CN116340230A - 一种硬盘扩展装置及方法 - Google Patents

一种硬盘扩展装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116340230A
CN116340230A CN202310311763.7A CN202310311763A CN116340230A CN 116340230 A CN116340230 A CN 116340230A CN 202310311763 A CN202310311763 A CN 202310311763A CN 116340230 A CN116340230 A CN 116340230A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hard disk
interface
link
expansion
accessed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310311763.7A
Other languages
English (en)
Inventor
刘铁军
计晶
詹景麟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Priority to CN202310311763.7A priority Critical patent/CN116340230A/zh
Publication of CN116340230A publication Critical patent/CN116340230A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4063—Device-to-bus coupling
    • G06F13/4068—Electrical coupling
    • G06F13/4072—Drivers or receivers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/30—Monitoring
    • G06F11/3003—Monitoring arrangements specially adapted to the computing system or computing system component being monitored
    • G06F11/3031—Monitoring arrangements specially adapted to the computing system or computing system component being monitored where the computing system component is a motherboard or an expansion card
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/30—Monitoring
    • G06F11/3051—Monitoring arrangements for monitoring the configuration of the computing system or of the computing system component, e.g. monitoring the presence of processing resources, peripherals, I/O links, software programs
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4282—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus
    • G06F13/4291—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus using a clocked protocol
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2213/00—Indexing scheme relating to interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F2213/0026—PCI express
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Information Transfer Systems (AREA)

Abstract

本发明实施例提供了一种硬盘扩展装置及方法，对于接入服务器主板串行总线接口内的硬盘扩展装置，首先通过主板的基本管理控制器，对串行扩展总线接口内接入的设备进行身份信息检测；在确定接入的设备为硬盘扩展装置的情况下，按照装置上链路接口的接口序列号，对硬盘扩展装置上的多个链路接口依次进行硬盘的在位检测；在通过在位检测确定链路接口接入硬盘的情况下，对接入硬盘的链路接口对应的时钟通道进行时钟同步；最终触发服务器主板的高速串行扩展总线接口的通道使能，使得硬盘与服务器主板开始进行数据交互，完成硬盘扩展。根据使用需要随即加装该硬盘扩展装置并接入待扩展硬盘，无需局限于现有主板的结构设计，提高了硬盘扩展方法的灵活性。

Description

一种硬盘扩展装置及方法
技术领域
本发明涉及电力系统运维技术领域，特别涉及一种硬盘扩展装置、方法、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
NVME固态硬盘得益于其独特的结构设计及运作方式，相较于传统硬盘在读写速度与读取延迟上具有绝对的优势，在商用服务器领域的市场占有率也在不断攀升。但现实应用中单个主机设备能够装载的硬盘数量有限，现有设备上的硬盘存储总量已无法满足日益增长的海量数据存储需求。
相关技术中，为扩充主机设备能够承载的硬盘数量，常通过在服务器主板上加装PCIE Switch芯片来对固态硬盘进行扩展。
但现有技术方案里，该芯片组件需要在主板的设计研发阶段进行提前规划，而在生产使用后期无法进行单独加装，应用灵活性较差。
发明内容
本发明实施例提供了一种硬盘扩展装置及方法，以解决现有技术中，对于在设备主板上加装额外扩展硬盘方案的应用灵活性较差的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种硬盘扩展装置，安装于服务器，所述装置包括：多个链路接口、中控管理器以及导电触片；其中，所述链路接口用于连接待扩展的硬盘；
所述中控管理器分别与多个所述链路接口相互连接；所述中控管理器还与所述导电触片相互连接；
所述导电触片用于插入服务器主板上的串行总线接口，实现所述硬盘扩展装置与服务器主板的连接；
服务器主板依次通过所述串行总线接口和所述导电触片，向所述中控管理器供电，使得所述中控管理器根据预设的接口用电参数对所述链路接口进行供电驱动，以供所述链路接口上接入的硬盘进行工作；
所述链路接口对应的串行总线接口、所述导电触片和所述中控管理器共同组成数据传输链路，所述链路接口接入的硬盘用于通过所述数据传输链路，从服务器主板获取数据，以及向所述服务器主板发送数据。
第二方面，本发明实施例提供了一种硬盘扩展方法，应用于服务器主板；所述服务器主板包括集成的基本管理控制器；所述方法包括：
通过基本管理控制器，对所述服务器主板的高速串行扩展总线接口内接入的设备进行身份信息检测；
在确定接入的设备为硬盘扩展装置的情况下，按照链路接口的接口序列号，对硬盘扩展装置上的多个所述链路接口依次进行硬盘的在位检测；
在通过在位检测确定所述链路接口接入硬盘的情况下，对接入硬盘的所述链路接口对应的时钟通道进行时钟同步；
触发服务器主板的高速串行扩展总线接口的通道使能，使得硬盘与服务器主板开始进行数据交互，完成硬盘扩展。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现所述的方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种可读存储介质，当所述可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够执行所述方法。
在本发明实施例中，对于接入服务器主板串行总线接口内的硬盘扩展装置，首先通过主板的基本管理控制器，对串行扩展总线接口内接入的设备进行身份信息检测；在确定接入的设备为硬盘扩展装置的情况下，按照装置上链路接口的接口序列号，对硬盘扩展装置上的多个链路接口依次进行硬盘的在位检测；在通过在位检测确定链路接口接入硬盘的情况下，对接入硬盘的链路接口对应的时钟通道进行时钟同步；最终触发服务器主板的高速串行扩展总线接口的通道使能，使得硬盘与服务器主板开始进行数据交互，完成硬盘扩展。根据使用需要随即加装该硬盘扩展装置并接入待扩展硬盘，无需局限于现有主板的结构设计，提高了硬盘扩展方法的灵活性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种硬盘扩展方法的简要实施步骤流图；
图2是本发明实施例提供的一种服务器主板高速串行扩展总线拓扑关系图；
图3是本发明实施例提供的一种硬盘扩展初始化流程示意图；
图4是本发明实施例提供的一种硬盘扩展装置时钟控制逻辑关系图；
图5是本发明实施例提供的一种硬盘扩展方法的详细实施步骤流图；
图6是本发明实施例提供的一种硬盘扩展装置硬件身份检测电路原理图；
图7是本发明实施例提供的一种硬盘在位检测的逻辑关系图；
图8本发明实施例提供的一种硬盘扩展装置结构图；
图9是本发明实施例提供的一种硬盘扩展装置带外通道工作原理图；
图10是本发明实施例提供的一种电子设备的功能组件关系图；
图11是本发明实施例提供的另一种电子设备的功能组件关系图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参照图1，图1是本发明实施例提供的一种硬盘扩展方法的简要实施步骤流图；如图1所示，所述方法包括：
步骤101：通过基本管理控制器，对所述服务器主板的高速串行扩展总线接口内接入的设备进行身份信息检测。
本发明实施例提供的一种硬盘扩展装置，采用基于计算机设备主板的高速串行计算机扩展总线标准(PCI-Express,Peripheral Component Interconnect Express)接口转接卡的形态。所述扩展装置上设置有多个数量的固态硬盘接口，且所述接口基于非易失性内存主机控制器接口规范(NVMe,Non Volatile Memory Express)设计，能够配合PCIE标准总线实现高速低延迟的数据传输。且基于该接口可进行扩展的组件种类丰富，包括但不限于：图形显示卡、网卡、声音采集卡等。
参照图2，示出了本发明实施例提供的一种服务器主板高速串行扩展总线拓扑关系图。如图2所示，该服务器主板包括串行总线接口插槽_0、串行总线接口插槽_1、串行总线接口插槽_2至少三个PCIE接口插槽。所述插槽分别通过PCIE串行总线与中央处理器(CPU,Central Processing Unit)直连，从而实现数据交互。每个串行总线接口插槽均具备单独的直连供电模组，以确保在外接设备时插入的扩展设备能够正常进行供电驱动。
同时，该主板集成有基本管理控制器(BMC,Baseboard Management Controller)，亦称服务器带外管理芯片，以及其他基本组件；其中，所述基本管理控制器用于通过系统管理至总线对主板所有外接扩展设备进行控制管理。
本发明实施例提供的一种硬盘扩展方法，在所述硬盘扩展装置接入如图2所示的串行总线接口插槽内后，首先通过服务器主板对接入的扩展设备进行硬件身份检测，以确定接入的扩展设备类型并通过对应的预设驱动方法驱使该扩展设备正常运作。
在实际应用中，PCIE接口具有多种不同的数据传输通道标准，而不同扩展设备在扩展使用过程中对于数据的实施吞吐量要求也不同。PCIE扩展的初始化需要识别扩展设备的类型，以通知CPU将该接口的数据传输通道模式调整为与扩展设备传输需求对应的模式。因此，正确识别接入扩展设备的设备类型对扩展初始化具有重要意义。
步骤102：在确定接入的设备为硬盘扩展装置的情况下，按照链路接口的接口序列号，对硬盘扩展装置上的多个所述链路接口依次进行硬盘的在位检测。
本发明实施例提供的一种硬盘扩展方法，在确定当前主板的串行总线接口插槽内接入的扩展设备为硬盘扩展装置的情况下，针对所述硬盘扩展装置上设置的多个硬盘链路接口需要进行硬盘在位检测。
参照图3，示出了本发明实施例提供的一种硬盘扩展初始化流程示意图。如图3所示，在执行扩展设备的身份检测后，对于非硬盘扩展类的其他串行扩展总线设备暂不做特殊处理。在确定当前主板的串行总线接口插槽内接入的扩展设备为硬盘扩展装置的情况下执行硬盘在位检测，对于确定接入扩展硬盘的链路接口进行进一步初始化操作。
具体地，例如在某次设备扩展运行过程中，某硬盘扩展装置具备4个可接入的硬盘接口，但当前只有2个接口接入了待扩展硬盘，其余两个为空载接口。在确定扩展设备的身份信息后，按照链路接口的接口序列号，例如：链路接口_0→链路接口_1→链路接口_2→链路接口_3的顺序依次进行硬盘在位检测。
执行硬盘在位检测后，系统在运行过程中能够正确识别链路接口与PCIE总线的连接关系，以确保运行过程中数据传输关系的正确性，防止系统报错崩溃。
步骤103：在通过在位检测确定所述链路接口接入硬盘的情况下，对接入硬盘的所述链路接口对应的时钟通道进行时钟同步。
扩展设备在启用后会按照一定的时钟频率进行工作，而对于多设备间的数据交互，需要时钟状态匹配进行支持。时钟状态的匹配扩展需要采用专门的控制时钟缓冲器(Clock Buffer)对金手指引入时钟进行相位锁定与边沿整型，输出多路相位一致的时钟给各NVMe硬盘链路接口。
承接步骤102，BMC检测到硬盘存在后，会通过系统管理总线(SMBus,SystemManagement Bus)控制时钟缓冲器(Clock Buffer)，使能输出到对应NVMe连接器的时钟通道。
具体地参照图4，示出了本发明实施例提供的一种硬盘扩展装置时钟控制逻辑关系图。如图4所示，在硬盘扩展装置通过PCIE接口导电触片(俗称“金手指”)与主板连接后，BMC经过系统管理总线向时钟缓冲器发送目标时钟频率信号，时钟缓冲器使能输出到对应的NVME硬盘链路接口的时钟通道，当前目标时钟频率为100兆赫兹(Mhz)。
反之，如果没有检测到NVMe硬盘，则禁止该时钟输出，防止因没有负载导致的信号完整性问题。
步骤104：触发服务器主板的高速串行扩展总线接口的通道使能，使得硬盘与服务器主板开始进行数据交互，完成硬盘扩展。
当BMC控制的带外通道各功能正常以后，会启动带内通道的使能动作，例如：基本输入/输出系统(BIOS,Basic Input Output System)枚举PCIe设备、操作系统加载NVme设备驱动等工作，然后扩展装置就可以正常工作了。
综上所述，本发明实施例提供的一种硬盘扩展方法，对于接入服务器主板串行总线接口内的硬盘扩展装置，首先通过主板的基本管理控制器，对串行扩展总线接口内接入的设备进行身份信息检测；在确定接入的设备为硬盘扩展装置的情况下，按照装置上链路接口的接口序列号，对硬盘扩展装置上的多个链路接口依次进行硬盘的在位检测；在通过在位检测确定链路接口接入硬盘的情况下，对接入硬盘的链路接口对应的时钟通道进行时钟同步；最终触发服务器主板的高速串行扩展总线接口的通道使能，使得硬盘与服务器主板开始进行数据交互，完成硬盘扩展。
参照图5，是本发明实施例提供的一种硬盘扩展方法的详细实施步骤流图；如图5所示，所述方法的步骤包括：
步骤201：硬盘扩展装置接入服务器主板的高速串行扩展总线接口。
在实际应用中，首先需要将硬盘扩展装置插入至服务器主板的高速串行扩展总线接口内，此过程由运维人员根据使用需要手动完成。由于服务器主板在设计时，为保证服务器适应各种应用场景，PCIe插槽的数量往往多于实际中使用的数量，也就是说实际使用中会有空闲的PCIe插槽。
本发明实施例提供的硬盘扩展方法，能够充分利用主板闲置的PCIe插槽接口，并扩展多张固态硬盘。相较于现有技术的扩展方法，在不增加PCIe接口数量的情况下，划分数据通道分配至多个硬盘链路接口，在扩展硬盘数量上具有显著优势。例如：银欣发布的ST-ECM28 PCIe x4转接卡，在占用一条PCIe接口插槽的情况下，最多智能接入一块基于NVMe协议的固态硬盘。而本发明实施例所提供的硬盘扩展装置，在同样占用一条PCIe接口插槽的情况下，将一条PEIe x16规格的通道分配给44块不同的链路接口，以实现同时接入4块固态硬盘。
步骤202：通过基本管理控制器，对所述服务器主板的高速串行扩展总线接口内接入的设备进行身份信息检测。
该步骤具体可参照上述步骤101，本实施例此处不再赘述。
在一种可选的实施例中，步骤202还可以包括：
子步骤2021：调用基本管理控制器，读取所述设备的设备数值信息。
在本发明实施例所提供一种硬盘扩展方法中，在将所述扩展装置接入服务器主板的高速串行扩展总线接口之后，服务器将主动调用BMC，对接入设备的身份(ID,IdentityDocument)数值信息进行读取，以此为参量值对接入设备的设备类型进行确定。
具体地参照图6，示出了本发明实施例提供的一种硬盘扩展装置硬件身份检测电路原理图。服务器主板上的BMC通过SMBus总线检测每个PCIe接口上的设备是否为本发明中的硬盘扩展卡,这是通过硬盘扩展卡上的系统管理总线输入/输出扩展(SMBus I/OExpander)芯片实现的。如图6所示，由系统管理总线输入/输出扩展芯片引申出的线路针脚共有8根，包括D0-D7。
所检测到的设备ID数值由I/O扩展芯片所连接的多个上下拉电阻300所决定。如图6所示，当所有的上拉电阻300都焊接，而所有下拉电阻300不焊接时，D0-D7引脚都被设置成了高电平，BMC读取到的设备ID数值将会是0xFF(十六进制数表示方法，换算为10进制为255)；类似地，当所有的下拉电阻300都焊接，而所有上拉电阻300都不焊接时，D0-D7引脚都被设置成了低电平，BMC读取到的身份ID数值将会是0。通过D7-D0位置上的上下拉电阻300是否焊接，设备ID的数值可以被设定在0～255范围中的任意数值。
子步骤2022：在所述设备数值信息与预设的数值信息相同时，则确定当前扩展插槽内接入的设备为硬盘扩展装置。
服务器主板上的BMC通过SMBus总线检测每个PCIe接口上的设备是否为本发明中的硬盘扩展卡，通过硬盘扩展卡上的系统管理总线输入/输出扩展(SMBus I/O Expander)芯片实现。I/O扩展芯片上有多个I/O引脚，其中部分引脚接设备信息检测电路。如果BMC检测到的设备信息数值与预先设定一致，即能确定该PCIe接口上的设备为本发明中的硬盘扩展卡，从而为后续的功能实现提供便利。
步骤203：在确定接入的设备为硬盘扩展装置的情况下，按照链路接口的接口序列号，对硬盘扩展装置上的多个所述链路接口依次进行硬盘的在位检测。
该步骤具体可参照上述步骤102，本实施例此处不再赘述。
在一种可选的实施例中，步骤203还可以包括：
子步骤2031：按照所述链路接口的接口序列号由小到大的顺序，对所述硬盘扩展装置上的多个链路接口进行硬盘的在位检测。
参照图7，示出了本发明实施例提供的一种硬盘在位检测的逻辑关系图。对于硬盘扩展装置上的多个链路接口，首先进行硬盘在位检测的初始化，依照每个链路接口的接口序列号进行轮询，由接口序列号最小(一般为0号)的链路接口开始检测。
如图7所示，链路接口的引脚将当前链路接口的电位信息发送至系统管理总线输入/输出扩展(SMBus I/O Expander)芯片，继而通过系统管理总线经PCIe导电触电发送至主板的BMC。
在一种可选的实施例中，子步骤2031还可以包括：
子步骤20311：调用基本管理控制器，通过扩展管理单元对所述链路接口内的引脚电位进行检测。
BMC同样通过硬盘扩展装置上的系统管理总线输入/输出扩展(SMBus I/OExpander)芯片实现硬盘的在位检测。每个硬盘链路接口上都有一个可供检测的在位信号引脚。该引脚为低电平时，表示有硬盘存在；该引脚为高电平时，表示没有硬盘存在。
子步骤20312：在所述引脚电位为高电位时，则确定所述链路接口已接入硬盘；在所述引脚电位为低电位时，则确定所述链路接口未接入硬盘。
如子步骤20311所述，在上述在位检测结果中，链路接口的引脚电位为高电位时，则确定所述链路接口已接入硬盘；相反在所述引脚电位为低电位时，则确定所述链路接口未接入硬盘。随后系统将根据不同的检测结果，进行针对性的特殊处理。
子步骤2032：在确定所述链路接口已接入硬盘的情况下，对接入硬盘的所述链路接口对应的时钟通道进行时钟同步，并按照所述接口序列号的顺序跳转至下一所述链路接口，继续进行下一个所述链路接口的在位检测。
对于检测结果为当前已有硬盘接入的链路接口，系统将通知时钟缓冲模块对该接口对应的时钟通道进行时钟同步。相对的，若检测结果显示当前链路接口未接入硬盘，则BMC将继续遵从接口序列号，轮询下一链路接口，直至当前扩展装置上的所有接口已全部轮询完毕。
步骤204：在通过在位检测确定所述链路接口接入硬盘的情况下，对接入硬盘的所述链路接口对应的时钟通道进行时钟同步。
该步骤具体可参照上述步骤103，本实施例此处不再赘述。
在一种可选的实施例中，步骤204还可以包括：
子步骤2041：向时钟缓冲单元发送预设的目标工作时钟频率；
如图4所示，主板BMC通过PCIe接口与SMBus总线将预设的目标工作时钟频率发送至时钟缓冲单元。
子步骤2042：根据所述目标工作时钟频率，通过所述时钟缓冲单元对所述链路接口进行时钟同步，使得所述链路接口依照所述目标工作时钟频率进行运作。
在接收到BMC发送的目标时钟频率后，接由时钟缓冲单元使能输出到对应链路接口对应的时钟通道，完成时钟同步。
步骤205：触发服务器主板的高速串行扩展总线接口的通道使能，使得硬盘与服务器主板开始进行数据交互，完成硬盘扩展。
该步骤具体可参照上述步骤104，本实施例此处不再赘述。
综上所述，本发明实施例提供的一种硬盘扩展方法，对于接入服务器主板串行总线接口内的硬盘扩展装置，首先通过主板的基本管理控制器，对串行扩展总线接口内接入的设备进行身份信息检测；在确定接入的设备为硬盘扩展装置的情况下，按照装置上链路接口的接口序列号，对硬盘扩展装置上的多个链路接口依次进行硬盘的在位检测；在通过在位检测确定链路接口接入硬盘的情况下，对接入硬盘的链路接口对应的时钟通道进行时钟同步；最终触发服务器主板的高速串行扩展总线接口的通道使能，使得硬盘与服务器主板开始进行数据交互，完成硬盘扩展。根据使用需要随即加装该硬盘扩展装置并接入待扩展硬盘，无需局限于现有主板的结构设计，利用服务器主板闲置的串行扩展总线接口接入硬盘扩展装置，能够便捷快速接入多块硬盘，提高了硬盘扩展方法的灵活性。
参照图8，图8是本发明实施例提供的一种硬盘扩展装置结构图；如图8所示，所述装置包括：多个链路接口、中控管理器以及导电触片301(俗称“金手指”)；其中，链路接口用于连接待扩展的硬盘；中控管理器分别与多个链路接口相互连接，并且中控管理器还与导电触片301相互连接；导电触片301用于插入服务器主板上的串行总线接口，实现硬盘扩展装置与服务器主板的连接。
参照图9，示出了本发明实施例提供的一种硬盘扩展装置带外通道工作原理图。服务器主板依次通过串行总线接口和导电触片301，向中控管理器供电，使得中控管理器根据预设的接口用电参数对链路接口进行供电驱动，以供链路接口上接入的硬盘进行工作；系统管理总线输入/输出扩展(SMBus I/O Expander)芯片负责执行接入PCIe接口的设备身份信息检测，及硬盘的在位检测。链路接口对应的串行总线接口、导电触片和中控管理器共同组成数据传输链路，链路接口接入的硬盘用于通过数据传输链路，从服务器主板获取数据，以及向服务器主板发送数据。
可选的，在一种实施例中，所述中控管理器包括：扩展管理单元、时钟缓冲单元、系统总线管理单元；所述扩展管理单元通过对多个所述链路接口依次进行在位检测，以确定所述链路接口是否接入硬盘。
所述时钟缓冲单元在确定所述链路接口接入硬盘的情况下，接收服务器发送的目标工作时钟频率，并根据所述目标工作时钟频率对所述链路接口对应的时钟通道进行时钟同步。
所述总线管理单元用于启用或断开所述硬盘与所述服务器主板的数据传输链路。
可选的，在一种实施例中，所述导电触片具有多种不同尺寸的规格形态，不同规格的所述导电触片包含的触片数量不同。
所述导电触片具有的触片数量，与所述扩展装置对应承载的数据通道数量成正比例关系。
可选的，在一种实施例中，所述导电触片的尺寸规格包括：具有16路数据通道的导电触片、具有8路数据通道的导电触片、具有4路数据通道的导电触片中的任一种。
现有技术中，常见的串行扩展总线通道数量规格有PCIe×16、PCIe×8、PCIe×1等。具体地，PCIe x16插槽全长89mm，有164根针脚，靠主板外侧端有一卡口，将16x分为前后两组，较短的插槽有22根针脚，主要用于供电，较长的插槽142根，主要用于数据传输，具有16通道所带来的高带宽。主要用于显卡以及硬盘阵列卡等，且具有优良的兼容性，可以向下兼容x1/x4/x8级别的设备。由于PCIe x16插槽常用于显卡，与CPU直接相通，在物理位置上直接靠近CPU，这样显卡与处理器之间的数据交换就可以减少延迟，让系统的性能可以得到充分的发挥。
PCIe x8插槽全长56mm，有98根针脚，与PCIe x16比较，主要是数据针脚减少至76根，短的供电针脚仍然是22针脚。为了兼容性，PCIe x8插槽通常加工成PCIe x16插槽的形式，但数据针脚只有一半是有效的，也就是说实际带宽只有真正的PCI-E x16插槽的一半。可以观察主板布线，x8的后半段没有线路连接，针脚也没有焊接。
PCI-E x4插槽的长度为39mm，同样是在PCI-E x16插槽的基础上，以减少数据针脚的方式实现，主要用于PCI-E SSD固态硬盘，或者是通过PCI-E转接卡安装的M.2SSD固态硬盘。
PCIe x4插槽通常由主板芯片扩展而来，不过随着CPU内部PCIe通道数的增多，现在有部分高端主板可以开始提供直连CPU的PCIe x4插槽，用于安装PCIe固态硬盘。
可选的，在一种实施例中，所述扩展装置具有的链路接口数量为：所述扩展装置中，所述导电触片对应的数据通道数量和单个链路接口所需的数据通道数量的比值。
带内通道扩展实现的是将PCIe插槽的x8或x16的收发器通道分成复数个x4宽度的收发器通道，接入板上的硬盘链路接口。如果PCIe插槽是x8宽度，就将收发器通道分到两个硬盘链路接口；如果PCIe插槽是x16宽度，就将收发器通道分到四个硬盘链路接口。如图8所示装置，PCIe通道数没有实际增加，而是通过在硬盘扩展卡上的印刷电路板(PCB,Printedcircuit boards)走线，把收发器通道从金手指扩展到了硬盘链路接口，这样可以在达到目的同时有效降低整个系统的成本。
具体地参照图8，图8所展示的硬盘扩展卡为PCIe x16规格，即16数据通路。在实际应用中CPU根据硬盘在位数量，为每个链路接口分配x4宽度的数据通道。分别对应硬盘链路接口_0、硬盘链路接口_1、硬盘链路接口_2、硬盘链路接口_3。
综上所述，本发明实施例提供的一种硬盘扩展装置，对于接入服务器主板串行总线接口内的硬盘扩展装置，首先通过主板的基本管理控制器，对串行扩展总线接口内接入的设备进行身份信息检测；在确定接入的设备为硬盘扩展装置的情况下，按照装置上链路接口的接口序列号，对硬盘扩展装置上的多个链路接口依次进行硬盘的在位检测；在通过在位检测确定链路接口接入硬盘的情况下，对接入硬盘的链路接口对应的时钟通道进行时钟同步；最终触发服务器主板的高速串行扩展总线接口的通道使能，使得硬盘与服务器主板开始进行数据交互，完成硬盘扩展。
图10是根据一示例性实施例示出的一种电子设备600的框图。例如，电子设备600可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
参照图10，电子设备600可以包括以下一个或多个组件：处理组件602，存储器604，电源组件606，多媒体组件608，音频组件610，输入/输出(I/O)的接口612，传感器组件614，以及通信组件616。
处理组件602通常控制电子设备600的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件602可以包括一个或多个处理器620来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件602可以包括一个或多个模块，便于处理组件602和其他组件之间的交互。例如，处理组件602可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件608和处理组件602之间的交互。
存储器604用于存储各种类型的数据以支持在电子设备600的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备600上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，多媒体等。存储器604可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件606为电子设备600的各种组件提供电力。电源组件606可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备600生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件608包括在所述电子设备600和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的分界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件608包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备600处于操作模式，如拍摄模式或多媒体模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件610用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件610包括一个麦克风(MIC)，当电子设备600处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器604或经由通信组件616发送。在一些实施例中，音频组件610还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口612为处理组件602和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件614包括一个或多个传感器，用于为电子设备600提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件614可以检测到电子设备600的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备600的显示器和小键盘，传感器组件614还可以检测电子设备600或电子设备600一个组件的位置改变，用户与电子设备600接触的存在或不存在，电子设备600方位或加速/减速和电子设备600的温度变化。传感器组件614可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件614还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件614还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件616用于便于电子设备600和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备600可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，运营商网络(如2G、3G、4G或5G)，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件616经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件616还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，电子设备600可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于实现本发明实施例提供的一种硬盘扩展方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器604，上述指令可由电子设备600的处理器620执行以完成上述方法。例如，所述非临时性存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
图11是根据一示例性实施例示出的一种电子设备700的框图。例如，电子设备700可以被提供为一服务器。参照图11，电子设备700包括处理组件722，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器732所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件722的执行的指令，例如应用程序。存储器732中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件722被配置为执行指令，以执行本发明实施例提供的一种硬盘扩展方法。
电子设备700还可以包括一个电源组件726被配置为执行电子设备700的电源管理，一个有线或无线网络接口750被配置为将电子设备700连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口758。电子设备700可以操作基于存储在存储器732的操作系统，例如WindowsServerTM，Mac OS XTM，UnixTM，LinuxTM，FreeBSDTM或类似。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (14)

1.一种硬盘扩展装置，其特征在于，安装于服务器主板；所述装置包括：多个链路接口、中控管理器以及导电触片；其中，所述链路接口用于连接待扩展的硬盘；
所述中控管理器分别与多个所述链路接口相互连接；所述中控管理器还与所述导电触片相互连接；
所述导电触片用于插入服务器主板上的串行总线接口，实现所述硬盘扩展装置与服务器主板的连接；
服务器主板依次通过所述串行总线接口和所述导电触片，向所述中控管理器供电，使得所述中控管理器根据预设的接口用电参数对所述链路接口进行供电驱动，以供所述链路接口上接入的硬盘进行工作；
所述链路接口对应的串行总线接口、所述导电触片和所述中控管理器共同组成数据传输链路，所述链路接口接入的硬盘用于通过所述数据传输链路，从服务器主板获取数据，以及向所述服务器主板发送数据。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中控管理器包括：扩展管理单元、时钟缓冲单元、系统总线管理单元；
所述扩展管理单元通过对多个所述链路接口依次进行在位检测，以确定所述链路接口是否接入硬盘；
所述时钟缓冲单元在确定所述链路接口接入硬盘的情况下，接收服务器发送的目标工作时钟频率，并根据所述目标工作时钟频率对所述链路接口对应的时钟通道进行时钟同步；
所述总线管理单元用于启用或断开所述硬盘与所述服务器主板的数据传输链路。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电触片具有多种不同尺寸的规格形态，不同规格的所述导电触片包含的触片数量不同；
所述导电触片具有的触片数量，与所述扩展装置对应承载的数据通道数量成正比例关系。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述导电触片的尺寸规格包括：具有16路数据通道的导电触片、具有8路数据通道的导电触片、具有4路数据通道的导电触片中的任一种。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述扩展装置具有的链路接口数量为：所述扩展装置中，所述导电触片对应的数据通道数量和单个链路接口所需的数据通道数量的比值。
6.根据权利要求1-5任一项所述的扩展装置，其特征在于，通过所述链路接口接入的扩展硬盘，具体为基于非易失性内存主机控制器接口规范工作的硬盘。
7.一种硬盘扩展方法，其特征在于，应用于服务器主板；所述服务器主板包括集成的基本管理控制器；所述方法包括：
通过基本管理控制器，对所述服务器主板的高速串行扩展总线接口内接入的设备进行身份信息检测；
在确定接入的设备为硬盘扩展装置的情况下，按照链路接口的接口序列号，对硬盘扩展装置上的多个所述链路接口依次进行硬盘的在位检测；
在通过在位检测确定所述链路接口接入硬盘的情况下，对接入硬盘的所述链路接口对应的时钟通道进行时钟同步；
触发服务器主板的高速串行扩展总线接口的通道使能，使得硬盘与服务器主板开始进行数据交互，完成硬盘扩展。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述通过基本管理控制器，对所述服务器主板扩展插槽内接入的设备进行身份信息检测，包括：
调用基本管理控制器，读取所述设备的设备数值信息；
在所述设备数值信息与预设的数值信息相同时，则确定当前扩展插槽内接入的设备为硬盘扩展装置。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述按照所述链路接口的接口序列号，对所述硬盘扩展装置上的多个链路接口依次进行硬盘的在位检测，包括：
按照所述链路接口的接口序列号由小到大的顺序，对所述硬盘扩展装置上的多个链路接口进行硬盘的在位检测；
在确定所述链路接口未接入硬盘的情况下，按照所述接口序列号的顺序跳转至下一所述链路接口，并继续进行硬盘的在位检测。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在确定所述链路接口已接入硬盘的情况下，对接入硬盘的所述链路接口对应的时钟通道进行时钟同步，并按照所述接口序列号的顺序跳转至下一所述链路接口，继续进行下一个所述链路接口的在位检测。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述对所述硬盘扩展装置上的多个链路接口进行硬盘的在位检测，包括：
调用基本管理控制器，通过扩展管理单元对所述链路接口内的引脚电位进行检测；
在所述引脚电位为高电位时，则确定所述链路接口已接入硬盘；在所述引脚电位为低电位时，则确定所述链路接口未接入硬盘。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对接入硬盘的所述链路接口对应的时钟通道进行时钟同步，包括：
向时钟缓冲单元发送预设的目标工作时钟频率；
根据所述目标工作时钟频率，通过所述时钟缓冲单元对所述链路接口进行时钟同步，使得所述链路接口依照所述目标工作时钟频率进行运作。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如权利要求7至12中任一项所述的方法。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够执行如权利要求7至12中任一项所述的方法。
CN202310311763.7A 2023-03-28 2023-03-28 一种硬盘扩展装置及方法 Pending CN116340230A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310311763.7A CN116340230A (zh) 2023-03-28 2023-03-28 一种硬盘扩展装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310311763.7A CN116340230A (zh) 2023-03-28 2023-03-28 一种硬盘扩展装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116340230A true CN116340230A (zh) 2023-06-27

Family

ID=86894463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310311763.7A Pending CN116340230A (zh) 2023-03-28 2023-03-28 一种硬盘扩展装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116340230A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117951069A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 安擎计算机信息股份有限公司 一种服务器系统、通信方法和服务器
CN118377646A (zh) * 2024-06-26 2024-07-23 苏州元脑智能科技有限公司 链路闪断的管理方法、装置、计算机设备及存储介质

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117951069A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 安擎计算机信息股份有限公司 一种服务器系统、通信方法和服务器
CN118377646A (zh) * 2024-06-26 2024-07-23 苏州元脑智能科技有限公司 链路闪断的管理方法、装置、计算机设备及存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116340230A (zh) 一种硬盘扩展装置及方法
CN107111588B (zh) 经由USB端口使用PCIe协议的数据传输
US10311000B2 (en) Integrated universal serial bus (USB) type-C switching
US10317973B2 (en) Peripheral device expansion card system
CN107111564B (zh) 用于对连接器进行串接的适配器
CN109739787B (zh) 一种主板、显卡、电子设备和数据传输方法
CN115733549B (zh) Pcie网卡及其接口模式的切换方法、电子设备及存储介质
CN109684258B (zh) 一种信号处理装置及方法
US10628371B1 (en) USB detecting method and USB expansion device using same
US8897705B2 (en) Data transmitting system and data transmitting method
WO2017128673A1 (zh) 一种复用Flash ROM的双通道移动终端
US10176133B2 (en) Smart device with no AP
CN116627729A (zh) 外接线缆、外接线缆在位检测装置、开机自检方法及系统
US6813660B2 (en) Wireless portable electronic device capable of receiving
CN111124957B (zh) Usb通道切换装置
CN117008968A (zh) 一种控制方法、装置、通信设备、电子设备及介质
CN101226424B (zh) 多媒体电子式切换器
CN113849267A (zh) 显卡虚拟显示方法、系统、终端及存储介质
US9367332B2 (en) Sensing data reading device and method
CN107402898B (zh) 一种信息处理的方法及电子设备
CN105068952A (zh) 一种sd接口复用装置、方法以及电子设备
KR20120106480A (ko) 외부 디바이스와 결합하는 휴대 단말 및 그 구동 방법
CN114610663B (zh) 一种支持多种板卡的装置和服务器
US20100046110A1 (en) Information processing apparatus and control method thereof
CN111611182B (zh) 能够被检测装置检测的电子设备及检测系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination