CN109408442A - 一种多芯片扩展装置及扩展方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种多芯片扩展装置及扩展方法，装置包括一级扩展模块和二级扩展模块，所述一级扩展模块和二级扩展模块集成在同一PCBA板上；所述一级扩展模块包括一级扩展芯片，所述二级扩展模块包括二级SAS扩展芯片，所述一级扩展芯片和二级扩展芯片连接。本发明采用多芯片多中心扩展的方式来进行扩展，有效解决单一芯片扩展硬盘数量的限制，能够根据实际需求选择不同的扩展方式，满足磁盘数量多样化的需求。将多个扩展芯片集成到同一PCBA板上，由一个扩展芯片与上行信号连接，由于是单卡集成设计，因而在空间上更加紧凑，消除了磁盘盘符漂移不可控的风险。

Description

一种多芯片扩展装置及扩展方法

技术领域

本发明涉及板卡设计技术领域,具体地说是一种多芯片扩展装置及扩展方法。

背景技术

信息时代到来，用户数据爆炸性增长，数据存储需求越来越强。在数据存储中，依照热度不同，对于存储的解决方案也有不同的侧重。

目前SAS expander卡通常采用单芯片实现方案，在硬盘数量的支持上相对有限，要实现更多盘位的支持则需要增加expander卡，会占用更多物理空间。在盘位的盘符上也存在盘符漂移等不可控的风险。

发明内容

本发明实施例中提供了一种多芯片扩展装置及扩展方法，以解决现有技术中磁盘数量扩展时盘符漂移的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种多芯片扩展装置，包括一级扩展模块和二级扩展模块，所述一级扩展模块和二级扩展模块集成在同一PCBA板上；所述一级扩展模块包括一级扩展芯片，所述二级扩展模块包括二级SAS扩展芯片，所述一级扩展芯片和二级扩展芯片连接。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述一级SAS扩展芯片的上行接口连接RAID卡或SAS卡，所述一级SAS扩展芯片的下行接口分别连接磁盘背板和二级扩展模块上的SAS扩展芯片。结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述一级扩展模块还包括CPLD，所述CPLD连接一级SAS扩展芯片的SPIO接口，所述一级扩展芯片的还分别连接MB、25MOSC、和PWR circuit。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述二级扩展模块上设置一个二级SAS扩展芯片，所述二级SAS扩展芯片的上行接口连接一级扩展芯片，所述二级SAS扩展芯片的下行接口连接磁盘背板。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述二级扩展模块还包括CPLD，所述CPLD连接二级SAS扩展芯片的SPIO接口，所述二级扩展芯片的还分别连接MB、25MOSC、和PWR circuit。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述扩展装置还包括三级扩展模块，所述三级扩展模块包括若干三级扩展SAS芯片，所述三级扩展SAS芯片的上行接口连接所述二级扩展SAS芯片的下行接口。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述三级扩展模块还包括CPLD，所述CPLD连接三级SAS扩展芯片的SPIO接口，所述三级扩展芯片的还分别连接MB、25MOSC、和PWR circuit。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述二级扩展模块上设置若干二级SAS扩展芯片，所述若干二级扩展SAS芯片的上行接口均连接所述一级SAS扩展芯片的下行接口。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述二级扩展模块还包括CPLD，所述CPLD连接二级SAS扩展芯片的SPIO接口，所述二级扩展芯片的还分别连接MB、25MOSC、和PWR circuit。

本发明第二方面提供了一种多芯片扩展方法，所述方法包括以下步骤：

设置第一级扩展模块，所述第一级扩展模块从RAID卡或SAS卡获取上行信号；

在同一块PCBA板上，设置若干下级扩展模块，所述下级扩展模块的上行信号从上一级扩展模块获取。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

采用多芯片多中心扩展的方式来进行扩展，有效解决单一芯片扩展硬盘数量的限制，能够根据实际需求选择不同的扩展方式，满足磁盘数量多样化的需求。将多个扩展芯片集成到同一PCBA板上，由一个扩展芯片与上行信号连接，由于是单卡集成设计，因而在空间上更加紧凑，消除了磁盘盘符漂移不可控的风险。

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，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是本发明所述装置的结构示意图；

图2是本发明所述装置实施例1的结构示意图；

图3是本发明所述装置实施例2的结构示意图；

图4是本发明所述装置实施例3的结构示意图；

图5是本发明所述方法的流程示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1所示，本发明的多芯片扩展装置，包括一级扩展模块和二级扩展模块，且一级扩展模块和二级扩展模块集成在同一PCBA板上；一级扩展模块包括一级扩展芯片，二级扩展模块包括二级SAS扩展芯片，一级扩展芯片和二级扩展芯片连接。

如图2所示，二级扩展模块上设置一个二级SAS扩展芯片，二级SAS扩展芯片的上行接口连接一级扩展芯片，二级SAS扩展芯片的下行接口连接磁盘背板。图2中，一级扩展模块为Main Block电路模组，集成在PCBA板上，选用SAS35x48SAS扩展芯片及其外围核心芯片实现。SAS35x48SAS扩展芯片共集成了48个SAS port端口。其中Port40-47为8个上行接口，直接引出到MiniSAS HD接口，通过MiniSAS HD线缆连接主机Raid卡或SAS卡作为接入。其中Port0-31为32个下行接口，直接引出到MiniSAS HD接口，通过MiniSAS HD线缆连接磁盘背板进行磁盘扩展。其中Port32-39为8个下行接口，信号引出后通过在PCB板上走线连接到Secondary Block。25M OSC用来给SAS35x48芯片提供参考时钟。I2C Header To MB则可通过cable与MB连接，从而实现监控管理功能。PWR circuit则用于将板载的PWR CONN接入的供电转换成Main Block内的元件需要的供电。CPLD用于解析芯片的SGPIO，从而实现Port0-31所扩展磁盘的状态指示灯指示。

二级扩展模块为Secondary Block电路模组，与Main Block电路模组集成在同一PCBA板上，同样选用SAS35x48SAS扩展芯片及其外围核心芯片实现。其中Port40-47为8个上行接口，信号引出后通过在PCB板上走线连接到Main Block。其中Port0-31为32个下行接口，直接引出到MiniSAS HD接口，通过MiniSAS HD线缆连接磁盘背板进行磁盘扩展。其中Port32-39为8个下行接口，视需求将信号引出后通过在PCB板上走线连接到下一个Secondary Block，或直接接到板载MiniSAS HD接口，通过MiniSAS HD线缆连接磁盘背板进行磁盘扩展。

使用Main Block与1个Secondary Block进行级联，Secondary Block内的Port32-39共8个下行接口直接连接到板载MiniSAS HD接口。从而可实现共计72块磁盘扩展。

如图3所示，扩展装置还包括三级扩展模块，所述三级扩展模块包括若干三级扩展SAS芯片，所述三级扩展SAS芯片的上行接口连接所述二级扩展SAS芯片的下行接口。

图3中，一级扩展模块为Main Block电阻模组，集成在PCBA板上，选用SAS35x48SAS扩展芯片及其外围核心芯片实现。SAS35x48SAS扩展芯片共集成了48个SAS port端口。其中Port40-47为8个上行接口，直接引出到MiniSAS HD接口，通过MiniSAS HD线缆连接主机Raid卡或SAS卡作为接入。其中Port0-39为40个下行接口，8个Port划分为1组，信号引出后通过在PCB板上走线连接到多个Secondary Block和Secondary Main Block，最多可扩展到5个lock。25M OSC用来给SAS35x48芯片提供参考时钟。I2C Header To MB则可通过cable与MB连接，从而实现监控管理功能。PWR circuit则用于将板载的PWR CONN接入的供电转换成Main Block内的元件需要的供电。

二级扩展模块为Secondary Main Block电路模组，与Main Block电路模组集成在同一PCBA板上，同样选用SAS35x48SAS扩展芯片及其外围核心芯片实现。其中Port40-47为8个上行接口，信号引出后通过在PCB板上走线连接到Main Block。其中Port0-39为40个下行接口，8个Port划分为1组，信号引出后通过在PCB板上走线连接到多个Secondary Block，或直接连接到板载的MiniSAS HD接口，通过MiniSAS HD线缆进行磁盘扩展。CPLD用于解析芯片的SGPIO，从而实现板载MiniSAS HD接口所扩展磁盘的状态指示灯指示。

三级扩展模块为，与Main Block电路模组集成在同一PCBA板上，同样选用SAS35x48SAS扩展芯片及其外围核心芯片实现。其中Port40-47为8个上行接口，信号引出后通过在PCB板上走线连接到Main Block或Secondary Main Block。其中Port0-39为40个下行接口，直接引出到MiniSAS HD接口，通过MiniSAS HD线缆连接磁盘背板进行磁盘扩展。CPLD用于解析芯片的SGPIO，从而实现Port0-39所扩展磁盘的状态指示灯指示。

使用Main Block与4个Secondary Block与1个Secondary Main Block进行扩展，Secondary Main Block再与5个Secondary Block进行扩展，从而可实现共计360块磁盘扩展。

如图4所示，二级扩展模块上设置若干二级SAS扩展芯片，若干二级扩展SAS芯片的上行接口均连接一级SAS扩展芯片的下行接口。

图4中，一级扩展模块为Main Block电路模组，集成在PCBA板上，选用SAS35x48SAS扩展芯片及其外围核心芯片实现。SAS35x48SAS扩展芯片共集成了48个SAS port端口。其中Port40-47为8个上行接口，直接引出到MiniSAS HD接口，通过MiniSAS HD线缆连接主机Raid卡或SAS卡作为接入。其中Port0-39为40个下行接口，8个Port划分为1组，信号引出后通过在PCB板上走线连接到多个Secondary Block，最多可扩展到5个Secondary Block。25MOSC用来给SAS35x48芯片提供参考时钟。I2C Header To MB则可通过cable与MB连接，从而实现监控管理功能。PWR circuit则用于将板载的PWR CONN接入的供电转换成Main Block内的元件需要的供电。

二级扩展模块为Secondary Block电路模组，与Main Block电路模组集成在同一PCBA板上，同样选用SAS35x48SAS扩展芯片及其外围核心芯片实现。其中Port40-47为8个上行接口，信号引出后通过在PCB板上走线连接到Main Block。其中Port0-39为40个下行接口，直接引出到MiniSAS HD接口，通过MiniSAS HD线缆连接磁盘背板进行磁盘扩展。CPLD用于解析芯片的SGPIO，从而实现Port0-39所扩展磁盘的状态指示灯指示。

使用Main Block与5个Secondary Block进行辐射扩展，从而可实现共计200块磁盘扩展。

如图5所示，本发明多芯片扩展方法包括以下步骤：

S1,设置第一级扩展模块，第一级扩展模块从RAID卡或SAS卡获取上行信号；

S2,在同一块PCBA板上，设置若干下级扩展模块，下级扩展模块的上行信号从上一级扩展模块获取。

下级扩展模块可以是同一级，也可以是多级。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多芯片扩展装置，其特征是，包括一级扩展模块和二级扩展模块，所述一级扩展模块和二级扩展模块集成在同一PCBA板上；所述一级扩展模块包括一级扩展芯片，所述二级扩展模块包括二级SAS扩展芯片，所述一级扩展芯片和二级扩展芯片连接。

2.根据权利要求1所述的一种多芯片扩展装置，其特征是，所述一级SAS扩展芯片的上行接口连接RAID卡或SAS卡，所述一级SAS扩展芯片的下行接口分别连接磁盘背板和二级扩展模块上的SAS扩展芯片。

3.根据权利要求2所述的一种多芯片扩展装置，其特征是，所述一级扩展模块还包括CPLD，所述CPLD连接一级SAS扩展芯片的SPIO接口，所述一级扩展芯片的还分别连接MB、25MOSC、和PWR circuit。

4.根据权利要求2所述的一种多芯片扩展装置，其特征是，所述二级扩展模块上设置一个二级SAS扩展芯片，所述二级SAS扩展芯片的上行接口连接一级扩展芯片，所述二级SAS扩展芯片的下行接口连接磁盘背板。

5.根据权利要求4所述的一种多芯片扩展装置，其特征是，所述二级扩展模块还包括CPLD，所述CPLD连接二级SAS扩展芯片的SPIO接口，所述二级扩展芯片的还分别连接MB、25MOSC、和PWR circuit。

6.根据权利要求4所述的一种多芯片扩展装置，其特征是，所述扩展装置还包括三级扩展模块，所述三级扩展模块包括若干三级扩展SAS芯片，所述三级扩展SAS芯片的上行接口连接所述二级扩展SAS芯片的下行接口。

7.根据权利要求6所述的一种多芯片扩展装置，其特征是，所述三级扩展模块还包括CPLD，所述CPLD连接三级SAS扩展芯片的SPIO接口，所述三级扩展芯片的还分别连接MB、25MOSC、和PWR circuit。

8.根据权利要求2所述的一种多芯片扩展装置，其特征是，所述二级扩展模块上设置若干二级SAS扩展芯片，所述若干二级扩展SAS芯片的上行接口均连接所述一级SAS扩展芯片的下行接口。

9.根据权利要求8所述的一种多芯片扩展装置，其特征是，所述二级扩展模块还包括CPLD，所述CPLD连接二级SAS扩展芯片的SPIO接口，所述二级扩展芯片的还分别连接MB、25MOSC、和PWR circuit。

10.一种多芯片扩展方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：

设置第一级扩展模块，所述第一级扩展模块从RAID卡或SAS卡获取上行信号；

在同一块PCBA板上，设置若干下级扩展模块，所述下级扩展模块的上行信号从上一级扩展模块获取。