CN201751885U - 一种基于pci卡的网络存储装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种网络存储装置，属于网络存储技术领域。该实用新型提供的网络存储装置内置于计算机主板上的PCI卡与PCI卡数据通信连接的硬盘，该硬盘同时可被现有技术计算机主板共享利用；插在主板PCI插槽上的PCI卡和硬盘在计算机处于“待机”、“休眠”或“关机”状态下均处于带电状态；插在主板PCI插槽上的PCI卡和硬盘在计算机处于“待机”、“休眠”或“关机”状态下均处于带电状态。因此，能在计算机处理处于“待机”、“休眠”或“关机”状态下执行网络存储任务，具有内置式、成本低、功耗小的特点。

Description

一种基于PCI卡的网络存储装置

技术领域

本实用新型属于网络存储技术领域，具体涉及一种可与现有计算机主机兼容的、内置式网络存储装置，尤其涉及一种主要由内置于计算机主板上的PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)卡和可与计算机主板、PCI卡同时数据通信的硬盘组成的、使计算机在“待机”、“休眠”或“关机”状态下均可实现网络下载的网络存储装置。

背景技术

近年来，随机计算机技术和网络技术的发展，计算机的网络应用无处不在。其中，从网络上下载数据(网络下载，为网络存储的其中一种任务形式)成为计算机的一种基本功能，通常，现有普通硬件架构的计算机装置均能实现这一基本功能。实现网络下载的计算机的主机一般包括有：主板、主板上的中央处理单元(CPU)、主板上的芯片组(例如南北桥芯片组)、硬盘、内存、网卡、电源模块、光驱等。通常，计算机的网络下载是多任务模式的，例如，用户在进行网络浏览时同时进行软件更新下载、同时通过BT等软件网络下载数据。而这种网络下载数据通常会大大延缓网络浏览的速度，因此，用户通常让计算机处理闲置时开机进行网络数据下载。

一般情况下，计算机的工作状态大致可以分为以下S0-S5六种状态：

S0是指计算机的普通工作状态，所有计算机主板及其连接设备全开，功耗一般会超过80W；

S1也称为POS(Power On Suspend，电源挂起)，是指计算机除了通过CPU时钟控制器将CPU停止工作之外，其他主板连接设备(例如硬盘、内存、芯片组等)仍然正常工作，功耗一般在30W以下(例如，有些CPU降温软件就是利用这种工作原理)；

S2是指CPU处于关闭状态，总线时钟也被关闭，但其余主板连接的设备仍然运转；

S3是指STR(Suspend to RAM，内存挂起)，也是使用者最长用到的状态，STR就是把系统进入STR前的工作状态数据都存放到内存中去。在STR状态下，主电路电源仍然继续为内存等最必要的设备供电，以确保数据不丢失，而其他设备均处于关闭状态，系统的耗电量极低。一旦我们按下Power按钮(主机电源开关)，系统就被唤醒，马上从内存中读取数据并恢复到STR之前的工作状态。内存的读写速度极快，因此我们感到进入和离开STR状态所花费的时间不过是几秒钟而已，功耗不超过10W；

S4也称为STD(Suspend to Disk，硬盘挂起)，是指系统主电源关闭，但是硬盘仍然带电并可以被唤醒，此时内存中信息被写入硬盘中，所有部件停止工作；

S5是指连电源在内的所有设备全部关闭，计算机本身无功耗。

以上状态中，通常，S0为正常工作状态；S1、S2状态称之为“省电”状态，移动鼠标、按任意键盘即可唤醒电脑；S3状态称之为“待机(Standby)”状态；S4状态通常称之为“休眠(Hibernate)”或者“睡眠(Sleep)”状态；S5状态称之为“关机”状态。以网络下载为例，计算机在日常执行网络下载时，通常工作在S0状态下，至少在S3、S4和S5状态下，现有技术的计算机是根本不可能实现网络下载任务的。因此，计算机用户在执行较大数据的网络下载时，通常是需要运行在S0的工作状态。一般情况下，计算机用户为了在使网络下载不影响在其使用时的网络速度，通常是用户离开状态下让计算机运行在S0状态、让其自动执行网络下载。这样，现有计算机虽然能够较好实现网络下载等网络存储任务，但是，具有运行成本高、功耗大、缩短计算机寿命的缺点。

针对以上所述需求，现有技术中提出了一种专用于网络下载的网络附加存储(Network Attached Storage，NAS)。这种装置利用执行网络下载等网络存储任务时需要执行的任务简单、要求运行的相关硬件较少的特点，用相对简单硬件结构(相对于计算机主机)形成一个类似于专用于网络下载的文件服务器。NAS通常包括微处理器、网络控制模块、用于数据存储的硬盘及其控制器、输入模块、固定存储模块、显示模块等，通过以上模块协调工作，用户可以通过网络接口与网络直接连接，实现网络数据服务。因此，具有相对成本低(相对于计算机)、可用性高、方便安装使用等优点。

同时，现有技术中还提出了一种DAS(Direct Attached Storage，直接附属存储)，也可称为SAS(Server-Attached Storage，服务器附加存储)。DAS被定义为直接连接在各种服务器或客户端扩展接口下的数据存储设备，它依赖于服务器，其本身是硬件的堆叠，不带有任何存储操作系统。在这种方式中，存储设备是通过电缆(通常是SCSI接口(SmallComputer System Interface，小型计算机系统接口)电缆)直接到服务器的，I/O(输入/输入)请求直接发送到存储设备。

不管是NAS还是DAS，相对于计算机主机都是一个独立的设备装置，随着网络存储的个人应用需求越来越广，个人用户为更好的实现网络存储功能，一般不大愿意再花高价钱购买NAS或者DAS，取而代之的是，通常是使计算机主机长时间运行于S0状态实现自身的网络存储需求。

因此，有必要提出一种计算机内置式的、主要用来替代NAS或者DAS的功能的低成本网络存储装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种内置于计算机中的、计算机在“待机”、“休眠(包括睡眠状态)”或“关机”状态下均能工作的网络存储装置。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种网络存储装置，其包括：

内置于计算机主板上的外设部件互连标准卡；

与所述外设部件互连标准卡数据通信连接的硬盘；以及

网络接口单元，

其中，所述硬盘同时与所述计算机主板数据通信连接，所述外设部件互连标准卡、硬盘和网络接口单元在计算机“待机”、“休眠”或“关机”状态下均处于带电状态。

根据本实用新型提供的网络存储装置，所述外设部件互连标准卡包括处理单元、存储单元、外设部件互连标准接口，所述内存单元、外设部件互连标准接口分别与处理单元通信连接。

根据本实用新型提供的又一实施例网络存储装置，所述外设部件互连标准卡包括处理单元、存储单元、外设部件互连标准接口和网络接口单元，所述内存单元、外设部件互连标准接口和网络接口单元分别与处理单元通信连接。

所述硬盘通过数据线直接与所述计算机主板实现数据通信连接，所述外设部件互连标准卡通过计算机主板间接实现与所述硬盘实现数据通信连接。

较佳地，所述硬盘通过数据线直接与所述外设部件互连标准卡实现数据通信连接。

所述外设部件互连标准卡可以相对计算机主板上的中央处理单元独立运行。所述处理单元可以为8位、16位或者32位的微处理器。所述处理单元可以为8086系列的单片机、微控制单元或者数字信号处理器。

所述外设部件互连标准卡通过外设部件互连标准接口插于计算机主板的外设部件互连标准插槽上。所述外设部件互连标准插槽在计算机“待机”、“休眠”或“关机”状态下均处于带电状态。

本实用新型的技术效果是，该网络存储装置所包括内置于计算机主板上的外设部件互连标准卡以及与所述外设部件互连标准卡数据通信连接的硬盘，该硬盘同时可被现有技术计算机主板共享利用，因此具有成本低、可内置于计算机中的优点；同时，插在主板PCI插槽上的PCI卡和硬盘在计算机处于“待机”、“休眠”或“关机”状态下均处于带电状态，从而在计算机主板上的中央处理器停止工作时，网络存储装置也能够根据命令运行，因此该网络存储装置在计算机处于“待机”、“休眠”或“关机”状态下均也能够独立实现网络存储，具有功耗低的特点。

附图说明

图1是本实用新型提供的网络存储装置的第一实施例结构示意图；

图2是图1所示网络存储装置与计算机主板的结构关系示意图；

图3是本实用新型提供的网络存储装置的第二实施例结构示意图；

图4是图3所示网络存储装置与计算机主板的结构关系示意图；

图5是本实用新型提供的网络存储装置的第三实施例结构示意图；

图6是图5所示网络存储装置与计算机主板的结构关系示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

在该实用新型中，“待机”状态是指背景技术中所描述的S3状态；“休眠”状态是指背景技术中所描述的S4状态，“休眠”状态也包括通常所说的“睡眠”状态；“关机”状态即背景技术中所描述的S5状态。

图1所示为本实用新型提供的网络存储装置的第一实施例结构示意图。该网络存储装置200包括PCI卡211、硬盘220和网络接口单元230，由于PCI卡211可以插在计算机主板上的PCI插槽上，因此该网络存储装置200可以内置于计算机主板300上。在该实施例中，硬盘220是直接于计算机主板300数据通信连接，例如通过数据线直接连接于主板之上；网络接口单元230也是与计算机主板300直接连接，例如通过PCI插槽与计算机主板300直接连接。

请参阅图1，PCI卡211包括处理单元211、存储单元212、PCI接口213。由于执行网络存储任务时需要执行的任务简单，数据命令处理相对不是那么复杂，因此，处理单元211可以选择能耗较低的CPU(中央处理单元)，这可以减小对计算机的电源模块的供电要求；功耗较低的CPU的频率通常也比较低，一般情况下其处理频率是能够满足网络存储任务处理需求，当然，其处理频率的大小至少要满足其通信连接的网络接口单元230的要求。处理单元211一般为小型的处理器，其价格也一般相对较低。该PCI卡可以相对计算机主板上的中央处理单元独立运行，例如，在中央处理单元运行的情况下，PCI卡的处理单元211不运行；在中央处理单元停止运行的情况下，可以选择PCI卡的处理单元211运行。在该实施例中，处理单元211可以为8086系列的单片机、MCU(Micro Control Unit，微控制单元)、DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)等，其可以为8位、16位或者32位的微处理器，其也可以为ARM后者Marvell公司的比较节能的微处理机架构的处理单元。随着微处理器技术的发展变化，处理单元211的选择也可以进一步作扩展。

请参阅图1，PCI卡210中的存储单元212、PCI接口213分别与处理单元211通信连接，从而可以实现处理单元211与存储单元212之间、处理单元211与PCI接口213之间实现数据或命令的交换。该PCI卡210通过PCI接口213插于计算机主板的PCI插槽上，从而可以实现PCI卡210与计算机主板之间的通信连接(当然也包括电性连接特性)，该网络存储装置200的计硬盘220因此也能够通过计算机主板间接和PCI卡210实现通信连接，硬盘220和PCI卡210、存储单元212之间可以实现数据或命令的交换。存储单元212一般为内存单元，其内存容量可以相对较小。在网络存储时，通常把最需要频繁使用的数据存放在处理单元211的寄存器(Register)中，把比较频繁使用的数据存放在存储单元212中，把偶尔使用的数据存放在硬盘220中。存储单元212的容量不受本实用新型限制，其也可以为DDR1、DDR2或者DDR3的内存。需要说明的是，随着计算机存储技术的发展，内存也可以被其它形式的存储装置代替(例如，正在研究的相变存储器)，存储单元212的选择也可以随技术的发展而变化。

请参阅图1，硬盘220和网络接口单元230均与计算机主板100通信连接，其可以受计算机主板上的CPU等统一协调运行，从而可以作为计算机主机的硬盘和网络接口分别实现数据存储和网络通信功能。在该实施例中，硬盘220和网络接口单元230同时也可以作为网络存储装置200的功能部件，分别实现数据存储和网络通信功能。硬盘220可以为通过PCI或SATA数据线与计算机主板连接的硬盘，也可以为通过USB数据线与计算机主板的USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口连接的硬盘。硬盘220的接口类型可以是SATA(Serial ATA，串口)形式、IDE(Integrated Drive Electronic，电子集成驱动器)形式、SCSI形式或者光纤通道形式，其具体接口类型也不受本实用新型限制。需要说明的是，随着计算机存储技术的发展，硬盘也可以被其它形式的存储装置代替(例如，Flash存储器形式的固态硬盘)，硬盘220的选择也可以随技术的发展而变化。

在该实用新型中，由于通过计算机主板上的电源设置，可以使PCI卡210、硬盘220和网络接口单元230在计算机处于“待机”、“休眠”或“关机”状态下均处于带电状态。因此，即使计算机处于“待机”、“休眠”或“关机”状态下，该网络存储装置200也可以实现网络存储功能，这样就弥补了计算机主机不能在“待机”、“休眠”或“关机”状态下实现网络存储功能的缺点。

图2所示为图1所示网络存储装置与计算机主板的结构关系示意图。通过在现有的计算机主板上插入网络存储装置的PCI卡，可以使该电脑主机能够实现网络存储功能。如图2所示，该计算机主板100包括计算机的电源模块120、计算机主板上的中央处理单元110、计算机主板上的内存单元130、主板芯片组(Chipset)140、PCI插槽150、硬盘插槽160、网络接口单元230。在该实施例中，网络存储装置的PCI卡置于其中一个PCI(Peripheral Component Interconnect，外设组件互连)插槽150上，网络接口单元230置于另一个PCI插槽150上，这两个PIC插槽在计算机关机或者休眠状态下均能带电。PCI卡210通过计算机主板可以间接和计算机上的硬盘220间接实现数据通信连接。计算机的电源模块120可以向主板上的其它各个单元供电，需要说明的是，不管计算机在S0、S1、S2、S3、S4还是S5状态，计算机的电源模块120都可以使PCI卡210、硬盘220、网络接口单元230处于带电状态，以备网络存储装置在计算机处于关机或者休眠状态都可以随时根据指令而工作运行。因此，在计算机主机在处于“待机”、“休眠”或“关机”状态下，PCI卡210、硬盘220、网络接口单元230一起可以组合形成另外一个“小型”计算机，以执行比较耗时但任务简单的网络存储工作。因此相当于在计算机主机上内置增加了一个能代理NAS的主要功能的网络存储装置。由于该网络存储装置可以与电脑主机共享使用硬盘和网络接口单元(尤其是共享使用硬盘)，从而能大大降低网络存储装置的成本；同时该网络存储装置内置于计算机主机中，能在计算机处于“待机”、“休眠”或“关机”的状态下能够独立运行网络存储装置，实现数据下载等网络存储任务，因此在运行方面也具有成本低的优点。

进一步参阅图2所示，该计算机主板100还可以包括电池170.在该实施例中，电池170也可以用于对网络存储装置所包括的PCI卡210、硬盘220、网络接口单元230供电，使之处于带电状态。

图3所示为本实用新型提供的网络存储装置的第二实施例结构示意图。如图1和图3所示，该网络存储装置400与图1所示网络存储装置200的主要区别在于：网络存储装置不与计算机主机共用网络接口单元，而是在其PCI卡410中设置网络接口单元用于网络通信。网络存储装置400同样包括PCI卡和计算机主板上的硬盘210，PCI卡410包括处理单元411、存储单元412、PCI接口413以及网络接口单元414，通过在PCI卡增加一个与处理单元411通信连接的网络接口单元414，从而可以使PCI卡单独可以实现网络通信功能。现有技术中，将网络接口单元集成与PCI卡上时，其所需要增加的成本比较少，因此，容易被使用者接受。关于图3所示的网络存储装置400的其它相同部分在此不再作一一累述。

同样，继续提供图3所示网络存储装置与计算机主板的结构关系示意图。图4所示为图3所示网络存储装置与计算机主板的结构关系示意图。如图2和图4所示，其主要区别在于计算机主板300上的网络接口单元230并不包括在网络存储装置中，其仅用于计算机主机的网络通信。内置于计算机主机的网络存储装置包括PIC卡410和硬盘220。

图5所示为本实用新型提供的网络存储装置的第三实施例结构示意图。以上图1和图3所示实施例的网络存储装置中的硬盘220是直接通过数据线与计算机主板连接的，网络存储装置的PCI卡间接通过计算机主板实现数据通信连接。图5所示实施例与之前所述实施例的主要区别在于：网络存储装置600中的硬盘220是通过数据线直接与PCI卡610数据通信连接的，而计算机主板300是通过PCI卡610间接与硬盘220实现数据通信连接。计算机在开机时，例如处于S0状态时，网络存储装置不执行网络存储任务，计算机主板间接空置硬盘220，实现相关数据存储功能。在该实施例中，硬盘220也是通过计算机的电源模块进行供电。硬盘220也可以为通过USB数据线与PCI卡610连接，通过USB数据线连接时，PCI卡610先与机箱上的USB接口连接、再与该USB数据线连接。网络存储装置600同样包括PCI卡610和硬盘220，PCI卡610同样包括处理单元611、存储单元612、PCI接口613以及网络接口单元614。关于图5所示的网络存储装置600的其它相同部分在此不再作一一累述。

图6所示为图5所示网络存储装置与计算机主板的结构关系示意图。如图4和图6所示，其主要区别在于：用于网络存储装置的硬盘220并不是通过数据线与计算机主板300上的硬盘插槽连接，而是直接通过数据线与PIC卡610实现数据通信连接。由于，PIC卡610是内置于计算机主板上的PCI插槽150上，因此，计算机主板可以通过PIC卡中转实现对硬盘220的控制。在该实施例中，计算机主板上还可以直接其它硬盘，例如，通过PIC插槽直接连接于计算机主板上的第二硬盘230。计算机在处于开机状态时，可以同时对硬盘220、第二硬盘230控制，实现网络存储或者其它数据存储功能。该第三实施例的网络存储装置相比于第一、第二实施例的优点是更容易与现有技术中等计算机主板兼容。

进一步，我们对两种实施例的网络存储装置的运行作简要说明。

该网络存储装置内置于计算机后，该计算机在开机正常运行状态，计算机主机自身就可以实现网络存储功能，因此一般情况下不需要通过该实用新型的网络存储装置来实行网络存储功能。但是，在关机或者休眠状态后，通过该计算机上内置的网络存储装置运行(PIC卡210或410或610是可以运行并与硬盘220结合运行)，可以继续或者重新开始网络下载等网络存储功能。如本领域技术人员所悉知，该计算机需要适用于网络存储装置的驱动程序；网络存储装置PIC卡、硬盘220、网络接口单元230之间的相互协同工作原理也与NAS的工作原理类似，例如，硬盘220上有一个数据库，里面存放用户所设定的下载任务列表，计算机正常工作时，硬盘220的控制交给中央处理单元110控制；计算机处于关机或者休眠状态时，硬盘220的控制交给PIC卡的处理单元211(或者411、611)控制，下载任务列表以处理单元211(或者411、611)可以识别的格式交给处理单元211(或者411、611)处理，处理单元协同控制硬盘220、存储单元212(或者412、612)、网络接口单元，开始或者继续未完成的下载任务。网络存储装置所运行的系统可以基于Linux操作系统开发。

由上可知，该实用新型提供的网络存储装置相当于通过PCI卡实现了计算机主机功能的扩展，其能够在计算机处理“待机”、“休眠”或“关机”状态执行网络存储任务。因此，该网络存储装置相比与NAS或者DAS具有成本低的特点；同时通过PCI卡、计算机上的硬盘搭建了一个“小计算机”，专用于任务相对简单但耗时的网络存储任务，因此可以实现低功耗的特点。

需要说明的是，本实用新型中所提到的“计算机主板上的部件”是指固定于主板的电路印刷版上的部件、或者是指通过拔插装置连接于主板上的部件、亦或者是指通过数据线的方式连接于主板上的部件；本实用新型中所提到的“置于计算机主板上”是指固定于主板的电路印刷版上、或者是指通过拔插装置连接于主板上、亦或者是指通过数据线的方式连接于主板上。

在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下还可以构成许多有很大差别的实施例。应当理解，除了如所附的权利要求所限定的，本实用新型不限于在说明书中所述的具体实施例。

Claims (8)

1.一种网络存储装置，其特征在于，包括：

内置于计算机主板上的外设部件互连标准卡；

与所述外设部件互连标准卡数据通信连接的硬盘；以及

网络接口单元，

其中，所述硬盘同时与所述计算机主板数据通信连接。

2.如权利要求1所述的网络存储装置，其特征在于，所述外设部件互连标准卡包括处理单元、存储单元、外设部件互连标准接口，所述存储单元、外设部件互连标准接口分别与处理单元通信连接。

3.如权利要求1所述的网络存储装置，其特征在于，所述外设部件互连标准卡包括处理单元、存储单元、外设部件互连标准接口和第二网络接口单元，所述存储单元、外设部件互连标准接口和第二网络接口单元分别与处理单元通信连接。

4.如权利要求2或3所述的网络存储装置，其特征在于，所述硬盘通过数据线直接与所述外设部件互连标准卡实现数据通信连接。

5.如权利要求2或3所述的网络存储装置，其特征在于，所述硬盘通过数据线直接与所述计算机主板实现数据通信连接，所述外设部件互连标准卡通过计算机主板间接实现与所述硬盘实现数据通信连接。

6.如权利要求2或3所述的网络存储装置，其特征在于，所述处理单元为8位、16位或者32位的微处理器。

7.如权利要求2或3所述的网络存储装置，其特征在于，所述处理单元为8086系列的单片机、微控制单元或者数字信号处理器。

8.如权利要求2或3所述的网络存储装置，其特征在于，所述外设部件互连标准卡通过外设部件互连标准接口插于计算机主板的外设部件互连标准插槽上。 

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