CN108845763A - 一种可集中管理硬盘状态的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种可集中管理硬盘状态的系统及方法，该系统包括采集模块和板卡，板卡与服务器主板可抽拉式连接，板卡包括连接器、CPLD和显示模块。采集模块用于采集硬盘运行状态，并将硬盘运行状态传输至CPLD；连接器的一端通过排线与采集模块连接、另一端与CPLD的输入端连接，CPLD的输出端与显示模块连接。该方法首先获取硬盘运行状态，并通过排线将硬盘运行状态传输至CPLD；其次CPLD对硬盘运行状态进行解码；然后根据解码结果，CPLD向显示模块发送控制命令；最后显示模块根据所获取的控制命令，对硬盘状态进行显示。通过本申请中的系统和方法，能够集中管理和查看硬盘运行状态，有利于提高硬盘状态管理的准确性，且有利于减少存储系统的设计成本。

Description

一种可集中管理硬盘状态的系统及方法
技术领域
本申请涉服务器板卡技术领域，特别是涉及一种可集中管理硬盘状态的系统及方法。
背景技术
在高密度存储系统中，如何直观展现硬盘的运行状态，与存储系统整体的结构设计密切相关。如在1U存储系统设计支持12LFF HDD(3.5寸硬盘)和24SFF HDD(2.5寸硬盘)，3U存储系统设计支持48LFF HDD(3.5寸硬盘),4U存储系统设计支持100LFF HDD。如何通过不同存储系统的PCBA设计，查看硬盘的运行状态是个重要问题。
目前高密度存储系统设计中，主要通过直接查看硬盘背板上的LED灯，来查看硬盘的运行状态。具体地，将显示硬盘状态的LED制作在高密度存储系统的PCBA(PrintedCircuit Board Assembly，印刷电路板)上，然后通过硬盘托架上的导光柱将LED的状态引导至系统前端，用于监视系统硬盘运行的状态；或者直接通过导光柱将LED的状态引导至系统前端，用于监视系统硬盘运行的状态。
然而，通过硬盘托架上的导光柱将PCB板上的LED灯引导至硬盘托架的方式，由于大部分硬盘在机箱内部，需将机箱打开才能观察到硬盘的运行状态，因此，不方便查看硬盘状态。直接通过导光柱将PCB板上的LED灯引导至系统前端的方式，需要排布导光柱在整个机箱内的走线，而且导光柱会占用机箱空间，且不易固定，因此生产组装复杂，且成本高。
发明内容
本申请提供了一种可集中管理硬盘状态的系统及方法，以解决现有技术中无法准确而方便地查看硬盘状态的问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
一种可集中管理硬盘状态的系统，所述系统包括：采集模块和板卡，其中，所述板卡与服务器主板可抽拉式连接，所述板卡包括连接器、CPLD(Complex Programmable LogicDevice，复杂可编程逻辑器件)和显示模块，所述连接器的一端与采集模块连接，所述连接器的另一端与CPLD的输入端连接，所述CPLD的输出端与显示模块连接；
所述采集模块，用于采集硬盘运行状态，并将硬盘运行状态传输至CPLD；
所述CPLD，用于对所获取的硬盘运行状态进行解码，并根据解码结果控制显示模块对硬盘运行状态进行显示。
可选地，所述显示模块包括LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)总显示器和多组LED，每组LED与一个硬盘相匹配，所述CPLD的输出端与LED总显示器连接，所述CPLD的输出端还分别与多组LED中的任意一组LED连接；
所述LED总显示器用于显示整个存储系统的运行状态；
所述LED用于显示存储系统中每个硬盘的Active、Locate和Fault状态。
可选地，所述采集模块包括控制芯片和排线，所述控制芯片设置于服务器主板内，所述控制芯片将硬盘状态通过排线传输至CPLD。
可选地，所述排线包括SGPIO(一种并行转串行的低速总线)总线或I2C(Inter-Integrated Circuit，连接微控制器及其外围设备)总线。
可选地，所述采集模块包括控制芯片，所述控制芯片通过设置于控制芯片上的IO引脚将硬盘状态传输至CPLD。
可选地，所述硬盘包括SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附件)硬盘、SAS(Serial Attached SCSI,串行附接SCSI或串行附接小型计算机系统接口)硬盘或NVMe(Non-Volatile Memory express，非易失性内存主机控制器接口规范)硬盘。
可选地，当所述硬盘为SATA硬盘时，控制芯片为SATA controller或SATAexpander；当所述硬盘为SAS硬盘时，控制芯片为SAS controller或SAS expander；当所述硬盘为NVMe硬盘时，控制芯片为CPU或PCIE(Peripheral Component InterconnectExpress，一种高速串行计算机扩展总线标准)Switch。
一种可集中管理硬盘状态的方法，所述方法包括：
获取硬盘运行状态，并通过排线将硬盘运行状态传输至CPLD；
CPLD对硬盘运行状态进行解码；
根据解码结果，CPLD向显示模块发送控制命令；
显示模块根据所获取的控制命令，对硬盘状态进行显示。
可选地，所述显示模块包括LED总显示器和多组LED，每组LED与一个硬盘相匹配，所述CPLD的输出端与LED总显示器连接，所述CPLD的输出端还分别与多组LED中的任意一组LED连接；
所述LED总显示器用于显示整个存储系统的运行状态；
所述LED用于显示存储系统中每个硬盘的状态。
可选地，所述根据解码结果，CPLD向显示模块发送控制命令的方法，包括：
如果解码结果为所有硬盘正常运行，CPLD向LED总显示器发送整个存储系统正常运行的控制指令，且CPLD向任意一组LED发送所述任意一组LED所对应硬盘的Active状态命令和Locate状态命令；
如果解码结果为至少有一个硬盘发生故障，CPLD向LED总显示器发送整个存储系统运行异常的控制指令，且CPLD向故障硬盘所匹配的LED发送点亮硬盘Fault状态的命令。
本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请提供一种可集中管理硬盘状态的系统，该系统包括采集模块和板卡，其中板卡与服务器主板之间可抽拉式连接，且板卡包括连接器、CPLD和显示模块。采集模块用于采集硬盘运行状态，并将硬盘运行状态传输至CPLD；连接器的一端通过排线与采集模块连接，连接器的另一端与CPLD的输入端连接，CPLD的输出端与显示模块连接。本申请通过采集模块将硬盘状态信息传递至板卡的CPLD中，通过CPLD对来自采集模块的硬盘状态信息进行解码，CPLD根据解码结果控制显示模块对硬盘状态进行显示，从而实现硬盘的集中管理。
另外，本申请中显示模块包括LED总显示器和多组LED，每组LED与一个硬盘相匹配，通过LED总显示器能够显示整个存储系统的运行状态，通过每组LED能够显示每个硬盘的三种运行状态。当LED总显示器显示故障时，表明至少有一个硬盘发生故障，然后再打开板卡，根据板卡中LED状态查找发生故障的硬盘。因此，本申请中的硬盘状态管理更加方便。且本申请中控制芯片通过排线连接板卡上的连接器，该排线采用SGPIO总线或I2C总线这种低速总线，使得本申请使用少量信号线即可将硬盘状态传输至板卡，实现硬盘的集中管理。因此，这种管理系统不会占用机箱空间，且通过CPLD能够准确地反映硬盘运行状态。
本申请还提供一种可集中管理硬盘状态的方法，该方法首先获取硬盘运行状态，并通过排线将硬盘运行状态传输至CPLD；其次CPLD对硬盘运行状态进行解码；然后根据解码结果，CPLD向显示模块发送控制命令；最后显示模块根据所获取的控制命令，对硬盘状态进行显示。本申请中的方法避免采用导光柱，在使用少量信号线的情况下，即可将硬盘状态传递至CPLD，从而实现硬盘的集中管理。而且，本申请中的方法，既对整个存储系统的运行状态进行显示，又对存储系统中每个硬盘的状态进行显示，CPLD能够对所获取的硬盘运行状态进行解码，产生分别控制LED总显示器的控制命令，和控制每个LED的控制命令。当LED总显示器显示故障时，表明至少有一个硬盘发生故障，然后再打开板卡，根据板卡中LED状态查找发生故障的硬盘。因此，本申请中的硬盘状态管理更加方便快捷。而且本申请通过CPLD对硬盘状态进行管理和控制，有利于提高硬盘状态管理的准确性和可靠性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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，对于本领域普通技术人员而言，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他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种可集中管理硬盘状态的系统的结构示意图；
图2为本申请实施例中SGPIO传输方式原理图；
图3为本申请实施例中可集中管理硬盘状态的系统的工作原理图；
图4为本申请实施例中板卡与服务器主板之间可抽拉连接方式的示意图；
图5为本申请实施例所提供的一种可集中管理硬盘状态的方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
为了更好地理解本申请，下面结合附图来详细解释本申请的实施方式。
实施例一
参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种可集中管理硬盘状态的系统的结构示意图。由图1可知，本申请中可集中管理硬盘状态的系统主要包括采集模块和板卡两个部分。其中板卡包括依次连接的连接器、CPLD和显示模块，连接器的一端与采集模块连接，连接器的另一端与CPLD的输入端连接，CPLD的输出端与显示模块连接。采集模块用于采集硬盘运行状态，并将硬盘运行状态传输至CPLD；CPLD用于对所获取的硬盘运行状态进行解码，并根据解码结果控制显示模块对硬盘运行状态进行显示。
本实施例中，CPLD内置于板卡中，LED总显示器设置于板卡中朝向观察者的一端，多组LED平放于板卡中同一个平面内。
本实施中显示模块包括LED总显示器和多组LED，每组LED与一个硬盘相匹配。CPLD的输出端与LED总显示器连接，CPLD的输出端还分别与多组LED中的任意一组LED连接。其中，LED总显示器用于显示整个存储系统的运行状态；LED用于显示存储系统中每个硬盘的Active、Locate和Fault状态。
通常，当硬盘正常运行且无读写操作时，该硬盘所对应的一组LED中Active LED为常亮绿色；当硬盘正常运行且系统对硬盘进行读写时，该硬盘所对应一组LED中Active LED为绿色闪烁。当系统定位硬盘时，该硬盘所对应一组LED中Locate LED点亮。当硬盘损坏、运行出错或者需要更换硬盘时，该硬盘所对应一组LED中Fault LED点亮。
本实施例中显示模块包括LED总显示器，当存储系统中任何一颗硬盘出现问题时，LED总显示器为红色，显示报警；当存储系统中所有硬盘均正常运行时，LED总显示器为绿色，显示整个存储系统处于正常运行状态。使用者需要查看当前存储系统中的硬盘状态时，可以先查看LED总显示器，当LED总显示器为绿色时，不用打开板卡即可获知整个存储系统中所有硬盘均处于正常运行状态；当LED总显示器为红色时，表明当前存储系统中至少有一个硬盘发生故障，然后再打开板卡，根据板卡中LED状态查找发生故障的硬盘。因此，采用本申请中的系统对硬盘状态进行管理，更加方便快捷。
进一步地，本实施例中采集模块包括控制芯片和排线，控制芯片设置于服务器主板内，控制芯片将硬盘状态通过排线传输至CPLD。
控制芯片可以采用SAS controller或SAS expander，排线可以采用SGPIO总线或I2C总线，SGPIO总线或I2C总线均为低速总线。本申实施例使用少量信号线即可将硬盘状态传输至板卡，实现硬盘状态的集中管理。因此，这种管理系统不会占用机箱空间，且通过CPLD能够准确地反映硬盘运行状态。
进一步地，本实施例中采集模块也可以只包括控制芯片，控制芯片通过设置于其自身的IO引脚将硬盘状态传输至CPLD，从而实现对硬盘状态的集中管理。
本实施例中硬盘主要包括：SATA硬盘、SAS硬盘或NVMe硬盘这些常见硬盘。当硬盘为SATA硬盘时，控制芯片为SATA controller或SATA expander，例如：SATA硬盘的控制芯片可以采用南桥芯片。当硬盘为SAS硬盘时，控制芯片为SAS controller或SAS expander。当硬盘为NVMe硬盘时，控制芯片为CPU或PCIE Switch。
本实施例中，CPLD的引脚数量根据存储系统所支持硬盘数量而定，且每个硬盘对应3个GPIO，分别用于控制该硬盘所对应的LED。
参见图2，图2为SGPIO传输方式原理图。以SGPIO为例，本实施例中硬盘LED状态的传输过程为：SGPIO在时钟移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后。其中，高位数据和低位数据为两根单向数据线，这两根单向数据线采用全双工通信、无寻址机制，在实际应用中可达几Mbps。本实施例中可根据用户所需求硬盘的数量，定义一次传输的bits，每个硬盘一次占用3个bits，3个bits分别为active，locate和fault。而且本实施例中采用CPLD来解码SGPIO，并控制对应硬盘的LED状态。
参见图3，图3为本实施例中可集中管理硬盘状态的系统的工作原理图，图3中LED0代表LED总显示器。由图3可知，本实施例中的板卡通过排线连接到控制芯片SAScontroller、SATA controller或PCIE Switch，排线内使用SGPIO或者I2C低速总线传递信息；每个硬盘对应自身运行状态的LED，LED下标有硬盘的位置信息，以方便快速定位；LED0能够指示整个系统硬盘运行的状态，当所有硬盘运行正常时候，LED0为绿色，一旦某颗硬盘出现问题，LED0为红色，提示用户将该板卡弹出，检查发生故障的硬盘的具体位置。LED0设计在整个板卡的前端，安装进入系统后，可以直接观察到LED0的状态。
另外，本实施例中板卡与服务器主板之间采用可抽拉式连接，板卡可以设置于服务器的硬盘背板侧边、服务器机箱挂耳旁或服务器硬盘背板的下面。板卡的具体放置位置，根据实际情况中具体机构设计来确定，以方便取出查看为目的。板卡与服务器主板之间可抽拉的连接方式可以参见图4。
综上所述，本实施例通过单独设计一个板卡，能够集中管理硬盘的运行状态，且可以方便检查到所有硬盘的运行状态。对于高密度存储，本实施例取消导光柱的设计，有利于提高硬盘状态管理的准确性，而且有利于节省服务器主板的空间，从而能够减少存储系统的设计成本。另外，本实施例主要采用CPLD和少量几根信号线，其结构简单，便于推广使用。
实施例二
在图1-图4所示实施例的基础之上参见图5，图5为本申请实施例所提供的一种可集中管理硬盘状态的方法的流程示意图。由图5可知，本申请中可集中管理硬盘状态的方法包括如下步骤：
S1：获取硬盘运行状态，并通过排线将硬盘运行状态传输至CPLD。
S2：CPLD对硬盘运行状态进行解码。
CPLD对所获取的硬盘运行状态进行解码的方法，采用现有技术中的方法，在此不再赘述。
S3：根据解码结果，CPLD向显示模块发送控制命令。
本实施例中显示模块包括LED总显示器和多组LED，每组LED与一个硬盘相匹配，CPLD的输出端与LED总显示器连接，且CPLD的输出端还分别与多组LED中的任意一组LED连接。LED总显示器用于显示整个存储系统的运行状态；LED用于显示存储系统中每个硬盘的状态。
具体地，步骤S3包括如下过程：
S31：如果解码结果为所有硬盘正常运行，CPLD向LED总显示器发送整个存储系统正常运行的控制指令，且CPLD向任意一组LED发送所述任意一组LED所对应硬盘的Active状态命令和Locate状态命令。
S32：如果解码结果为至少有一个硬盘发生故障，CPLD向LED总显示器发送整个存储系统运行异常的控制指令，且CPLD向故障硬盘所匹配的LED发送点亮硬盘Fault状态的命令。
S4：显示模块根据所获取的控制命令，对硬盘状态进行显示。
该实施例未详细描述的部分可以参见图1-图4所示的实施例二，两个实施例之间可以互相参照，在此不再赘述。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要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 (10)

1.一种可集中管理硬盘状态的系统，其特征在于，所述系统包括：采集模块和板卡，其中，所述板卡与服务器主板可抽拉式连接，所述板卡包括连接器、CPLD和显示模块，所述连接器的一端与采集模块连接，所述连接器的另一端与CPLD的输入端连接，所述CPLD的输出端与显示模块连接；
所述采集模块，用于采集硬盘运行状态，并将硬盘运行状态传输至CPLD；
所述CPLD，用于对所获取的硬盘运行状态进行解码，并根据解码结果控制显示模块对硬盘运行状态进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种可集中管理硬盘状态的系统，其特征在于，所述显示模块包括LED总显示器和多组LED，每组LED与一个硬盘相匹配，所述CPLD的输出端与LED总显示器连接，所述CPLD的输出端还分别与多组LED中的任意一组LED连接；
所述LED总显示器用于显示整个存储系统的运行状态；
所述LED用于显示存储系统中每个硬盘的Active、Locate和Fault状态。
3.根据权利要求1所述的一种可集中管理硬盘状态的系统，其特征在于，所述采集模块包括控制芯片和排线，所述控制芯片设置于服务器主板内，所述控制芯片将硬盘状态通过排线传输至CPLD。
4.根据权利要求3所述的一种可集中管理硬盘状态的系统，其特征在于，所述排线包括SGPIO总线或I2C总线。
5.根据权利要求1所述的一种可集中管理硬盘状态的系统，其特征在于，所述采集模块包括控制芯片，所述控制芯片通过设置于控制芯片上的IO引脚将硬盘状态传输至CPLD。
6.根据权利要求1-5中任一所述的一种可集中管理硬盘状态的系统，其特征在于，所述硬盘包括SATA硬盘、SAS硬盘或NVMe硬盘。
7.根据权利要求6所述的一种可集中管理硬盘状态的系统，其特征在于，当所述硬盘为SATA硬盘时，控制芯片为SATA controller或SATA expander；当所述硬盘为SAS硬盘时，控制芯片为SAS controller或SAS expander；当所述硬盘为NVMe硬盘时，控制芯片为CPU或PCIE Switch。
8.一种可集中管理硬盘状态的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取硬盘运行状态，并通过排线将硬盘运行状态传输至CPLD；
CPLD对硬盘运行状态进行解码；
根据解码结果，CPLD向显示模块发送控制命令；
显示模块根据所获取的控制命令，对硬盘状态进行显示。
9.根据权利要求8所述的一种可集中管理硬盘状态的方法，其特征在于，所述显示模块包括LED总显示器和多组LED，每组LED与一个硬盘相匹配，所述CPLD的输出端与LED总显示器连接，所述CPLD的输出端还分别与多组LED中的任意一组LED连接；
所述LED总显示器用于显示整个存储系统的运行状态；
所述LED用于显示存储系统中每个硬盘的状态。
10.根据权利要求9所述的一种可集中管理硬盘状态的方法，其特征在于，所述根据解码结果，CPLD向显示模块发送控制命令的方法，包括：
如果解码结果为所有硬盘正常运行，CPLD向LED总显示器发送整个存储系统正常运行的控制指令，且CPLD向任意一组LED发送所述任意一组LED所对应硬盘的Active状态命令和Locate状态命令；
如果解码结果为至少有一个硬盘发生故障，CPLD向LED总显示器发送整个存储系统运行异常的控制指令，且CPLD向故障硬盘所匹配的LED发送点亮硬盘Fault状态的命令。
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