CN111737174A - 一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板及其设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种兼容Tri‑mode RAID功能的硬盘背板及设计方法，包括：Tri‑mode Raid卡和背板；所述Tri‑mode Raid卡上设置多个硬盘接口；所述背板上设置多个Oculink连接器、多个SFF 8639连接器和多个硬盘；所述硬盘接口与所述Oculink连接器连接，所述Oculink连接器与SFF 8639连接器连接，所述SFF 8639连接器与硬盘连接。在原有硬盘背板功能的基础上，增加支持搭配Tri‑mode Raid卡实现NVMe硬盘的RAID功能以及NVMe与SAS/SATA混合Raid功能配置。

Description

一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板及其设计方法
技术领域
本发明属于硬盘背板技术领域，具体涉及一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板及其设计方法。
背景技术
随着大数据及云网络/云存储市场的快速发展，对数据存储的需求不断增多，对于服务器支持硬盘的容量、数量以及传输速率等要求越来越高，NVMe硬盘技术在市场上的使用率也越来越高。服务器中有很多硬盘需要进行Raid管理，存储卡SAS/SATA RAID卡一种连接在主板和背板间的适配器，就是为了实现对硬盘的管理，以及总体提升性能。功能上主板直连可实现支持SATA功能，也可以通过SAS/SATA Raid卡实现对应Raid功能，也可以支持主板直连的NVMe功能，可以覆盖多种产品需求。
如图1所示，通常4口硬盘功能的背板框图，使用主板直连NVMe硬盘功能时， NVMe硬盘数据信号由背板的Oculink接口通过Cable直连主板上Oculink接口的 PCIe和Sideband信号；硬盘的点灯功能(Active/Locate/Error)，背板Oculink接口上的4位VPPAddress信号，区分4个NVMe x4硬盘上行地址，再由主板端一组 CPU VPP I2C信号接到CPLD分别解析主板给出的4个NVMe硬盘点灯信号，同时向主板回传背板相关信息。主板使用主板直连SATA硬盘或SAS/SATA Raid卡，连接 SAS/SATA硬盘。主板Oculink或SAS/SATA Raid卡分出4组SAS/SATA信号和1 组SGPIO，连接4个SATA连接器的高速信号到4个8639连接器，一组SGPIO信号到CPLD进行硬盘的点灯功能(Active/Locate/Error)控制。
故在现有的背板产品线中，没有实际搭配Tri-mode Raid支持NVMe RAID卡功能的背板，更无法支持NVMe/SAS/SATA三种模式RAID模式混合使用的功能，无法支持NVMe硬盘数据存储高可靠性的需求。为此，本文提出一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板设计方法。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板及其设计方法，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板，包括： Tri-modeRaid卡和背板；所述Tri-mode Raid卡上设置多个硬盘接口；所述背板上设置CPLD、多个Oculink连接器、多个SFF 8639连接器和多个硬盘；所述硬盘接口与所述Oculink连接器连接，所述Oculink连接器与SFF 8639 连接器连接，所述SFF 8639连接器与硬盘连接；所述Oculink连接器和SFF 8639 连接器分别与CPLD连接。
进一步的，所述硬盘接口与Oculink连接器通过Cable连接；所述Oculink 连接器与SFF 8639连接器通过PCIE信号线连接。
第二方面，本发明提供一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板设计方法，其特征在于，包括：
核对背板和Tri-mode Raid卡所需要的硬件接口信号和基本功能；
在背板的连接器中新增VPP信号和GPIO信号到CPLD；
通过VPP地址信号区分出Tri-mode Raid卡，通过GPIO信号进行硬盘点灯；
依据Tri-mode Raid卡的接口定义以及背板的连接器定义制作互连Cable。
进一步的，所述方法还包括：
所述通过VPP地址信号区分出Tri-mode Raid卡按照两个硬盘为一组进行处理。
进一步的，所述方法还包括：
通过GPIO信号进行信息回传逻辑设计。
进一步的，所述方法还包括：
所述Cable参考的标准为9402线缆协议。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板及其设计方法，在原有硬盘背板功能的基础上，增加支持搭配Tri-mode Raid卡实现NVMe硬盘的 RAID功能以及NVMe与SAS/SATA混合Raid功能配置；在设计过程中，通过选择不同的背板上行连接设备，以及改背板数量可以组成多种灵活的服务器硬盘配置。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
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是本发明现有技术的背板的结构示意图；
图2是本发明一个实施例的背板的结构示意图；
图3是本发明一个实施例的背板的结构示意图；
图4是本发明一个实施例的背板的硬盘控制方法部分流程图；
图5是本发明一个实施例的背板的硬盘控制方法部分流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面对本发明中出现的关键术语进行解释：
Oculink:一种支持PCIe及SAS/SATA等高速总线传输的一种连接器；
MiniSAS HD:另一种支持PCIe及SAS/SATA等高速总线传输的一种连接器；
Tri-mode Raid卡:新一代RAID卡增加支持NVMe Raid功能，并支持NVMe 和SATA/SAS混合配置使用的Raid卡，本文以博通94xx系列Raid卡为例；
8639连接器:SSFF-8639标准包括的PCIe，SATA和SAS标准，以实现整合SAS和的PCIe在单个连接器中并且兼容SSD和HDD标准；
9402协议：一种用于SAS或PCIe的多协议内部电缆引脚分配的行业规范；
Sideband信号：连接器上除了PCIe高速信号之外的边带信号。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
本实施例提供一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板，如图2所示，包括：Tri-mode Raid卡和背板；所述Tri-mode Raid卡上设置四个MiniSAS HD 连接器；所述背板上设置CPLD、四个Oculink连接器、四个SFF 8639连接器和四个SAS硬盘；所述四个MiniSAS HD连接器与所述Oculink连接器连接，所述Oculink连接器与SFF 8639连接器连接，所述SFF8639连接器与SAS硬盘连接；所述Oculink连接器和SFF 8639连接器分别与CPLD连接。
本实施例提供支持4个NVMe硬盘RAID功能的背板框图，上行的4组NVMe x4信号及Sideband信号由Raid卡的4个MiniSAS HD连接器发出，由两条Cable 连接到背板的Oculink四个连接器，PCIe信号连接到SFF 8639连接器。
硬盘的点灯功能实现过程：在背板Oculink接口0和2上分别每个接口各增加一组VPP信号通过Cable连接到NVMe RAID卡的两个MiniSAS HD连接器，每两个NVMe硬盘由一组VPP信号实现NVMe硬盘点灯功能，并回传上行Tri-mode Raid卡需要的相关硬盘背板信息。
实施例2
本实施例提供一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板，如图3、图4和图5所示，包括：Tri-mode Raid卡和背板；所述Tri-mode Raid卡上设置四个MiniSAS HD连接器；所述背板上设置CPLD、四个Oculink连接器、四个SFF 8639连接器和四个SAS硬盘；所述四个MiniSAS HD连接器与所述Oculink连接器连接，所述Oculink连接器与SFF 8639连接器连接，所述SFF 8639连接器与SAS硬盘连接；所述Oculink连接器和SFF 8639连接器分别与CPLD连接。
本实施例支持2个NVMe硬盘和2个SAS/SATA硬盘分别组RAID的背板框图，上行的2组NVMe x4信号及Sideband信号由Raid卡的MiniSAS HD 0和1连接器发出，由线缆连接到背板的Oculink两个连接器，PCIe信号连接到SFF 8639 连接器，Oculink 0的VPP信号实现NVMe的点灯及硬盘背板信息回传。
硬盘的点灯功能实现过程：背板上的在Tri-mode卡的MiniSAS HD连接器也可以用作输出4组SAS/SATA信号和一组SGPIO信号，两组SAS/SAS信号和一组SGPIO信号由Cable连接到背板的SATA2和SATA3连接器及SPGIO连接器， SGPIO信号进行点灯。
实施例3
本实施例提供一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板设计方法，设计主体可以为一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板。
具体的，所述一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板设计方法包括：
1)核对现有背板硬件设计接口数量及功能，核对Tri-mode Raid卡控制所需要的硬件信号及相关功能，设置两个硬盘接口为一个基本单位，在背板 Oculink连接器中新增一组VPP信号和2个GPIO信号到CPLD；
2)通过背板在直连主板与连接Tri-mode卡VPP Address信号不同进行区分出Tri-mode Raid卡，进行背板的Tri-mode Raid卡对应硬盘点灯及信息回传逻辑，上述过程也按照两个硬盘为一个基本单位进行处理；
3)依据Tri-mode Raid卡的硬盘接口定义以及背板Oculink接口定义，制作合适的互连Cable，多数Cable参考标准的9402线缆协议；
4)可以按照上述方法，可以进行4口，8口，16口等背板的兼容性Tri-mode RAID功能改板。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板，其特征在于，包括：Tri-mode Raid卡和背板；所述Tri-mode Raid卡上设置多个硬盘接口；所述背板上设置CPLD、多个Oculink连接器、多个SFF 8639连接器和多个硬盘；所述硬盘接口与所述Oculink连接器连接，所述Oculink连接器与SFF 8639连接器连接，所述SFF 8639连接器与硬盘连接；所述Oculink连接器和SFF 8639连接器分别与CPLD连接。
2.根据权利要求1所述的一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板设计方法，其特征在于，所述硬盘接口与Oculink连接器通过Cable连接；所述Oculink连接器与SFF 8639连接器通过PCIE信号线连接。
3.一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板设计方法，其特征在于，包括：
核对背板和Tri-mode Raid卡所需要的硬件接口信号和基本功能；
在背板的连接器中新增VPP信号和GPIO信号到CPLD；
通过VPP地址信号区分出Tri-mode Raid卡，通过GPIO信号进行硬盘点灯；
依据Tri-mode Raid卡的接口定义以及背板的连接器定义制作互连Cable。
4.根据权利要求3所述的一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述通过VPP地址信号区分出Tri-mode Raid卡按照两个硬盘为一组进行处理。
5.根据权利要求3所述的一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过GPIO信号进行信息回传逻辑设计。
6.根据权利要求3所述的一种兼容Tri-mode RAID功能的硬盘背板设计方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述Cable参考的标准为9402线缆协议。
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