CN216901656U - 一种基于lrm连接器的fpga大容量存储器及存储设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种基于LRM连接器的FPGA大容量存储器及存储设备，大容量存储器包括：主芯片、88E1111芯片、LRM连接器、PS端存储模块、PL端存储模块和电平转化模块；主芯片包括PS端和PL端，PS端为系统端，PL端为逻辑端；PS端存储模块搭载在PS端；88E1111芯片与PS端连接；PL端存储模块搭载在PL端；电平转化模块与PL端连接，用于实现电平的转换，LRM连接器与所述主芯片连接，与外界形成数据连接；PL端存储模块包括：多片DDR芯片和多个SSD存储盘。本实用新型采用SSD基本存储单元使大容量存储模块增加存储单元数量，扩展更多的数据传输通道，实现了高带宽大容量。
Description
技术领域
本实用新型属于数据存储领域，尤其涉及一种基于LRM连接器的FPGA大容量存储器及存储设备。
背景技术
随着存储技术的日益发展，现有技术中机械硬盘受本身的限制，读写速率与容量已经无法满足人们对存储硬盘的需求，现有技术中对于大容量存储模块一般采用机械硬盘作为基本存储单元，机械硬盘由于本身的局限性已经无法满足现有容量的需求，无法满足现有存储装备小体积实现高带宽大容量的数据记录与交换功能一体化的要求。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种基于LRM连接器的FPGA大容量存储器及存储设备，旨在解决现有的带宽有限和存储器内存不足的问题。
本实用新型实施例提供了一种基于LRM连接器的FPGA大容量存储器，所述大容量存储器包括：主芯片、88E1111芯片、LRM连接器、PS端存储模块、PL端存储模块和电平转化模块；
所述主芯片包括PS端和PL端，所述PS端为系统端，所述PL端为逻辑端；
所述PS端存储模块搭载在所述PS端；
所述88E1111芯片与所述PS端连接，实现系统到千兆网的转化；
所述PL端存储模块搭载在所述PL端；
所述电平转化模块与所述PL端连接，用于实现电平的转换；
所述LRM连接器与所述88E1111芯片连接，与外界形成数据连接；
所述PL端存储模块具体包括：多片DDR芯片，挂载在所述PL端，用于作为系统的缓存设备；多个SSD存储盘，用于实现多种容量的存储。
更进一步地，所述主芯片为ZU9。
更进一步地，所述PS端存储模块具体包括：多片DDR芯片，用于作为系统的缓存设备；
SPI FLASH，用于存储ZU9加载启动的固件；
EMMC存储端，用于存储FPGA的系统，用于后期的设备调试，以及系统端的集成。
更进一步地，所述电平转化模块具体包括：MAX2491ESD芯片；
所述PL端通过所述MAX2491ESD芯片与所述LRM连接器连接，用于实现LVTTL到RS422电平的转化，实现RS422总线的通信，实现所述PL存储模块与主控设备的数据传输。
更进一步地，所述大容量存储器还包括：HX5020L芯片；
所述PS端、所述88E1111芯片、所述HX5020L芯片以及所述LRM连接器依次连接，用于作为调试接口的1000BASE-T。
更进一步地，所述大容量存储器还包括：IPMI健康管理单元，所述PS端通过RS232串口与所述IPMI健康管理单元连接，用于监控所述PS端存储模块的信息，并通过IPMB总线到所述LRM连接器与外部进行通信。
更进一步地，所述大容量存储器还包括：数据传输扩展接口，具体包括：PCIe传输接口和SRIO扩展接口；
所述PS端通过所述PCIe传输接口连接到所述LRM连接器上；
所述PL端通过所述SRIO扩展接口连接到所述LRM连接器上，扩展为4组不同速率的信号。
更进一步地，所述大容量存储器还包括：QXC850M为板卡内部光口连接器，通过所述LRM连接器与光纤尾纤和相应的连接器通信连接，实现与机箱外部的数据直接传输，GTH信号作为数据的传输，通过所述LRM连接器与背板中板卡进行数据交换。
本实用新型实施例还提供了一种存储设备，所述存储设备包括外壳以及收容于所述外壳内如上述基于LRM连接器的FPGA大容量存储器。
本实用新型所达到的有益效果：本实用新型公开了一种基于LRM连接器的FPGA大容量存储器及存储设备，所述大容量存储器包括：主芯片、88E1111芯片、LRM连接器、PS端存储模块和PL端存储模块和电平转化模块；所述主芯片包括PS端和PL端，所述PS端为系统端，所述PL端为逻辑端；所述PS端存储模块搭载在所述PS端；所述88E1111芯片与所述PS端连接，实现系统到千兆网的转化；所述PL端存储模块搭载在所述PL端；所述电平转化模块与所述PL端连接，用于实现电平的转换，所述LRM连接器与所述88E1111芯片连接，与外界形成数据连接。采用LRM连接器与所述88E1111芯片连接，与外界形成数据连接，提升数据传输的速率，扩展更多的数据传输通道，采用SSD基本存储单元不仅使大容量存储模块增加存储单元数量，也提升其数据传输的速率，降低功耗和重量，扩展更多的数据传输通道，适用于更多的环境，满足现有装备小体积实现高带宽大容量的数据记录与交换功能一体化的要求，加入新的LRM连接器，也适用于特殊的场所，提升板卡本身的抗震性，加入一个可编程的FPGA使得大容量的存储设备有了更多的可能，扩展了使用性。使用FPGA的ZU9作为处理芯片，不仅实现存储模块的多种不同数据传输，设计的多样化，使用国产的中航光电LRM连接器，使存储的设备连接更加稳定，能够替代国外的同类型的连接器，实现国产化。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种基于LRM连接器的FPGA大容量存储器的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语包括相关所列项目的任何及所有组合。
本实施例提供了一种基于LRM连接器的FPGA大容量存储器，结合附图1。
大容量存储器包括：主芯片、88E1111芯片、LRM连接器、PS端存储模块、PL端存储模块和电平转化模块；主芯片包括PS端和PL端，PS端为系统端，PL端为逻辑端；PS端存储模块搭载在PS端；88E1111芯片与PS端连接；PL端存储模块搭载在PL端；电平转化模块与PL端连接，用于实现电平的转换；LRM连接器与所述88E1111芯片连接，与外界形成数据连接；PL端存储模块具体包括：多片DDR芯片，挂载在所述PL端，用于作为系统的缓存设备；多个SSD存储盘，用于实现多种容量的存储，实现了大容量存储的效果。
主芯片为ZU9，PS端存储模块具体包括：多片DDR芯片，用于作为系统的缓存设备；SPI FLASH，用于存储ZU9加载启动的固件；EMMC存储端，用于存储FPGA的系统，用于后期的设备调试，以及系统端的集成。
电平转化模块具体包括：MAX2491ESD芯片；所述PL端通过所述MAX2491ESD芯片与所述LRM连接器连接，用于实现LVTTL到RS422电平的转化，实现RS422总线的通信，实现所述PL存储模块与主控设备的数据传输。
大容量存储器还包括：HX5020L芯片；PS端、88E1111芯片、HX5020L芯片以及LRM连接器依次连接，用于作为调试接口的1000BASE-T。
IPMI健康管理单元，PS端通过RS232串口与IPMI健康管理单元连接，用于监控PS端存储模块的信息，并通过IPMB总线到LRM连接器与外部进行通信。
QXC850M为板卡内部光口连接器，通过LRM连接器与光纤尾纤和相应的连接器通信连接，实现与机箱外部的数据直接传输，GTH信号作为数据的传输，通过LRM连接器与背板中板卡进行数据交换。
本实用新型包括一种基于LRM连接器的FPGA大容量存储设备，FPGA的ZU9作为大容量存储模块的处理器，使用SATA总线作为存储盘的存储通道。使用PS端作为上游的系统端，PL端作为可编程的逻辑端。
本实施例中LRM连接器的型号为LRM2-A65G2-B120-T1。
PS端存储相应的固化程序以及系统，FPGA控制实时的监视和控制存储设备的状态，IPS端作为系统端挂载了多片DDR芯片作为系统的缓存设备，SPI FLASH存储ZU9加载启动的固件，EMMC作为系统的存储端，存储FPGA的系统，用于后期的设备调试，系统端的集成，88E1111芯片作为系统的网络转化芯片，PS端通过88E1111芯片外部扩展千兆网，实现通用的外部调试方式，通过编程实现系统到千兆网的转化，系统通过RS232串口作为IPMI与系统通信的通道，进行IPMI与系统间的数据传输和控制，IPMI作为一个健康管理单元，监控存储模块的电压、电流、温度，同时通过IPMB总线到VPX连接器与外部进行通信。PMI健康管理单元控制存储模块的上下电，及时上报存储模块中的信息，方便计算管理模块对存储模块内部信息的采集。
PL端作为可编程的逻辑端，挂载了多片DDR芯片作为系统的缓存设备，通过GTHbank实现多种不同高速信号的传输，本实用新型主要使用SATA，SFP和GTH信号，PL端扩展了多种不同的高速传输接口，SATA信号作为存储盘的数据传输总线，挂载了不同容量的SSD存储盘，实现大容量的存储，通过多个分离SSD，实现存储盘的可维修性与容量可扩展性，SFP信号作为数据的卸载与下载口，使用QXC850M作为板卡内部光口连接器，经过LRM连接器与光纤尾纤以及相应的连接器，实现与机箱外部的数据直接传输，GTH信号作为数据的高速传输，通过LRM连接器与背板中其他板卡进行数据交换，通过更改内部时钟实现多个速率的传输，适配于多种不同的速率。
MAX2491ESD芯片实现LVTTL到RS422电平的转化，实现RS422总线的通信，方便客户获取板卡的信息。
本实用新型主要有益效果如下：采用LRM连接器与所述主芯片连接，与外界形成数据连接，提升其数据传输的速率，使用FPGA的ZU9作为处理芯片，不仅实现存储模块的多种不同数据传输，设计的多样化，完成数据记录、转发、卸载、分析、检索及分发的控制功能；完成系统注入回放控制功能；完成模块程序在线加载功能；完成数据实时检索及分发功能。
通过多个分离的SSD硬盘接口，扩展容量，方便维修。
通过GTH bank作为扩展器，在存储模块中扩展不同的数据传输方式，存储模块的总容量暂时1TB，扩展到4TB，每一个SATA SSD盘的读写速率都是HHD的2倍，不仅提高了总的存储容量，也提高了整体的读写带宽，SATA SSD的尺寸更小，功耗更低，节省了存储模块内部的空间，为实现存储模块更大容量提供可能。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种基于LRM连接器的FPGA大容量存储器，其特征在于，所述大容量存储器包括：主芯片、88E1111芯片、LRM连接器、PS端存储模块、PL端存储模块和电平转化模块；
所述主芯片包括PS端和PL端，所述PS端为系统端，所述PL端为逻辑端；
所述PS端存储模块搭载在所述PS端；
所述88E1111芯片与所述PS端连接，实现系统到千兆网的转化；
所述PL端存储模块搭载在所述PL端；
所述电平转化模块与所述PL端连接，用于实现电平的转换；
所述LRM连接器与所述88E1111芯片连接，与外界形成数据连接；
所述PL端存储模块包括：多片DDR芯片，挂载在所述PL端，用于作为系统的缓存设备；
多个SSD存储盘，用于实现多种容量的存储。
2.如权利要求1所述的基于LRM连接器的FPGA大容量存储器，其特征在于，所述主芯片为ZU9。
3.如权利要求2所述的基于LRM连接器的FPGA大容量存储器，其特征在于，所述PS端存储模块具体包括：多片DDR芯片，用于作为系统的缓存设备；
SPI FLASH，用于存储ZU9加载启动的固件；
EMMC存储端，用于存储FPGA的系统，用于后期的设备调试，以及系统端的集成。
4.如权利要求1所述的基于LRM连接器的FPGA大容量存储器，其特征在于，所述电平转化模块具体包括：MAX2491ESD芯片；
所述PL端通过所述MAX2491ESD芯片与所述LRM连接器连接，用于实现LVTTL到RS422电平的转化，实现RS422总线的通信，实现所述PL端存储模块与主控设备的数据传输。
5.如权利要求1所述的基于LRM连接器的FPGA大容量存储器，其特征在于，所述大容量存储器还包括：HX5020L芯片；
所述PS端、所述88E1111芯片、所述HX5020L芯片以及所述LRM连接器依次连接，用于作为调试接口的1000BASE-T。
6.如权利要求1所述的基于LRM连接器的FPGA大容量存储器，其特征在于，所述大容量存储器还包括：IPMI健康管理单元，所述PS端通过RS232串口与所述IPMI健康管理单元连接，用于监控所述PS端存储模块的信息，并通过IPMB总线到所述LRM连接器与外部进行通信。
7.如权利要求1所述的基于LRM连接器的FPGA大容量存储器，其特征在于，所述大容量存储器还包括：数据传输扩展接口，具体包括：PCIe传输接口和SRIO扩展接口；
所述PS端通过所述PCIe传输接口连接到所述LRM连接器上；
所述PL端通过所述SRIO扩展接口连接到所述LRM连接器上，扩展为4组不同速率的信号。
8.如权利要求1至7中任一项所述的基于LRM连接器的FPGA大容量存储器，其特征在于，所述大容量存储器还包括：QXC850M为板卡内部光口连接器，通过所述LRM连接器与光纤尾纤和相应的连接器通信连接，实现与机箱外部的数据直接传输，GTH信号作为数据的传输，通过所述LRM连接器与背板中板卡进行数据交换。
9.一种存储设备，其特征在于，所述存储设备包括外壳以及收容于所述外壳内如权利要求1至8任意一项所述的基于LRM连接器的FPGA大容量存储器。
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