CN201336145Y - 嵌入式级多硬盘网络存储系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种网络存储系统，尤其是一种嵌入式级多硬盘网络存储系统，包括一个用于系统整体控制和调度的CPU和分别与所述CPU相连的用于对磁盘阵列进行管理的磁盘阵列管理模块、用于连接USB设备的USB接口模块、用于连接以太网的以太网接口、用于控制系统启动的只读存储器和用作系统内存的随机存储器，所述磁盘阵列管理模块总线与CPU相连。本实用新型采用磁盘阵列管理模块扩大了存储能力，可由多个硬盘组成居大的存储空间；降低了单位容量的成本，采用多个普及型硬盘组成的阵列其单位价格要低得多；可以让多个硬盘同时分摊数据的读或写操作，因此整体速度有成倍地提高；数据可靠性得到了极大地提升。

Description

嵌入式级多硬盘网络存储系统

技术领域

本实用新型涉及一种网络存储系统(NAS)，尤其是一种嵌入式级多硬盘网络存储系统。

背景技术

伴随着网络的迅速发展，信息资源也呈现出爆炸性的增长，数据存储的需求也随之而来。

在传统数据存储不外乎U盘，移动硬盘，专门的服务器或者是网络存储设备。前面两种存储有着先天的缺陷，首先，可以存储的数据量较少；其次，不利于同时多人共同访问使用。而专门的服务器，劣势也是挺明显的，成本昂贵，功耗高，速度较慢，体积庞大。

实用新型内容

本实用新型克服了上述缺点，提供了一种成本低廉、体积小、低功耗适宜家庭和中小型企业使用的嵌入式级多硬盘网络存储系统。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种嵌入式级多硬盘网络存储系统，包括一个用于系统整体控制和调度的CPU和分别与所述CPU相连的用于对磁盘阵列进行管理的磁盘阵列管理模块、用于连接USB设备的USB接口模块、用于连接以太网的以太网接口、用于控制系统启动的只读存储器和用作系统内存的随机存储器，所述磁盘阵列管理模块总线与CPU相连。

所述磁盘阵列管理模块、USB接口模块和以太网接口可以通过PCI总线与所述CPU模块相连。

所述的以太网接口可以采用CPU中的内建接口。

所述的CPU可以带有UART接口。

所述的CPU可以为系统级芯片CQ8401。

所述的磁盘阵列管理模块可以为具有磁盘阵列管理功能的OXUFS936QSE实现。

所述的随机存储器可以为单数据速率动态同步随机存储器。

所述的只读存储器可以为与非门闪存、或非门闪存。

本实用新型采用磁盘阵列管理模块提供RAID0、RAID1、RAID5的功能，扩大了存储能力，可由多个硬盘组成居大的存储空间；降低了单位容量的成本，采用多个普及型硬盘组成的阵列其单位价格要低得多；可以让多个硬盘同时分摊数据的读或写操作，因此整体速度有成倍地提高；数据可靠性得到了极大地提升，RAID系统可以使用两组硬盘同步完成镜像存贮；容错性也得到了极大地提升。

此外，本实用新型采用系统级芯片CQ8401作为中央处理器，CQ8401芯片含有丰富的外设接口和功能，能够大大的减少外围设备的数量，从而能够降低整个系统的体积和成本，并且降低系统的整体功耗，面向个人，家庭，中小型企业提供了一款高性能、低功耗、低成本、体积小、安装简单、自动备份，可以在线更新固件的网络存储设备。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型在整个网络系统中的拓扑结构示意图；

图3为本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

本实用新型涉及的嵌入式多硬盘网络存储系统，如图1中所示，采用系统级芯片CQ8401作为系统的中央处理器，负责对系统进行整体的管理和调度，并对用户的操作进行管理。通过EMC(外部存储器接口)总线扩展只读存储器用来实现系统的启动控制以及系统设置参数的存储，同时扩展随机存储器作为系统的内存。所述的随机存储器为单数据速率动态同步随机存储器(SDR SDRAM)，所述的只读存储器可以为与非门闪存(NAND Flash)、或非门闪存(NOR Flash)或其他的只读存储器。本系统扩展了两路以太网接口，一路通过CQ8401中的内建接口自带的MAC(媒体接入控制)来实现，另一路通过PCI扩展的网卡来实现以太网接口，这两个以太网接口中的任意一者均可被用来作为广域网或局域网接口，并且系统可以同时提供这两个接口。通过CQ8401提供的PCI总线为系统扩展了磁盘阵列管理模块，所述磁盘阵列管理模块可以为OXUFS936QSE等具有磁盘阵列管理功能的芯片或硬件模块或使用软件模块来实现，至少支持RAID0、RAID1、RAID5的功能。通过所述CQ8401的外围设备互联(PCI)总线扩展USB接口，维系与USB设备通信的能力。此外，所述的CPU带有UART(通用异步接收/发送)接口。

PCI接口总线实现了三重功能，一是CPU与以太网的接口，它采用10Mbps/100Mbps/1000Mbps/10000Mbps自适应，从而与网络相连接，在系统的作用是接收和发送网络数据包。二是CPU与SATA磁盘控制的接口，它可以实现raid0，raid1，raid5的存储方式，在系统的作用是存储数据，实现数据备份与还原的功能，连接SATA硬盘。三是CPU与USB接口，在系统的作用是用于连接USB接口的U盘或者是移动硬盘。

本实用新型中的磁盘阵列为系统带来了以下好处：扩大了存储能力，可由多个硬盘组成居大的存储空间；降低了单位容量的成本，市场上最大容量的硬盘每兆容量的价格要大大高于普及型硬盘，因此采用多个普及型硬盘组成的阵列其单位价格要低得多；提高了存储速度单个硬盘速度的提高均受到各个时期的技术条件限制，要更进一步往往是很因难的，而使用RAID，则可以让多个硬盘同时分摊数据的读或写操作，因此整体速度有成倍地提高；数据可靠性得到了极大地提升，RAID系统可以使用两组硬盘同步完成镜像存贮；容错性也得到了极大地提升，RAID控制器的一个关键功能就是容错处理。容错阵列中如有单块硬盘出错，不会影响到整体的继续使用，同时还具有数据拯救功能。

系统的具体工作方式是：硬件上电后，CQ8401(CPU)将操作系统从只读存储器(外存设备)装载到随机存储器(内存)中，当操作系统启动后，以太网接口接收数据到SATA硬盘(串口硬盘)里面，或者发送数据到以太网。USB接口芯片发送数据到USB设备，或者从USB设备接收数据到SATA硬盘及网络。

如图2中所示，为嵌入式多硬盘网络存储系统在整个网络系统中的拓扑结构示意图，所述嵌入式多硬盘网络存储系统可以通过以太网直接接入，用户通过网络访问存储数据的流程如图3中所示，以太网网卡接收网络访问接着解析网络协议，相应的服务程序处理访问的内容，并判断是否拥有访问的权限，如果没有则结束；然后有，则可以读写网络存储设备。

由于采用了千兆网卡，该网络存储设备的速度得到显著的提升。而采用了CQ8401为主控芯片，由于CQ8401集成了比较多的控制模块，使的整个系统的体积变的更加小，便于携带，而功耗也大幅度减少，节省了电量损耗，更加环保。

以上对本实用新型所提供的嵌入式级多硬盘网络存储系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种嵌入式级多硬盘网络存储系统，其特征在于：包括一个用于系统整体控制和调度的CPU和分别与所述CPU相连的用于对磁盘阵列进行管理的磁盘阵列管理模块、用于连接USB设备的USB接口模块、用于连接以太网的以太网接口、用于控制系统启动的只读存储器和用作系统内存的随机存储器，所述磁盘阵列管理模块总线与CPU相连。

2.根据权利要求1所述的嵌入式级多硬盘网络存储系统，其特征在于：所述磁盘阵列管理模块、USB接口模块和以太网接口通过PCI总线与所述CPU模块相连。

3.根据权利要求1所述的嵌入式级多硬盘网络存储系统，其特征在于：所述的以太网接口采用CPU中的内建接口。

4.根据权利要求1所述的嵌入式级多硬盘网络存储系统，其特征在于：所述的CPU带有UART接口。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的嵌入式级多硬盘网络存储系统，其特征在于：所述的CPU可以为系统级芯片CQ8401。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的嵌入式级多硬盘网络存储系统，其特征在于：所述的磁盘阵列管理模块可以为具有硬件RAID5磁盘阵列管理功能的OXUFS936QSE实现。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的嵌入式级多硬盘网络存储系统，其特征在于：所述的随机存储器为单数据速率动态同步随机存储器。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的嵌入式级多硬盘网络存储系统，其特征在于：所述的只读存储器可以为与非门闪存、或非门闪存。

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