CN110377142A - 一种支持服务器硬盘独立上下电的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于服务器技术领域，涉及一种支持服务器硬盘独立上下电的系统及方法，该系统包括主板和与主板连接的若干硬盘背板，主板上设Raid卡、BMC，硬盘背板上设CPLD、电源连接器和若干硬盘，Raid卡连接所有硬盘，还与CPLD通讯，用于输出硬盘故障点灯信息，BMC通过IIC信号线与CPLD通讯，用于生成控制某个硬盘的上下电信息，电源连接器从主板取电，在连接电源连接器和硬盘的线路上设Efuse，Efuse的使能信号端连接CPLD，CPLD用于解析上下电信息，控制相应硬盘上下电，并解析硬盘故障点灯信息，对相应硬盘的LED指示灯点灯。本发明可控制单个硬盘独立上下电，适用于存储介质比较多的存储服务器。

Description

一种支持服务器硬盘独立上下电的系统及方法

技术领域

本发明属于服务器技术领域，涉及一种支持服务器硬盘独立上下电的系统及方法。

背景技术

目前通用服务器的存储介质有HDD，SSD等，这些存储系统大多没有实现对单盘进行单独上下电的功能；现有的上下电技术方案是硬盘背板上供电VR芯片直接供给HDD、SSD或者其他存储介质，当存储介质出现问题后，供电正常，数据中心维护人员必须到机房里面把存储介质拆除下来，而且不便于维护人员进行维护，并且在存储介质故障不能使用时，依旧处于耗电模式，增加了系统的功耗。

发明内容

本发明为了解决上述问题提出一种支持服务器硬盘独立上下电的系统及方法，可以对多种存储介质进行独立上下电，又能极大地降低系统功耗，提高数据中心维护效率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种支持服务器硬盘独立上下电的系统，包括服务器主板和与所述服务器主板连接的若干个硬盘背板，所述服务器主板上设有Raid卡、BMC，所述硬盘背板上设有CPLD、电源连接器和若干个硬盘，所述每个硬盘均设有指示硬盘状态和定位的LED指示灯，所述Raid卡通过信号线连接每一个所述硬盘，所述Raid卡还通过输出一路SGPIO信号到CPLD，用于输出硬盘故障点灯信息，所述BMC通过IIC信号线与所述CPLD通讯，用于生成控制某个硬盘的上下电信息，并输出给CPLD，每一个所述硬盘通过信号线与所述CPLD通讯，所述电源连接器通过线路从所述服务器主板取电，通过线路为CPLD、硬盘提供电源，在连接所述电源连接器和每一个所述硬盘的线路上设有Efuse，所述Efuse的使能信号端连接所述CPLD，所述CPLD用于解析控制相应硬盘的上下电信息，控制相应硬盘进行上下电，并解析硬盘故障点灯信息，对相应硬盘的LED指示灯点灯。

如上所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的系统，所述Raid卡在监控到某个硬盘故障后，生成用于控制相应硬盘的LED指示灯的点灯信息，并输出给CPLD，CPLD解析硬盘故障点灯信息，对相应硬盘的LED指示灯进行故障点灯。

如上所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的系统，每一个所述硬盘均通过一12V线路和一5V线路连接所述电源连接器，所述12V线路和5V线路上分别设有12V Efuse和5V Efuse，所述CPLD分别连接所述12V Efuse和5V Efuse，用于下发相应硬盘的使能信息。

如上所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的系统，当所述BMC通过CPLD获取某个硬盘的故障信息后，通过IIC信号线输出相应硬盘的下电信息至CPLD，所述CPLD解析该下电信息后，向相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse下发不使能信息，disable相应硬盘的12VEfuse和5V Efuse，使该硬盘下电；当所述BMC接收到给某硬盘的上电或下电命令时，通过IIC信号线输出相应硬盘的上电信息或下电信息至CPLD，所述CPLD解析该上电信息或下电信息后，向相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse下发使能信息或不使能信息，使该硬盘上电或下电。

如上所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的系统，所述硬盘背板上还设有温度传感器，所述温度传感器与所述BMC连接，用于BMC通过IIC信号线监控和读取硬盘背板的温度。

本发明的另一目的是提供一种基于上述支持服务器硬盘独立上下电的系统的支持服务器硬盘独立上下电的方法，该方法包括以下步骤：

BMC生成控制某个硬盘的硬盘上下电信息，输出至CPLD；

CPLD接收并解析该硬盘上下电信息，根据所述硬盘上下电信息使能或不使能相应硬盘的Efuse，以控制该硬盘上电或下电；

Raid卡实时监控所有硬盘的状态，当监控到某硬盘故障时，生成相应硬盘的硬盘故障点灯信息输出至CPLD，CPLD解析硬盘故障点灯信息，对相应硬盘的LED指示灯进行故障点灯；

BMC获取相应硬盘的故障信息后，生成相应硬盘的下电信息输出至CPLD，CPLD解析该下电信息后，控制该硬盘下电。

如上所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的方法，所述BMC接收操作系统发生的硬盘上下电控制命令，并对所述硬盘上下电控制命令进行解析，生成用于控制相应硬盘的硬盘上下电信息，并将该硬盘上下电信息输出至CPLD。

如上所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的方法，所述Raid卡实时监控所有硬盘的状态，当Raid卡监控到某硬盘故障时，生成相应硬盘的下电信息，并通过IIC信号线输出相应硬盘的下电信息至CPLD，所述CPLD解析该下电信息后，向相应硬盘的12V Efuse和5VEfuse下发不使能信息，disable相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse，使该硬盘下电。

如上所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的方法，还包括以下步骤：

温度传感器实时监控硬盘背板的温度，BMC通过IIC信号线读取温度传感器监控的硬盘背板的温度，若温度过高，则发出告警。

本发明的有益效果为：

本发明的支持服务器硬盘独立上下电的系统和方法可以通过控制某个硬盘的Efuse使能信号控制单个硬盘独立上下电，而且可以实时监测到服务器内某个硬盘背板上的某个硬盘故障，当监测到某个硬盘故障后，可以控制给该硬盘下电，避免了硬盘故障不能正常工作但是依旧处于耗电模式，导致系统功耗浪费的问题，极大地降低了系统功耗，还提高了数据中心的维护效率；而且本发明适用于SATA SSD硬盘，SAS/SATA HDD硬盘，M.2和M.3SSD硬盘，对未来通用服务器，尤其存储介质比较多的存储服务器，在提高维护效率和降低系统功耗方面有巨大的使用价值。

附图说明

图1为本发明的实施例的支持服务器硬盘独立上下电的系统的结构示意图。

图2为本发明的支持服务器硬盘独立上下电的方法的流程示意图。

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。根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种支持服务器硬盘独立上下电的系统，包括服务器主板和与所述服务器主板连接的若干个硬盘背板，所述服务器主板上设有Raid卡、BMC，所述硬盘背板上设有CPLD、电源连接器和若干个硬盘，所述每个硬盘均设有指示硬盘状态和定位的LED指示灯，所述Raid卡通过信号线连接每一个所述硬盘，所述Raid卡还通过输出一路SGPIO信号到CPLD，用于输出硬盘故障点灯信息，所述BMC通过IIC信号线与所述CPLD通讯，用于生成控制某个硬盘的上下电信息，并输出给CPLD，每一个所述硬盘通过信号线与所述CPLD通讯，所述电源连接器通过线路从所述服务器主板取电，通过线路为CPLD、硬盘提供电源，在连接所述电源连接器和每一个所述硬盘的线路上设有Efuse，所述Efuse的使能信号端连接所述CPLD，所述CPLD用于解析控制相应硬盘的上下电信息，控制相应硬盘进行上下电，并解析硬盘故障点灯信息，对相应硬盘的LED指示灯点灯。

所述Raid卡在监控到某个硬盘故障后，生成用于控制相应硬盘的LED指示灯的点灯信息，并输出给CPLD，CPLD解析硬盘故障点灯信息，对相应硬盘的LED指示灯进行故障点灯。

每一个所述硬盘均通过一12V线路和一5V线路连接所述电源连接器，所述12V线路和5V线路上分别设有12V Efuse和5V Efuse，所述CPLD分别连接所述12V Efuse和5VEfuse，用于下发相应硬盘的使能信息。

当所述BMC通过CPLD获取某个硬盘的故障信息后，通过IIC信号线输出相应硬盘的下电信息至CPLD，所述CPLD解析该下电信息后，向相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse下发不使能信息，disable相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse，使该硬盘下电；当所述BMC接收到给某硬盘的上电或下电命令时，通过IIC信号线输出相应硬盘的上电信息或下电信息至CPLD，所述CPLD解析该上电信息或下电信息后，向相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse下发使能信息或不使能信息，使该硬盘上电或下电。

所述硬盘背板上还设有温度传感器，所述温度传感器与所述BMC连接，用于BMC通过IIC信号线监控和读取硬盘背板的温度。

在该实施例中，为了便于说明，设计一个支持前置2盘的简单存储架构来具体说明，首先，设计2盘的数据链路SAS/SATA接接到上行Raid卡，其次，设计2盘位背板的CPLD芯片通过IIC链路接到主板的BMC芯片，再次，设计2盘位背板上对应存储介质的供电VR芯片的输出电源接到Efuse芯片，Efuse芯片的输出电源再接到存储介质；同时，CPLD芯片的GPIO管脚接到每一路供电Efuse的Enable管脚，最后，修改CPLD代码，使其感知到主控板BMC芯片下发的单独上下电指令后，控制GPIO管脚Disable Efuse芯片，达到单盘单独上下电功能。

具体以SAS/SATA HDD硬盘为例来进行说明，如图1所示，一种支持服务器硬盘独立上下电的系统，通用服务器的主板上插有Raid卡，Raid卡出1个MiniSASHD X4高速接口，这个接口出2个SAS/SATA信号连接到8680SAS0和8680SAS1两个硬盘连接器，每个硬盘再出HDD_PRSNT_N硬盘在位信号和HDD_REY信号到硬盘背板的CPLD芯片，同时Raid卡输出1路SGPIO信号到背板CPLD，这些SGPIO信号可以用来进行硬盘状态的监控和定位，同时通过图中LED0和LED1的ACTIVE、ERROR和LOCATE指示灯来对指示硬盘状态和定位。

同时，硬盘背板的6Pin PWR HEADER连接器是从电源板接过来的，为硬盘背板上硬盘以及其他器件提供电源，其中，6Pin PWR HEADER输出P12V到2个硬盘的Efuse器件，这两个Efuse器件的使能端信号分别是从CPLD出的HDD0_12V_EN和HDD1_12V_EN，而这两个使能信号的使能指令是MB上BMC芯片通过BMC IIC Header连接到背板CPLD的IIC下发的，同时，该路IIC下还挂载一个Thermal Sensor，用于主板BMC通过IIC监控和读取背板的温度；6PinPWR HEADER出的P12V还通过POWER VR将12V转换为P3V3供背板CPLD使用，同时再通过另一POWER VR将P12V转换为P5V，P5V通过2个硬盘的Efuse转换为P5V_HDD0和P5V_HDD1供两个硬盘使用，即每个硬盘需要一路12V和一路5V的电源来进行工作；同样，这两个POWER VR芯片的使能端信号也是从CPLD发出的HDD0_5V_EN和HDD1_5V_EN，这两个信号也是主板上BMC通过IIC下发给背板CPLD，背板CPLD再解析指令，然后输出EN信号到POWER VR芯片；这样可以实现主板BMC独立控制背板单个硬盘的P5V和P12V同时独立上电和独立下电。

其中Raid卡起到协议转换作用，将主板PCIE信号转换为SAS/SATA信号；2口背板是从SAS/RAID卡上的获取SAS/SATA信号。Power从主板上获取，获取到Power信号后，通过Efuse芯片选型，输出给图1中插在8680SAS0和8680SAS1两个连接器上的硬盘，这2个硬盘对应工作的12V和5V，同时Efuse的使能端连接到CPLD，CPLD通过IIC接到主板BMC芯片。

为了能够正常的指示硬盘的ACT/LOCATE/ERROR信息，需要使用CPLD进行SGPIO信号的解析。并且按照硬盘的盘序，需要修改CPLD代码，正确的解析出对应的硬盘状态信息。HDD_PRNT_N，HDD_REY用于背板CPLD同硬盘通信，分别是硬盘在位信号和硬盘同Controller端有数据通信时的点灯信号。LED用于指示硬盘的工作状态，每个硬盘都有ACT/LOCATE/ERROR三个LED，其中，ACT指示灯用于表明控制器端和硬盘有数据交互的指示，闪烁频率是4Hz，LOCATE指示灯用于定位硬盘，ERROR指示灯是当硬盘故障后，例如磁道损坏、磁盘Raid信息损坏或者磁盘内FW故障等状磁盘故障状态。

操作系统通过SES协议下发指令到Raid卡，Raid卡传指令到每个硬盘来获取硬盘的状态，当主板上的Raid卡感知到背板上硬盘故障后，一方面通过下发SGPIO信号到背板CPLD，CPLD解析SGPIO信号进行故障信号的点灯动作。同时，主板BMC从CPLD或Raid卡感知到背板对应盘位的硬盘故障后，会通过IIC下发下电信息给背板CPLD，背板CPLD解析IIC信号去disable对应盘位的供电Efuse芯片，使芯片不输出P12V和P5V给相应盘位的硬盘。

上电也是主板BMC通过IIC下发上电信息给到背板CPLD，背板CPLD解析上电信息后再将Efuse器件联通，这样相应的硬盘就上电了，上电动作可以发生在客户的主观行为下，比如重新插上一个新的硬盘，需要上电，需要客户手动或者脚本控制BMC下发上电指令。

图2为一种支持服务器硬盘独立上下电的方法的流程示意图，如图2所述，一种支持服务器硬盘独立上下电的方法包括以下步骤：

BMC生成控制某个硬盘的硬盘上下电信息，输出至CPLD；

CPLD接收并解析该硬盘上下电信息，根据所述硬盘上下电信息使能或不使能相应硬盘的Efuse，以控制该硬盘上电或下电；

Raid卡实时监控所有硬盘的状态，当监控到某硬盘故障时，生成相应硬盘的硬盘故障点灯信息输出至CPLD，CPLD解析硬盘故障点灯信息，对相应硬盘的LED指示灯进行故障点灯；

BMC获取相应硬盘的故障信息后，生成相应硬盘的下电信息输出至CPLD，CPLD解析该下电信息后，控制该硬盘下电。

具体的，所述BMC接收操作系统发生的硬盘上下电控制命令，并对所述硬盘上下电控制命令进行解析，生成用于控制相应硬盘的硬盘上下电信息，并将该硬盘上下电信息输出至CPLD。

具体的，所述Raid卡实时监控所有硬盘的状态，当Raid卡监控到某硬盘故障时，生成相应硬盘的下电信息，并通过IIC信号线输出相应硬盘的下电信息至CPLD，所述CPLD解析该下电信息后，向相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse下发不使能信息，disable相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse，使该硬盘下电。

温度传感器还实时监控硬盘背板的温度，BMC通过IIC信号线读取温度传感器监控的硬盘背板的温度，若温度过高，则发出告警。

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，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵在盖本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种支持服务器硬盘独立上下电的系统，包括服务器主板和与所述服务器主板连接的若干个硬盘背板，所述服务器主板上设有Raid卡、BMC，所述硬盘背板上设有CPLD、电源连接器和若干个硬盘，每个硬盘均设有指示硬盘状态和定位的LED指示灯，其特征在于，

所述Raid卡通过信号线连接每一个所述硬盘，所述Raid卡还通过输出一路SGPIO信号到CPLD，用于输出硬盘故障点灯信息，所述BMC通过IIC信号线与所述CPLD通讯，用于生成控制某个硬盘的上下电信息，并输出给CPLD，每一个所述硬盘通过信号线与所述CPLD通讯，所述电源连接器通过线路从所述服务器主板取电，通过线路为CPLD、硬盘提供电源，在连接所述电源连接器和每一个所述硬盘的线路上设有Efuse，所述Efuse的使能信号端连接所述CPLD，所述CPLD用于解析控制相应硬盘的上下电信息，控制相应硬盘进行上下电，并解析硬盘故障点灯信息，对相应硬盘的LED指示灯点灯。

2.如权利要求1所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的系统，其特征在于，所述Raid卡在监控到某个硬盘故障后，生成用于控制相应硬盘的LED指示灯的点灯信息，并输出给CPLD，CPLD解析硬盘故障点灯信息，对相应硬盘的LED指示灯进行故障点灯。

3.如权利要求1所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的系统，其特征在于，每一个所述硬盘均通过一12V线路和一5V线路连接所述电源连接器，所述12V线路和5V线路上分别设有12V Efuse和5V Efuse，所述CPLD分别连接所述12V Efuse和5V Efuse，用于下发相应硬盘的使能信息。

4.如权利要求3所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的系统，其特征在于，当所述BMC通过CPLD获取某个硬盘的故障信息后，通过IIC信号线输出相应硬盘的下电信息至CPLD，所述CPLD解析该下电信息后，向相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse下发不使能信息，disable相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse，使该硬盘下电；当所述BMC接收到给某硬盘的上电或下电命令时，通过IIC信号线输出相应硬盘的上电信息或下电信息至CPLD，所述CPLD解析该上电信息或下电信息后，向相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse下发使能信息或不使能信息，使该硬盘上电或下电。

5.如权利要求1所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的系统，其特征在于，所述硬盘背板上还设有温度传感器，所述温度传感器与所述BMC连接，用于BMC通过IIC信号线监控和读取硬盘背板的温度。

6.一种支持服务器硬盘独立上下电的方法，其特征在于，包括以下步骤：

BMC生成控制某个硬盘的硬盘上下电信息，输出至CPLD；

CPLD接收并解析该硬盘上下电信息，根据所述硬盘上下电信息使能或不使能相应硬盘的Efuse，以控制该硬盘上电或下电；

Raid卡实时监控所有硬盘的状态，当监控到某硬盘故障时，生成相应硬盘的硬盘故障点灯信息输出至CPLD，CPLD解析硬盘故障点灯信息，对相应硬盘的LED指示灯进行故障点灯；

BMC获取相应硬盘的故障信息后，生成相应硬盘的下电信息输出至CPLD，CPLD解析该下电信息后，控制该硬盘下电。

7.如权利要求6所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的方法，其特征在于，所述BMC接收操作系统发生的硬盘上下电控制命令，并对所述硬盘上下电控制命令进行解析，生成用于控制相应硬盘的硬盘上下电信息，并将该硬盘上下电信息输出至CPLD。

8.如权利要求6所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的方法，其特征在于，所述Raid卡实时监控所有硬盘的状态，当Raid卡监控到某硬盘故障时，生成相应硬盘的下电信息，并通过IIC信号线输出相应硬盘的下电信息至CPLD，所述CPLD解析该下电信息后，向相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse下发不使能信息，disable相应硬盘的12V Efuse和5V Efuse，使该硬盘下电。

9.如权利要求6所述的一种支持服务器硬盘独立上下电的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

温度传感器实时监控硬盘背板的温度，BMC通过IIC信号线读取温度传感器监控的硬盘背板的温度，若温度过高，则发出告警。