CN211669632U

CN211669632U - 一种电子设备及运算扩展模块

Info

Publication number: CN211669632U
Application number: CN202020813557.8U
Authority: CN
Inventors: 乔晖; 李鹏飞
Original assignee: Hangzhou Hikvision Digital Technology Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Hikvision Digital Technology Co Ltd
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2020-05-15
Publication date: 2020-10-13
Anticipated expiration: 2030-05-15

Abstract

本实用新型实施例提供了一种电子设备及运算扩展模块，电子设备中包括运算扩展模块、存储扩展盒以及设置于背板上的多个接口槽，运算扩展模块用于扩展电子设备的运算能力，存储扩展盒用于扩展电子设备的存储能力，运算扩展模块与存储扩展盒分别可插拔地设置于不同的接口槽中；接口槽采用U.2接口标准；本方案中，采用U.2接口，可以兼容SATA、SAS、PCIe协议，既可以将存储扩展盒中承载的SSD接入U.2接口以扩展电子设备的存储能力，也可以将运算扩展模块接入U.2接口以扩展电子设备的运算能力，能够灵活配置运算扩展模块和存储扩展盒的数量及位置。

Description

一种电子设备及运算扩展模块

技术领域

本实用新型涉及硬件设备技术领域，特别是涉及一种电子设备及运算扩展模块。

背景技术

目前，可以对服务器等设备进行扩展。例如，对这些设备进行SATA(SerialAdvanced Technology Attachment，串行高级技术附件)硬盘或者SAS(Serial AttachedSCSI，串行连接SCSI；SCSI：Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)硬盘的扩展，以提高设备的存储能力。但是不能扩展其他硬件，扩展能力有限。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种电子设备及运算扩展模块，以提高扩展能力。

为达到上述目的，本实用新型实施例提供了一种电子设备，包括：用于扩展所述电子设备的运算能力的运算扩展模块、用于扩展所述电子设备的存储能力的存储扩展盒、以及设置于所述电子设备的背板上的多个接口槽；其中，

每个接口槽中设置有U.2母头接口；所述运算扩展模块设置有U.2公头接口；所述存储扩展盒承载U.2接口的SSD；所述运算扩展模块与所述存储扩展盒分别可插拔地设置于不同的接口槽中，所述运算扩展模块插入接口槽后，所述运算扩展模块的U.2公头接口与其插入的接口槽中的U.2母头接口相连接，所述存储扩展盒插入接口槽后，所述存储扩展盒承载的SSD的U.2接口与其插入的接口槽中的U.2母头接口相连接。

可选的，所述运算扩展模块的尺寸与3.5寸硬盘的尺寸相同；所述运算扩展模块通过硬盘盒插入所述接口槽中。

可选的，所述运算扩展模块中包括系统集成芯片以及与所述系统集成芯片相连接的外围电路。

可选的，所述电子设备还包括硬盘，所述硬盘中设置有SATA公头接口或者SAS公头接口，所述硬盘可插拔地设置于所述接口槽中，所述硬盘插入所述接口槽后，所述硬盘的SATA公头接口或者SAS公头接口与其插入的接口槽中的U.2母头接口相连接。

可选的，所述运算扩展模块和所述存储扩展盒承载的U.2接口的SSD均通过PCIe协议与所述电子设备的主板通信。

可选的，所述运算扩展模块中包括多个系统集成芯片以及每个系统集成芯片分别连接的外围电路；所述运算扩展模块中还包括PCIe Switch芯片，所述PCIe Switch芯片与所述多个系统集成芯片相连接。

为达到上述目的，本实用新型实施例还提供了一种运算扩展模块，包括电路板，所述电路板上设置有U.2公头接口和扩展元件；其中，

所述U.2公头接口用于与电子设备的背板接口槽中的U.2母头接口插拔式连接，所述U.2公头接口的下行电路与所述扩展元件相连接，所述扩展元件为系统集成芯片以及与所述系统集成芯片相连接的外围电路。

可选的，所述运算扩展模块的尺寸与3.5寸硬盘的尺寸相同；所述运算扩展模块通过硬盘盒插入所述背板接口槽中。

可选的，所述运算扩展模块通过PCIe协议与电子设备的主板通信；所述电路板上设置有多个系统集成芯片以及每个系统集成芯片连接的外围电路；所述电路板上还设置有PCIe Switch芯片，所述PCIe Switch芯片与所述多个系统集成芯片相连接。

应用本实用新型所示实施例，电子设备中包括运算扩展模块、存储扩展盒以及设置于背板上的多个接口槽，运算扩展模块用于扩展电子设备的运算能力，存储扩展盒用于扩展电子设备的存储能力，运算扩展模块与存储扩展盒分别可插拔地设置于不同的接口槽中；接口槽采用U.2接口标准；本方案中，采用U.2接口，可以兼容SATA、SAS、PCIe协议，既可以将存储扩展盒中承载的SSD接入U.2接口以扩展电子设备的存储能力，也可以将运算扩展模块接入U.2接口以扩展电子设备的运算能力，能够灵活配置运算扩展模块和存储扩展盒的数量及位置。

当然，实施本实用新型的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型实施例提供的电子设备的第一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电子设备的第二种结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电子设备的第三种结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的运算扩展模块插入接口槽的第一种结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的运算扩展模块插入接口槽的第二种结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种U.2接口的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的电子设备的第四种结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种运算扩展模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了达到上述目的，本实用新型实施例提供了一种电子设备及运算扩展模块。下面首先对该电子设备进行详细说明。该电子设备可以为存储设备、服务器，等等，具体不做限定。

参考图1-图3所示，该电子设备包括：用于扩展电子设备的运算能力的运算扩展模块100、用于扩展电子设备的存储能力的存储扩展盒200、以及设置于电子设备的背板400上的多个接口槽300。

图1中接口槽纵向排列，图2中接口槽横向排列，图3中接口槽呈矩阵式排列，接口槽的具体排列形式不做限定，不再一一列举。运算扩展模块100和存储扩展盒200的数量不做限定，可以根据实际需求灵活配置。一个运算扩展模块占用一个接口槽，一个存储扩展盒占用一个接口槽，接口槽的数量也不做限定。

每个接口槽300中设置有U.2母头接口310；运算扩展模块100设置有U.2公头接口120；存储扩展盒200承载U.2接口的SSD(图中未示出，SSD：Solid State Disk或SolidState Drive，固态驱动器)；运算扩展模块100与存储扩展盒200分别可插拔地设置于不同的接口槽300中，运算扩展模块100插入接口槽300后，运算扩展模块100的U.2公头接口120与其插入的接口槽300中的U.2母头接口310相连接，存储扩展盒200插入接口槽300后，存储扩展盒200承载的SSD(图中未示出)的U.2接口与其插入的接口槽300中的U.2母头接口310相连接。

举例来说，一种情况下，接口槽的尺寸可以与SATA/SAS 3.5寸硬盘槽位的尺寸相同，这种情况下，运算扩展模块的尺寸与SATA/SAS 3.5寸硬盘的尺寸相同。或者，其他情况下，接口槽的尺寸可以与SATA/SAS 2.5寸硬盘槽位的尺寸相同，这种情况下，运算扩展模块的尺寸可以与SATA/SAS 2.5寸硬盘的尺寸相同。接口槽与运算扩展模块的具体尺寸不做限定。本实施例中的附图仅为示意说明，并不对接口槽与运算扩展模块的具体尺寸构成限定，也不对运算扩展模块及存储扩展盒的外观构成限定。

一种实施方式中，运算扩展模块100通过硬盘盒插入接口槽300中。可以理解，运算扩展模块100的尺寸与硬盘相同，因此，运算扩展模块可以适配硬盘盒。或者，运算扩展模块也可以通过托架、或者滑轨等插入接口槽300中，运算扩展模块与接口槽300的具体连接方式不做限定。

存储扩展盒中承载有U.2接口的SSD(Solid State Disk或Solid State Drive，固态驱动器)，存储扩展盒适配接口槽300的尺寸，以使该存储扩展盒可以插入接口槽300中，并且该SSD的U.2接口可以与其插入的接口槽300中的U.2母头接口相连接。

每个接口槽300中设置有U.2母头接口310，图1-3中未示出。U.2接口可以兼容多种通信协议，如SATA(Serial Advanced Technology Attachment，串行高级技术附件)协议、SAS(Serial Attached SCSI，串行连接SCSI；SCSI：Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)协议、PCIe(PCI-Express，peripheral component interconnectexpress高速串行计算机扩展总线标准)协议，等等。接口槽300中的U.2接口称为U.2母头接口，运算扩展模块和SSD的U.2接口均为U.2公头接口。

一种实施方式中，U.2母头接口与U.2公头接口采用金手指相连接。或者，也可以采用其他电连接方式，具体不做限定。

运算扩展模块100可以参考图4所示，包括电路板110，电路板110上设置有U.2公头接口120和扩展元件130；U.2公头接口120与一个接口槽300中的U.2母头接口310插拔式连接，U.2公头接口120与扩展元件130相连接。扩展元件130为SoC(System-on-a-Chip，系统集成芯片)以及与SoC相连接的外围电路。

电路板110上可以设置一个或多个扩展元件130，扩展元件130的数量不做限定。如图5所示，电路板110上可以设置有多个扩展元件(扩展元件1……扩展元件N，N表示大于1的正整数)130，每个扩展元件130均包括一个SoC以及该SoC的外围电路。一种实施方式中，运算扩展模块100通过PCIe协议与电子设备的主板通信，这种实施方式中，如果电路板110上设置有多个扩展元件130，则可以在电路板110上设置PCIe Switch(交换)芯片140，每个扩展元件130通过PCIe Switch芯片140与U.2公头接口120相连接。设置多个扩展元件130，可以进一步扩展设备的运算能力。

如果电路板110上设置有一个扩展元件130，则可以省略掉PCIe Switch芯片140，该一个扩展元件130可以直接与U.2公头接口120相连接。或者，也可以不省略掉PCIeSwitch芯片140，扩展元件130仍通过PCIe Switch芯片140与U.2公头接口120相连接。

一种实施方式中，运算扩展模块100和存储扩展盒200承载的U.2接口的SSD均通过PCIe协议与电子设备的主板通信。

U.2接口可以参考图6所示，包括两个SAS/SATA端口，多个PCIe Lane(通道)：PCIe通道0、PCIe通道1-2、PCIe通道3，边带部分和供电部分，边带部分可以对PCIe通道传输的信号进行调制。本实施方式中，运算扩展模块100和存储扩展盒200可以通过U.2接口中的PCIe通道、或者通过PCIe通道及边带部分与电子设备的主板通信。

本实施方式中，接口槽300中的U.2母头接口310通过PCIe总线与电子设备的主板相连接，这样，运算扩展模块100插入电子设备背板400上的接口槽300之后，运算扩展模块100中的扩展元件可以从电子设备的主板系统中获取数据，对这些数据进行业务运算，并将运算结果反馈给主板系统。存储扩展盒200插入电子设备背板400上的接口槽300之后，存储扩展盒200承载的SSD通过PCIe协议与电子设备的主板系统交互完成数据存储。

一种实施方式中，参考图7所示，电子设备还可以包括硬盘500，硬盘500中设置有SATA/SAS公头接口，硬盘500可插拔地设置于接口槽300中，硬盘500插入接口槽300后，硬盘500的SATA/SAS公头接口与其插入的接口槽中的U.2母头接口相连接。

该硬盘500可以为SATA硬盘，或者也可以为SAS硬盘。SATA硬盘中设置有SATA公头接口，SAS硬盘中设置有SAS公头接口。U.2接口可以兼容SATA/SAS协议，硬盘500的SATA/SAS公头接口可以插入接口槽300的U.2母头接口中。参考图6所示，硬盘500可以通过U.2接口中的SATA/SAS端口与电子设备的主板通信。

电子设备中的硬盘的数量、以及硬盘的排列形式可以根据实际需求灵活配置，图7仅为举例说明，并不对硬盘的数量及排列形式构成限定。

应用本实用新型所示实施例，电子设备中包括运算扩展模块、存储扩展盒以及设置于背板上的多个接口槽，运算扩展模块用于扩展电子设备的运算能力，存储扩展盒用于扩展电子设备的存储能力，运算扩展模块与存储扩展盒分别可插拔地设置于不同的接口槽中；接口槽采用U.2接口标准；本方案中，采用U.2接口，可以兼容SATA、SAS、PCIe协议，既可以将存储扩展盒中承载的SSD接入U.2接口以扩展电子设备的存储能力，也可以将运算扩展模块接入U.2接口以扩展电子设备的运算能力，能够灵活配置运算扩展模块和存储扩展盒的数量及位置。此外，一种实施方式中，电子设备中还接入了SATA/SAS硬盘，这样可以满足大容量的存储需求。

本实用新型实施例还提供了一种运算扩展模块，如图8所示，包括电路板110，电路板110上设置有U.2公头接口120和扩展元件130；U.2公头接口120用于与电子设备的背板接口槽中的U.2母头接口插拔式连接，U.2公头接口120的下行电路与扩展元件130相连接，扩展元件130为系统集成芯片(SoC，System-on-a-Chip)以及与SoC相连接的外围电路。

一般来说，接口的上行电路为连接主板一侧的电路，下行电路为连接外接设备设一侧的电路。本实施例中，U.2公头接口120的下行电路与扩展元件130相连接。

举例来说，一种情况下，接口槽的尺寸可以与SATA/SAS 3.5寸硬盘槽位的尺寸相同，这种情况下，运算扩展模块的尺寸与SATA/SAS 3.5寸硬盘的尺寸相同。或者，其他情况下，接口槽的尺寸可以与SATA/SAS 2.5寸硬盘槽位的尺寸相同，这种情况下，运算扩展模块的尺寸可以与SATA/SAS 2.5寸硬盘的尺寸相同。接口槽与运算扩展模块的具体尺寸不做限定。本实施例中的附图仅为示意说明，并不对接口槽与运算扩展模块的具体尺寸构成限定。

一种实施方式中，运算扩展模块通过硬盘盒插入背板接口槽中。可以理解，运算扩展模块的尺寸与硬盘相同，因此，运算扩展模块可以适配硬盘盒。或者，运算扩展模块也可以通过托架、或者滑轨等插入背板接口槽中，运算扩展模块与背板接口槽的具体连接方式不做限定。

电路板110上可以设置一个或多个扩展元件130，扩展元件130的数量不做限定。如图5所示，电路板110上设置有多个扩展元件(扩展元件1……扩展元件N，N表示大于1的正整数)130，每个扩展元件130均包括一个SoC以及该SoC的外围电路。一种实施方式中，运算扩展模块通过PCIe协议与电子设备的主板通信，这种实施方式中，如果电路板110上设置有多个扩展元件130，则可以在电路板110上设置PCIe Switch芯片140，每个扩展元件130通过PCIe Switch芯片140与U.2公头接口120相连接。设置多个扩展元件130，可以进一步扩展设备的运算能力。

如果电路板110上设置有一个扩展元件130，则可以省略掉PCIe Switch芯片140，该一个扩展元件130可以直接与U.2公头接口120相连接。或者，也可以不省略掉PCIeSwitch芯片140，该一个扩展元件130仍通过PCIe Switch芯片140与U.2公头接口120相连接。

如上所述，一种实施方式中，运算扩展模块通过PCIe协议与电子设备的主板通信。

U.2接口可以参考图6所示，包括两个SAS/SATA端口，多个PCIe通道：PCIe通道0、PCIe通道1-2、PCIe通道3，边带部分和供电部分，边带部分可以对PCIe通道传输的信号进行调制。本实施方式中，运算扩展模块可以通过U.2接口中的PCIe通道、或者通过PCIe通道及边带部分与电子设备的主板通信。

本实施方式中，接口槽300中的U.2母头接口310通过PCIe总线与电子设备的主板相连接，这样，运算扩展模块100插入电子设备背板400上的接口槽300之后，运算扩展模块100中的扩展元件可以从电子设备的主板系统中获取数据，对这些数据进行业务运算，并将运算结果反馈给主板系统。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和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。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种电子设备，其特征在于，包括：用于扩展所述电子设备的运算能力的运算扩展模块、用于扩展所述电子设备的存储能力的存储扩展盒、以及设置于所述电子设备的背板上的多个接口槽；其中，

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述运算扩展模块的尺寸与3.5寸硬盘的尺寸相同；所述运算扩展模块通过硬盘盒插入所述接口槽中。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述运算扩展模块中包括系统集成芯片以及与所述系统集成芯片相连接的外围电路。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括硬盘，所述硬盘中设置有SATA公头接口或者SAS公头接口，所述硬盘可插拔地设置于所述接口槽中，所述硬盘插入所述接口槽后，所述硬盘的SATA公头接口或者SAS公头接口与其插入的接口槽中的U.2母头接口相连接。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述运算扩展模块和所述存储扩展盒承载的U.2接口的SSD均通过PCIe协议与所述电子设备的主板通信。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述运算扩展模块中包括多个系统集成芯片以及每个系统集成芯片分别连接的外围电路；所述运算扩展模块中还包括PCIeSwitch芯片，所述PCIe Switch芯片与所述多个系统集成芯片相连接。

7.一种运算扩展模块，其特征在于，包括电路板，所述电路板上设置有U.2公头接口和扩展元件；其中，

8.根据权利要求7所述的运算扩展模块，其特征在于，所述运算扩展模块的尺寸与3.5寸硬盘的尺寸相同；所述运算扩展模块通过硬盘盒插入所述背板接口槽中。

9.根据权利要求7所述的运算扩展模块，其特征在于，所述运算扩展模块通过PCIe协议与电子设备的主板通信；所述电路板上设置有多个系统集成芯片以及每个系统集成芯片连接的外围电路；所述电路板上还设置有PCIe Switch芯片，所述PCIe Switch芯片与所述多个系统集成芯片相连接。