CN113126716A - 一种硬盘背板及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种硬盘背板及电子设备，属于计算机技术领域。该硬盘背板应用于一电子设备，电子设备包括主板，主板上设置有接口。硬盘背板包括：背板本体、设置于背板本体上的用于连接磁盘阵列的多个硬盘接口、多路复用器和连接器。多路复用器分别与连接器及每个硬盘接口均连接，背板本体通过连接器连接到主板的接口中。多路复用器，用于将多个硬盘接口输出的信号复用到一个输出通道上输出到连接器。通过在主板上设置用于连接硬盘背板上连接器的接口，使得该硬盘背板通过硬盘背板上的连接器插接于主板上的接口中，使得无需通过电缆线便可与主板进行连接，从而解决了需要使用电缆线与主板进行连接所存在的问题。

Description

一种硬盘背板及电子设备
技术领域
本申请属于计算机技术领域，具体涉及一种硬盘背板及电子设备。
背景技术
传统的计算机存储以前置硬盘仓为主，主要是为了方便单块硬盘维护以及热插拔等功能。但是该设计需要使用cable(电缆线)进行主板和背板之间相连，为了便于系统组装、散热等需求，电缆线需要按照特定路线排线，导致走线过长，信号损耗过大，使得信号品质很难满足设计需求。因此为了满足需求，往往需要增加Retimer卡，来增强信号传输能量，以及减轻信号的抖动。此外，使用cable进行主板和背板之间相连的设计还带来了成本增加、cable难维护以及设计复杂化等诸多问题，也无法实现智能制造和生产需求。
发明内容
鉴于此，本申请的目的在于提供一种硬盘背板及电子设备，以改善现有的硬盘背板需要通过电缆线与主板进行连接所存在的问题。
本申请的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种硬盘背板，应用于一电子设备，所述电子设备包括主板，所述主板上设置有接口；所述硬盘背板包括：背板本体、设置于背板本体上的用于连接磁盘阵列的多个硬盘接口、多路复用器和连接器；所述多路复用器分别与所述连接器及每个所述硬盘接口均连接，所述背板本体通过所述连接器连接到所述主板的接口中；所述多路复用器，用于将多个所述硬盘接口输出的信号复用到一个输出通道上输出到所述连接器。本申请实施例中，通过在主板上设置用于连接硬盘背板上连接器的接口，使得该硬盘背板通过硬盘背板上的连接器插接于主板上的接口中，使得无需通过电缆线便可与主板进行连接，从而解决了需要使用电缆线与主板进行连接所存在的问题。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述硬盘背板还包括设置于所述背板本体上的硬盘诊断线路，所述硬盘诊断线路与所述连接器连接；所述硬盘诊断线路，用于根据所述主板上的BMC通过所述连接器发送的控制指令对损坏的硬盘进行定位。本申请实施例中，通过在硬盘背板上设置硬盘诊断线路，以便于根据主板上的BMC通过连接器发送的控制指令对损坏的硬盘进行定位，以方便维护人员对损坏的硬盘进行维修。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述硬盘诊断线路包括：IO扩展芯片、与所述多个硬盘接口一一对应的多路发光电路以及为所述IO扩展芯片供电的备用电源，所述IO扩展芯片通过所述连接器与所述主板上的BMC连接，所述IO扩展芯片还分别与每路所述发光电路连接；所述IO扩展芯片用于根据所述BMC发送的控制指令点亮与所述控制指令指定的硬盘对应的发光电路；所述备用电源，用于在所述背板本体断电的情况下，为所述IO扩展芯片供电。本申请实施例中，通过设计备用电源，使得在拆机维修断电情况下，借助该备用电源为IO扩展芯片供电，使得即便是在背板本体断电的情况下，仍然可以实现对损坏的硬盘进行定位，从而实现硬盘的离线定位，便于维修人员快速定位到损坏的硬盘。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述硬盘背板还包括设置于所述背板本体上的温度传感器，所述温度传感器与所述连接器连接，所述温度传感器用于检测所述背板本体的温度，以使所述主板上的BMC根据该温度控制散热风扇的转速。本申请实施例中，通过设置于背板本体上的温度传感器，来检测背板本体的温度，以使主板上的BMC根据该温度控制散热风扇的转速，实现对硬盘的良好散热。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述接口包括Gen Z 8C高速接口和Gen Z 4C高速接口，所述Gen Z 8C高速接口和所述Gen Z 4C高速接口相邻设置，整体呈一列或一行。本申请实施例中，采用Gen Z 8C高速接口和Gen Z 4C高速接口相邻设置，整体呈一列或一行的设计，可以尽可能的减少对主板的空间占用。
第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：主板和硬盘背板；所述主板上设置有接口；所述硬盘背板包括：背板本体、设置于背板本体上的用于连接磁盘阵列的多个硬盘接口、多路复用器和连接器；所述多路复用器分别与所述连接器及每个所述硬盘接口均连接，所述背板本体通过所述连接器连接到所述主板的接口中；所述多路复用器，用于将多个硬盘接口输出的信号复用到一个输出通道上输出到所述连接器。
结合第二方面实施例的一种可能的实施方式，所述硬盘背板还包括设置于所述背板本体上的硬盘诊断线路，所述硬盘诊断线路与所述连接器连接；所述硬盘诊断线路，用于根据所述主板上的BMC通过所述连接器发送的控制指令对损坏的硬盘进行定位。
结合第二方面实施例的一种可能的实施方式，所述硬盘诊断线路包括：IO扩展芯片、与所述多个硬盘接口一一对应的多路发光电路以及为所述IO扩展芯片供电的备用电源，所述IO扩展芯片通过所述连接器与所述主板上的BMC连接，所述IO扩展芯片还分别与每路所述发光电路连接；所述IO扩展芯片用于根据所述BMC发送的控制指令点亮与所述控制指令指定的硬盘对应的发光电路；所述备用电源，用于在所述背板本体断电的情况下，为所述IO扩展芯片供电。
结合第二方面实施例的一种可能的实施方式，所述硬盘背板还包括设置于所述背板本体上的温度传感器，所述温度传感器与所述连接器连接，所述温度传感器用于检测所述背板本体的温度，以使所述主板上的BMC根据该温度控制散热风扇的转速。
结合第二方面实施例的一种可能的实施方式，所述主板上设置的接口包括Gen Z8C高速接口和Gen Z 4C高速接口，所述Gen Z 8C高速接口和所述Gen Z 4C高速接口相邻设置，整体呈一列或一行。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
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申请的一些实施例，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他的附图。通过附图所示，本申请的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。
图1示出了本申请实施例提供的一种硬盘背板的结构示意图。
图2示出了本申请实施例提供的一种Gen Z 8C高速接口和Gen Z 4C高速接口相邻设置的示意图。
图3示出了本申请实施例提供的一种硬盘背板与磁盘阵列连接的结构示意图。
图4示出了本申请实施例提供的硬盘诊断线路的电路原理图。
图5示出了本申请实施例提供的一种的电子设备的示意图。
具体实施方式
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描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
再者，本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
鉴于现有的硬盘背板需要使用cable与主板进行连接所存在的问题。本申请实施例提供了一种直插式的硬盘背板，使得无需通过cable便可与主板进行连接，从而解决了需要使用cable与主板进行连接所存在的问题。
本申请实施例提供的硬盘背板可以应用于一电子设备，该电子设备包括主板，主板上设置有供硬盘背板插接的接口。
其中，一种可选实施方式下，该接口包括Gen Z 8C高速接口和Gen Z 4C高速接口，Gen Z 8C高速接口和Gen Z 4C高速接口相邻设置，整体呈一列或一行，以尽可能的减少对主板的空间占用，其示意图如图2所示。需要说明的是，除了Gen Z 8C高速接口和Gen Z 4C高速接口相邻设置，整体呈一列或一行外，Gen Z 8C高速接口和Gen Z 4C高速接口也可以并排或并行设置。
另外，该接口可以仅包括Gen Z 8C高速接口或Gen Z 4C高速接口，或者其他类型的接口，因此不能将上述的接口包括Gen Z 8C高速接口和Gen Z4C高速接口的情况理解成是对本申请接口的限制。
此外，主板上除了设置用于连接硬盘背板的接口外，还可以设置用于连接其他板卡的接口，如设置用于连接Riser卡的接口。连接Riser卡的接口可以是Gen Z 8C高速接口。为了便于理解，可以将用于连接Riser卡的接口简称为Slot1，将用于连接硬盘背板的接口简称为Slot2。此外，主板上还设置有CPU(Central Processing Unit，中央处理器)和BMC(Baseboard Management Controller，基板管理控制器)等器件。
如图1所示，本申请实施例提供的硬盘背板包括：背板本体和设置于背板本体上的用于连接磁盘阵列的多个硬盘接口、多路复用器和连接器。
多个硬盘接口间隔设置于背板本体上，可以是多个硬盘接口呈一排间隔设置于背板本体上，也可以是多个硬盘接口呈多排间隔设置于背板本体上。例如，以12个硬盘接口为例，12个硬盘接口可以分成2排，每排6个间隔设置于背板本体上，也可以是分成三排，每排4个间隔设置于背板本体上。
每个硬盘接口分别与磁盘阵列中的一硬盘以及与多路复用器连接。该硬盘接口与需要连接的硬盘对应，不同的硬盘对应的硬盘接口不同。其可以是目前常用于连接硬盘的接口，如可以是SFF8639接口。
其中，磁盘阵列中的硬盘与硬盘接口一一对应，也即磁盘阵列中的硬盘的数量与硬盘接口的数量对应，且位置也对应。磁盘阵列中的硬盘可以是NVMe(Non-VolatileMemory express，非易失性存储规范)固态硬盘。图3示出了本申请实施例提供的硬盘背板与磁盘阵列连接的示意图，连接时，硬盘背板中的每个硬盘接口与磁盘阵列中的对应硬盘连接。
多路复用器分别与连接器及每个硬盘接口均连接，背板本体通过连接器连接到主板的接口中。多路复用器，用于将多个硬盘接口输出的信号复用到一个输出通道上输出到连接器。该多路复用器可以包括PCA芯片，如PCA9546，或者包括I2C-SW芯片。
其中，该连接器可以是金手指。金手指上面的信号主要包含电源、I2C(InterIntegrated Circuit)、PCIE(Peripheral Component Interconnect Express，高速串行计算机扩展总线标准)、时钟等信号。硬盘背板所需的各种电压由主板所提供，这样硬盘背板上不需要单独加电源转换芯片，节约了背板的成本，同时方便主板对各个电压的监控和管理。I2C信号通过金手指连接到主板的BMC上面，在硬盘背板上连接到多路复用器，多路复用器输出的I2C连接到各个硬盘上面，这样BMC便可获取到硬盘的基本信息。
通过在主板上设置接口，通过在硬盘背板上设置连接器，使得该硬盘背板可以通过该连接器连接到主板的接口中，实现插接，而无需通过cable便可与主板进行连接，从而解决了需要使用cable与主板进行连接所存在的问题。
由于硬盘背板通常安装在机箱内部，当硬盘损坏时，为了方便离线维护硬盘，还可以在硬盘背板上增加离线硬盘状态诊断线路，以便于定位损坏的硬盘。一种可选实施方式下，硬盘背板还包括设置于背板本体上的硬盘诊断线路，硬盘诊断线路与连接器连接。硬盘诊断线路，用于根据主板上的BMC通过连接器发送的控制指令对损坏的硬盘进行定位。
可选地，如图4所示，硬盘诊断线路包括：IO扩展芯片、与多个硬盘接口一一对应的多路发光电路以及为IO扩展芯片供电的备用电源。
IO扩展芯片通过连接器与主板上的BMC连接，IO扩展芯片还分别与每路发光电路连接。IO扩展芯片用于根据BMC发送的控制指令点亮与控制指令指定的硬盘对应的发光电路。当BMC检测到磁盘阵列中的某个硬盘存在故障时，向IO扩展芯片发送控制指令，以指示IO扩展芯片点亮与控制指令指定的硬盘对应的发光电路。或者，主板上的CPU检测到磁盘阵列中的某个硬盘存在故障时，通过BMC向IO扩展芯片发送控制指令，以指示IO扩展芯片点亮与控制指令指定的硬盘对应的发光电路。其中，需要说明的是，BMC检测磁盘阵列中的硬盘是否存在故障的过程已经为本领域技术人员所熟知，在此不再介绍。
备用电源，用于在背板本体断电的情况下，为IO扩展芯片供电。由于硬盘背板安装在机箱内部，当硬盘损坏维护时，在拆解机箱时，通常需要断电。当背板本体断电时，为了能准确定位到损失的硬盘，通过在背板本体上设置备用电源，使得在背板本体断电的情况下，该备用电源为IO扩展芯片供电，从而能实现在主板断电的情况，与存在故障的硬盘对应的发光电路仍然发光，以方便离线维护硬盘。
其中，发光电路与硬盘接口一一对应，如有12个硬盘接口，则相应地发光电路也有12路。每一路发光电路可以包括电阻和发光二极管，电阻和发光二极管串接。
为了便于检测背板本体的温度，一种可选实施方式下，硬盘背板还包括设置于背板本体上的温度传感器。温度传感器与连接器连接，温度传感器用于检测背板本体的温度，以使主板上的BMC根据该温度控制散热风扇的转速。
该温度传感器可以是TMP75传感器。BMC通过TMP75可以实现对硬盘背板温度的监控，可以通过温度信息去控制散热风扇的转速，实现对硬盘的良好散热。
此外，该硬盘背板上还可以包括CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)，CPLD与硬盘接口连接，BMC通过金手指连接到CPLD，可以实现对CPLD代码的远程升级。CPLD主要用于获取硬盘的在位信息、心跳信息以及控制硬盘的复位时序等，该部分内容已经为本领技术人员所熟知，在此不再介绍。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种电子设备，如图5所示，该电子设备包括主板、硬盘背板以及磁盘阵列。
主板上设置有接口，该接口可以包括用于插接Riser卡的接口，简称Slot1，以及用于插接硬盘背板的接口，简称Slot2。此外，主板上还设置有CPU和BMC等器件。
其中，插接硬盘背板的接口可以包括：包括Gen Z 8C高速接口和Gen Z4C高速接口，Gen Z 8C高速接口和Gen Z 4C高速接口相邻设置，整体呈一列或一行，以尽可能的减少对主板的空间占用。插接的Riser卡可以包括：Gen Z 8C高速接口。
该硬盘背板通过硬盘背板上的连接器(如金手指)插接于主板上的Slot2中，使得无需通过cable便可与主板进行连接，从而解决了需要使用cable与主板进行连接所存在的问题。
需要说明的是，当电子设备不需要磁盘阵列的配置时，可以将硬盘背板更换为Riser卡，从而可以根据需要进行灵活性的配置。
硬盘背板包括：背板本体和设置于背板本体上的用于连接磁盘阵列的多个硬盘接口、多路复用器和连接器。
多路复用器分别与连接器及每个硬盘接口均连接，背板本体通过连接器连接到主板的接口中。多路复用器，用于将多个硬盘接口输出的信号复用到一个输出通道上输出到连接器。
电子设备实施例部分的硬盘背板与上述硬盘背板实施例部分相同，为了说明书的简洁性，在电子设备实施例部分未提及之处，请参阅上述硬盘背板实施例中相应部分。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种硬盘背板，其特征在于，应用于一电子设备，所述电子设备包括主板，所述主板上设置有接口；所述硬盘背板包括：
背板本体；
设置于背板本体上的用于连接磁盘阵列的多个硬盘接口、多路复用器和连接器；所述多路复用器分别与所述连接器及每个所述硬盘接口均连接，所述背板本体通过所述连接器连接到所述主板的接口中；
所述多路复用器，用于将多个所述硬盘接口输出的信号复用到一个输出通道上输出到所述连接器。
2.根据权利要求1所述的硬盘背板，其特征在于，所述硬盘背板还包括设置于所述背板本体上的硬盘诊断线路，所述硬盘诊断线路与所述连接器连接；
所述硬盘诊断线路，用于根据所述主板上的BMC通过所述连接器发送的控制指令对损坏的硬盘进行定位。
3.根据权利要求2所述的硬盘背板，其特征在于，所述硬盘诊断线路包括：IO扩展芯片、与所述多个硬盘接口一一对应的多路发光电路以及为所述IO扩展芯片供电的备用电源，所述IO扩展芯片通过所述连接器与所述主板上的BMC连接，所述IO扩展芯片还分别与每路所述发光电路连接；
所述IO扩展芯片用于根据所述BMC发送的控制指令点亮与所述控制指令指定的硬盘对应的发光电路；
所述备用电源，用于在所述背板本体断电的情况下，为所述IO扩展芯片供电。
4.根据权利要求1所述的硬盘背板，其特征在于，所述硬盘背板还包括设置于所述背板本体上的温度传感器，所述温度传感器与所述连接器连接，所述温度传感器用于检测所述背板本体的温度，以使所述主板上的BMC根据该温度控制散热风扇的转速。
5.根据权利要求1所述的硬盘背板，其特征在于，所述接口包括Gen Z8C高速接口和GenZ 4C高速接口，所述Gen Z 8C高速接口和所述Gen Z 4C高速接口相邻设置，整体呈一列或一行。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：
主板，所述主板上设置有接口；
硬盘背板，所述硬盘背板包括：
背板本体；
设置于背板本体上的用于连接磁盘阵列的多个硬盘接口、多路复用器和连接器；所述多路复用器分别与所述连接器及每个所述硬盘接口均连接，所述背板本体通过所述连接器连接到所述主板的接口中；
所述多路复用器，用于将多个硬盘接口输出的信号复用到一个输出通道上输出到所述连接器。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述硬盘背板还包括设置于所述背板本体上的硬盘诊断线路，所述硬盘诊断线路与所述连接器连接；
所述硬盘诊断线路，用于根据所述主板上的BMC通过所述连接器发送的控制指令对损坏的硬盘进行定位。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述硬盘诊断线路包括：IO扩展芯片、与所述多个硬盘接口一一对应的多路发光电路以及为所述IO扩展芯片供电的备用电源，所述IO扩展芯片通过所述连接器与所述主板上的BMC连接，所述IO扩展芯片还分别与每路所述发光电路连接；
所述IO扩展芯片用于根据所述BMC发送的控制指令点亮与所述控制指令指定的硬盘对应的发光电路；
所述备用电源，用于在所述背板本体断电的情况下，为所述IO扩展芯片供电。
9.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述硬盘背板还包括设置于所述背板本体上的温度传感器，所述温度传感器与所述连接器连接，所述温度传感器用于检测所述背板本体的温度，以使所述主板上的BMC根据该温度控制散热风扇的转速。
10.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述主板上设置的接口包括Gen Z8C高速接口和Gen Z 4C高速接口，所述Gen Z 8C高速接口和所述Gen Z 4C高速接口相邻设置，整体呈一列或一行。
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