CN201594396U - Sas接口的高速电子硬盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于SAS协议、采用Flash阵列作为存储介质的超高速大容量非易失性电子硬盘。该电子硬盘包括符合SAS规范的接口器件2、实现SAS协议与SATA协议相互转换的控制器3、SATA协议的Flash控制器4、Flash阵列5和电源管理单元6。结合了SAS总线的高速特性和双端口冗余特性以及Flash阵列的高速、结构紧凑、低功耗、高抗震等优点，满足了对于传输性能有较高要求应用领域。

Description

SAS接口的高速电子硬盘

技术领域

本实用新型专利涉及一种高速大容量设备，具体是一种基于SAS协议的、采用Flash阵列作为存储介质的超高速大容量非易失性电子硬盘。

背景技术

目前，随着网络技术和无线通信技术的不断发展，对负责通信网络数据传输和交换核心任务的服务器提出了更高的要求。由于服务器交换和处理的是海量的数据量，对数据的存储具有相当高的要求，特别是在性能的稳定性上具有特殊的要求。传统的SATA硬盘虽然具有传输速度快且结构简单的优势，但在稳定性方面还不能达到理想的要求。SAS即串行SCIS由于具有完全兼容SATA物理层结构，因此可以和SATA接口完全兼容，具有和SATA传输速度快和结构简单的优点。SAS除了拥有和SATA相同的优点以外，还克服了SATA稳定性不足的缺点，由于它拥有两条相对独立的物理通道，从而保障了数据传输的稳定性。SAS除了上述优点外，它还兼容多种接口协议，这样就扩展了SAS硬盘的应用范围，可以应用不同接口的服务器，从而保证了其通用性。

发明内容

针对现有硬盘数据传输速度和存储速度低的不足和环境适应能力弱的缺点，本实用新型提供了一种基于SAS总线的、采用Flash阵列作为存储介质的超高速大容量非易失性电子硬盘。接口采用符合SAS规范的接口器件2、采用能实现SATA协议和NAND型Flash阵列管理的集成控制器4、NAND型Flash阵列5作为数据的存储介质、设备核心3能实现SAS协议和SATA协议转换的集成控制器、电源管理6实现低功耗控制。

本实用新型的技术方案是：SAS接口器件2连接SAS-SATA端口转换器3，SAS-SATA端口转换器3连接SATA协议Flash控制器4，SATA协议Flash控制器4连接Flash阵列5，SAS接口器件2、SAS-SATA端口转换器3、SATA协议Flash控制器4、Flash阵列5分别与电源管理6相连。

该电子硬盘可方便的插入具有SAS接口的计算机和工控机。同时该电子硬盘主体全部采用半导体介质，无机械动力部件，对环境适应能力高，可在工业级的温度和湿度范围内正常工作。

由以上可知，本实用新型相比现有技术有如下优点：

1、采用SAS总线作为传输接口，具有高速特性，高可靠性，满足高端领域对数据传输速率的要求。

2、设计了NAND型Flash阵列的管理，极大的扩展了存储容量和速度。

3、采用NAND型Flash存储器作为存储介质，具有非易失性、数据保存时间长的优点。

4、采用了SAS协议和SATA协议转换控制器和SATA协议存储控制器实现了对Flash阵列的管理。

5、智能电源管理单元，使得设备功耗进一步得到优化。

6、上述优势使得该设备具有高可靠性、高性能、低功耗、体积小的特征。

附图说明：

图1是SAS接口的高速电子硬盘的组成框图。

图2是SAS协议和SATA协议转换控制器的功能框图。

具体实施方式

本实用新型提出的基于标准SAS接口的、采用Flash阵列作为存储介质的超高速大容量非易失性电子硬盘结合一种实施方式进行详细说明。

本实用新型的结构如图1所示，实施例均采用如下型号配置：

SATA协议Flash控制器：JMF602

SAS协议与SATA协议转换器：VSC7170-01_DS_r20

NAND型Flash：K9NBG08U4A-PIB0

SATA控制4实现了电子硬盘的数据管理和存储以及总线时序，可以实现300MB/s的数据传输速率和1TBytes的容量管理。该控制器由SAS协议和SATA协议转接控制器来对其控制进而实现对存储阵列的各种控制。

SAS协议和SATA协议转换器3主要实现了SAS协议和SATA协议之间的相互转换。由于SAS协议完全兼容SATA协议的物理层结构，因此转换器只需负责使他们的物理层相互自由通信，即相互兼容而不是只允许SAS兼容SATA协议。由于SAS接口拥有两路物理接口而SATA只拥有一路物理接口，因此SAS接口的任何一个接口都可以和SATA接口实现互联。用户也可以经过GPIO设置实现主从端的SAS接口互换，即主端为SAS接口从端为SATA接口或主端为SATA接口从端为SAS接口，即Selector和Multiplier模式。Multiplier模式通过一个主机端口对两个存储硬盘端口进行操作访问，两个盘是相互独立的但在同一时间只能对其中一个硬盘进行访问。Selector模式通过两个主机端口对一个存储硬盘进行访问，两个主机是相互独立的但同时只能有一个主机对硬盘进行访问，SAS协议可以根据主机访问的先后顺序自动调整主机端口的切换。由于改转换器可以实现主从端SAS接口的互换，因此在从端必须设计两套基于相同物理层的协议，即SAS协议和SATA协议，而且在不同设置情况下可以相互切换。

Flash阵列5采用多片NAND型Flash实现速度和容量的扩展，实现100MBytes/s-1GBytes/s的存储速度和16GBytes-1TBytes的容量。NAND型Flash为非易失性存储器，适应各种恶劣的地磁环境，具有100万次的擦写寿命，可实现数据的长时间保存；并且具有低功耗的优点。

电源管理单元6具有低功耗特征，可自动监测系统的状态，当SATA协议实现和Flash阵列管理控制器处于闲置状态时，电源管理单元自动进入待机节电模式。

实施实例：实时数据采集与存储

在实时数据采集领域，往往需要对数据进行实时存储。高端数据采集领域，如雷达信号采集、高速仿真、科学试验等，数据率通常高于100Mbytes/s，采用机械硬盘无法满足此要求，造成数据的丢失。而且在工业环境中，机械硬盘通常难以正常工作。采用标准SATA接口的高速大容量电子硬盘可以方便的应用于这些领域，并且亦有以的性能和环境适应能力满足苛刻的要求。

Claims (2)

1.SAS接口的高速电子硬盘，包括SAS接口器件(2)、Flash阵列(5)，其特征在于：SAS接口器件(2)连接SAS-SATA端口转换器(3)，SAS-SATA端口转换器(3)连接SATA协议Flash控制器(4)，SATA协议Flash控制器(4)连接Flash阵列(5)，SAS接口器件(2)、SAS-SATA端口转换器(3)、SATA协议Flash控制器(4)、Flash阵列(5)分别与电源管理(6)相连。

2.根据权利要求1所述的SAS接口的高速电子硬盘，其特征在于Flash阵列(5)采用多片NAND型Flash阵列。

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