVMe硬盘设置成单控制器模块，硬盘通过四个PCIE通道只能连接到一个控制器。
如附图2所示，将dualportEn这个管脚在外部线路中做下拉处理，NVMe硬盘被设计成双口模式，此时NVMe硬盘可以通过四个PCIE通道连接到两个控制器，每个控制器连接两个PCIE通道，两个控制器可以独立访问同一个NVMe硬盘。通过此设计，可以实现整个存储类服务器双控制器1+1冗余设计。当一个控制器出现异常时，另一个控制器还能继续访问此硬盘。
将NVMe硬盘背板做无源设计，并且增加一个NVMe硬盘转接板，硬盘所需要的电源线路和指示灯线路都设计到NVMe硬盘转接板上。如附图3，两个控制器与无源NVMe硬盘背板相连，NVMe硬盘背板通过NVMe接口与NVMe硬盘转接板相连，NVMe硬盘转接板与NVMe硬盘相连。NVMe硬盘的dualportEn管脚在转接板上做下拉设计，将NVMe硬盘设计成双口模式。
将NVMe硬盘转接板设计成小板卡，每个NVMe硬盘对应一个NVMe硬盘转接板，同时更改结构设计，将NVMe硬盘转接板和NVMe硬盘设计到一个硬盘框内，作为一个整体插拔。
本发明的技术方案可以用在所有存储类服务器产品上。
本发明提供了一种支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板，本发明通过将NVMe硬盘背板设计成可支持双控制器，提升了整机的可靠性，当一个控制器异常时，另一个控制器可继续访问硬盘，通过将NVMe硬盘背板设计为无源板卡，提升了NVMe硬盘背板的可靠性，当某一个NVMe硬盘转接板出现故障时，可以将此硬盘模块拔出，更换NVMe硬盘转接板后再插入，本发明维护时间短，维护成本低，可靠性高。
另一方面，本发明的实施方式提供了一种支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板设计方法，附图1为现有技术的连接单控制器的示意图，附图2为本发明的连接双控制器的示意图，附图3为本发明的带有转接板连接双控制器的示意图，所述方法包括：
步骤101，将第一控制器和第二控制器分别通过两个PCIE通道连接NVMe硬盘；
如附图1所示，是NVMe硬盘连接单控制器的方式，NVMe硬盘有一个管脚名叫dualportEn，此管脚在NVMe硬盘内上拉到电源，当此管脚在外部线路中没有连接是，NVMe硬盘设置成单控制器模块，硬盘通过四个PCIE通道只能连接到一个控制器。
如附图2所示，将dualportEn这个管脚在外部线路中做下拉处理，NVMe硬盘被设计成双口模式，此时NVMe硬盘可以通过四个PCIE通道连接到两个控制器，每个控制器连接两个PCIE通道，两个控制器可以独立访问同一个NVMe硬盘。通过此设计，可以实现整个存储类服务器双控制器1+1冗余设计。当一个控制器出现异常时，另一个控制器还能继续访问此硬盘。
步骤102，将所述第一控制器、第二控制器与NVMe硬盘背板连接，所述NVMe硬盘背板通过NVMe接口与NVMe硬盘转接板连接，所述NVMe硬盘转接板与NVMe硬盘连接；将指示灯线路以及电源线路设计在所述NVMe硬盘转接板上；
将NVMe硬盘背板做无源设计，并且增加一个NVMe硬盘转接板，硬盘所需要的电源线路和指示灯线路都设计到NVMe硬盘转接板上。如附图3，两个控制器与无源NVMe硬盘背板相连，NVMe硬盘背板通过NVMe接口与NVMe硬盘转接板相连，NVMe硬盘转接板与NVMe硬盘相连。
步骤103，所述NVMe硬盘的端口管脚在所述NVMe硬盘转接板上做下拉设计，将NVMe硬盘设计成双口模式。
NVMe硬盘的dualportEn管脚在转接板上做下拉设计，将NVMe硬盘设计成双口模式。将NVMe硬盘转接板设计成小板卡，每个NVMe硬盘对应一个NVMe硬盘转接板，同时更改结构设计，将NVMe硬盘转接板和NVMe硬盘设计到一个硬盘框内，作为一个整体插拔。本发明的技术方案可以用在所有存储类服务器产品上。
本发明提供了一种支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板设计方法，本发明通过将NVMe硬盘背板设计成可支持双控制器，提升了整机的可靠性，当一个控制器异常时，另一个控制器可继续访问硬盘，通过将NVMe硬盘背板设计为无源板卡，提升了NVMe硬盘背板的可靠性，当某一个NVMe硬盘转接板出现故障时，可以将此硬盘模块拔出，更换NVMe 硬盘转接板后再插入，本发明维护时间短，维护成本低，可靠性高。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板，其特征在于：
硬盘背板包括：第一控制器，第二控制器，NVMe硬盘，NVMe硬盘背板，NVMe硬盘转接板，指示灯线路以及电源线路；所述NVMe硬盘背板为无源NVMe硬盘背板；
所述第一控制器和第二控制器分别通过两个PCIE通道连接NVMe硬盘，所述指示灯线路以及电源线路位于NVMe硬盘转接板上，所述第一控制器、第二控制器与所述NVMe硬盘背板连接，所述NVMe硬盘背板通过NVMe接口与NVMe硬盘转接板连接，所述NVMe硬盘转接板与所述NVMe硬盘连接；所述NVMe硬盘的端口管脚在所述NVMe硬盘转接板上做下拉设计，将NVMe硬盘设计成双口模式。
2.根据权利要求1所述的硬盘背板，其特征在于：所述NVMe硬盘转接板为小板卡。
3.根据权利要求1所述的硬盘背板，其特征在于：每一个NVMe硬盘对应一个NVMe硬盘转接板。
4.根据权利要求1所述的硬盘背板，其特征在于：所述NVMe硬盘转接板和NVMe硬盘设位于同一个硬盘框，作为整体插拔。
5.一种基于权利要求1-4之一所述的硬盘背板的支持双控制器和无源设计的NVMe硬盘背板设计方法，其特征在于：所述方法包括：
步骤101，将第一控制器和第二控制器分别通过两个PCIE通道连接NVMe硬盘；
步骤102，将所述第一控制器、第二控制器与NVMe硬盘背板连接，所述NVMe硬盘背板通过NVMe接口与NVMe硬盘转接板连接，所述NVMe硬盘转接板与NVMe硬盘连接；将指示灯线路以及电源线路设计在所述NVMe硬盘转接板上；
步骤103，所述NVMe硬盘的端口管脚在所述NVMe硬盘转接板上做下拉设计，将NVMe硬盘设计成双口模式。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述NVMe硬盘转接板为小板卡。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：每一个NVMe硬盘对应一个NVMe硬盘转接板。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述NVMe硬盘转接板和NVMe硬盘设位于同一个硬盘框，作为整体插拔。
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