CN218676021U - 一种共享usb接口的切换装置、存储系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于接口管理技术领域,具体提供一种共享USB接口的切换装置、存储系统，所述装置包括背板、管理板和多个主板；多个主板分别与背板连接；背板与管理板连接；所述管理板上设置有切换控制模块和USB口；背板通过切换控制模块与USB口连接；切换控制模块包括USB切换芯片和可编程逻辑芯片；背板通过USB切换芯片与USB口连接；背板还与可编程逻辑芯片连接；可编程逻辑芯片与USB切换芯片连接。管理板仅对外提供1路USB接口即可通过切换指令使多个主板分时访问外接USB设备，使调试开发工作更方便快捷。
Description
技术领域
本实用新型涉及接口管理技术领域，具体涉及一种共享USB接口的切换装置、存储系统。
背景技术
目前存储或服务器整机的主控系统在开发阶段会提供外部的调试接口，USB口是最常见且必须的接口，多用于产品开发阶段调试辅助以及数据传输。
一般来说，存储或服务器的整机以双控系统为主，每个控制器的USB口归属于单控制器，仅用于单控主板USB设备访问。对于双控系统来说，2个控制器的USB口互不干涉，想要哪个控制器访问USB设备，就需要手动将USB设备连接到对应控制器的USB口。对于双控来说，这种方式较易操作，但对于四控系统，这种方式就显得操作起来比较麻烦，在没有过多USB设备的情况下需要手动将USB设备分别依次连接到4个控制器的对外USB口，调试比较繁琐。
发明内容
针对多路控制共享USB切换存在的问题，本实用新型提供一种共享USB接口的切换装置、存储系统，所有控制器的USB链路连接到管理板，管理板对外仅提供1路USB口，通过管理板来实现USB口的共享切换，仅通过输入相应的切换指令，即可满足所有控制器都能访问同一USB设备，省去了很多繁杂的操作。
第一方面，本实用新型的技术方案提供一种共享USB接口的切换装置，包括背板、管理板和多个主板；
多个主板分别与背板连接；
背板与管理板连接；
所述管理板上设置有切换控制模块和USB口；
背板通过切换控制模块与USB口连接。
USB口连接USB设备，主板提供USB接口信号，背板主要起连接作用，将主板与管理板连接起来，连通USB信号传输路径；管理板主要提供存储系统的一些管理接口，包括网口、USB口、串口等，管理板上设置的USB切换控制模块，接收主板的信号，在这里，主板上集成有USB控制器，将USB信号切换到对应主板的USB控制器上，使USB控制器访问USB设备。
优选地，切换控制模块包括USB切换芯片和可编程逻辑芯片；
背板通过USB切换芯片与USB口连接；
背板还与可编程逻辑芯片连接；
可编程逻辑芯片与USB切换芯片连接。
可编程逻辑芯片通过接收切换指令，控制USB切换芯片链路通断，将USB切换到对应主板上，使主板访问USB设备。
优选地，每个主板上均设置有BMC和PCH；PCH集成了USB控制器；
主板上的BMC通过I2C信号与背板通信连接；
主板上的PCH通过USB信号与背板通信连接。
优选地，背板通过USB信号与USB切换芯片通信连接；
背板通过I2C信号与可编程逻辑芯片通信连接。
每个主板上的BMC都提供一路I2C连接到背板，再经背板合路后连接到管理板，可以访问管理板的I2C从设备，即可编程逻辑芯片；
优选地，每个主板的BMC的I2C链路在背板上汇总成一条链路连接到管理板的可编程逻辑芯片；
每个主板上PCH提供一路USB接口连接到背板上，通过背板连接到管理板。
优选地，主板的数量为四个；
USB切换芯片至少包括四路输入端；
背板上设置有至少四路USB输入接口和四路USB输出接口；每一路USB输入接口连接一路USB输出接口；每一路USB输入接口与一个主板的PCH连接；背板的四路USB输出接口分别连接到USB切换芯片的四路输入端。
优选地，背板上设置有至少四路I2C输入接口和一路I2C输出接口；四路I2C输入接口均与I2C输出接口连接；
每个主板上的BMC分别与背板上的一路I2C输入接口连接，I2C输出接口与管理板上的可编程逻辑芯片连接。
每个主板上提供一路USB接口，连接到背板上，通过背板连接到管理板，在管理板上放置一颗USB切换芯片，可对四个主板的USB链路进行切换，使同一时间只能一个主板的USB访问外部USB设备。同时每个主板的BMC的I2C链路在背板上汇总成一条链路连接到管理板可编程逻辑芯片，使每个主板的BMC都能通过I2C访问管理板的可编程逻辑芯片。可编程逻辑芯片收到BMC通过I2C写入的切换指令，将USB口切到对应的主板上。
优选地，可编程逻辑芯片包括CPLD。
优选地，可编程逻辑芯片内部设置有寄存器；
每个主板的BMC通过I2C信号往管理板可编程逻辑芯片内部寄存器内写不同数据来控制USB链路连通某个主板。
第二方面，本实用新型技术方案还提供一种存储系统，所述系统包括如第一方面所述的共享USB接口的切换装置。
从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：管理板仅对外提供1路USB接口即可通过切换指令使多个主板分时访问外接USB设备，使调试开发工作更方便快捷。
此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
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，对于本领域普通技术人员而言，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是本实用新型一个实施例的装置的示意性框图。
图2是本实用新型另一个实施例的装置的示意性框图。
图3本实用新型实施例中背板链路处理示意图。
具体实施方式
存储或服务器的整机以双控系统为主，每个控制器的USB口归属于单控制器，仅用于单控主板USB设备访问。对于双控系统来说，2个控制器的USB口互不干涉，想要哪个控制器访问USB设备，就需要手动将USB设备连接到对应控制器的USB口。对于双控来说，这种方式较易操作，但对于四控系统，这种方式就显得操作起来比较麻烦，在没有过多USB设备的情况下需要手动将USB设备分别依次连接到4个控制器的对外USB口，调试比较繁琐。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型的技术方案提供一种共享USB接口的切换装置，包括背板、管理板和多个主板；
多个主板分别与背板连接；
背板与管理板连接；
所述管理板上设置有切换控制模块和USB口；
背板通过切换控制模块与USB口连接。
USB口连接USB设备，主板提供USB接口信号，背板主要起连接作用，将主板与管理板连接起来，连通USB信号传输路径；管理板主要提供存储系统的一些管理接口，包括网口、USB口、串口等，管理板上设置的USB切换控制模块，接收主板的信号，在这里，主板上集成有USB控制器，将USB信号切换到对应主板的USB控制器上，使USB控制器访问USB设备。
切换控制模块包括USB切换芯片和可编程逻辑芯片；
背板通过USB切换芯片与USB口连接；
背板还与可编程逻辑芯片连接；
可编程逻辑芯片与USB切换芯片连接。
可编程逻辑芯片通过接收切换指令，控制USB切换芯片链路通断，将USB切换到对应主板上，使主板访问USB设备。
每个主板上均设置有BMC和PCH；PCH集成了USB控制器；
主板上的BMC通过I2C信号与背板通信连接；
主板上的PCH通过USB信号与背板通信连接。
背板通过USB信号与USB切换芯片通信连接；
背板通过I2C信号与可编程逻辑芯片通信连接。
每个主板上的BMC都提供一路I2C连接到背板，再经背板合路后连接到管理板，可以访问管理板的I2C从设备，即可编程逻辑芯片；
每个主板的BMC的I2C链路在背板上汇总成一条链路连接到管理板的可编程逻辑芯片；
每个主板上PCH提供一路USB接口连接到背板上，通过背板连接到管理板。
如图2所示，本实用新型的技术方案提供一种共享USB接口的切换装置，包括背板、管理板和四个主板；分别是主板I、主板II、主板III、主板IV；
切换控制模块包括USB切换芯片和可编程逻辑芯片；
背板通过USB切换芯片与USB口连接；
背板还与可编程逻辑芯片连接；
可编程逻辑芯片与USB切换芯片连接。
可编程逻辑芯片通过接收切换指令，控制USB切换芯片链路通断，将USB切换到对应主板上，使主板访问USB设备。
每个主板上均设置有BMC和PCH；PCH集成了USB控制器；
USB切换芯片至少包括四路输入端；
背板上设置有至少四路USB输入接口和四路USB输出接口；每一路USB输入接口连接一路USB输出接口；每一路USB输入接口与一个主板的PCH连接；背板的四路USB输出接口分别连接到USB切换芯片的四路输入端。
背板上设置有至少四路I2C输入接口和一路I2C输出接口；四路I2C输入接口均与I2C输出接口连接；
每个主板上的BMC分别与背板上的一路I2C输入接口连接，I2C输出接口与管理板上的可编程逻辑芯片连接。
每个主板上提供一路USB接口，连接到背板上，通过背板连接到管理板，在管理板上放置一颗USB切换芯片，可对四个主板的USB链路进行切换，使同一时间只能一个主板的USB访问外部USB设备。如图3所示，同时每个主板的BMC的I2C链路在背板上汇总成一条链路连接到管理板可编程逻辑芯片，使每个主板的BMC都能通过I2C访问管理板的可编程逻辑芯片。可编程逻辑芯片收到BMC通过I2C写入的切换指令，将USB口切到对应的主板上。
本实施例中，可编程逻辑芯片包括CPLD。可编程逻辑芯片内部设置有寄存器；
每个主板的BMC通过I2C信号往管理板可编程逻辑芯片内部寄存器内写不同数据来控制USB链路连通某个主板。本文提出了一种存储系统中四控共享USB接口的切换方案，应用到存储产品中。四控系统中，每个主板提供1路USB链路信号连接到管理板上，管理板板载USB切换芯片，管理板cpld控制USB链路切换，通过接收USB口切换指令，将USB口切换到对应的控制器上。管理板对外只提供1路USB口，所有控制器访问USB设备均通过这1路USB接口。
主板为存储系统中的核心模块，上面集成CPU、PCH、BMC等一系列核心器件，保证系统正常运行，而其中PCH集成了USB控制器，提供USB接口信号；背板主要起连接作用，将主板与管理板连接起来，连通USB信号传输路径；管理板主要提供存储系统的一些管理接口，包括网口、USB口、串口等，管理板上板载1路USB switch芯片，接收来自四个主板的USB信号并进行USB链路切换。管理板切换控制模块，通过接收切换指令，控制USB切换模块链路通断，将USB切换到对应USB控制器上，使USB控制器访问USB设备。
每个主板上提供1路USB接口，连接到背板上，通过背板连接到管理板，在管理板上放置1颗USB切换芯片，可对4个主板的USB链路进行切换，使同一时间只能1个主板的USB访问外部USB设备。同时每个主板的BMC的I2C链路在背板上汇总成1条链路连接到管理板CPLD，使每个主板的BMC都能通过I2C访问管理板的CPLD。CPLD收到BMC通过I2C写入的切换指令，将USB口切到对应的主板上。
下面具体说明：
1.每个主板上都会提供1路USB接口去访问外部USB设备，所以每个主板都有1条USB链路连接到背板，再经背板连接到管理板进行链路切换；
2.每个主板上的BMC都提供1路I2C连接到背板，再经背板合路后连接到管理板，可以访问管理板的I2C从设备，即CPLD；
3.背板主要提供USB和I2C信号的连接通路，起桥接的作用，连通主板和管理板；
4.管理板板载1颗USB切换芯片，支持4切1链路选通，最终实现对外只输出1路USB接口；
5.管理板CPLD控制USB Switch芯片切换，切换方案如下：
每个主板的BMC都可以通过I2C往管理板CPLD内部寄存器内写不同数据来控制USB链路连通某个主板，写入数值可以自定义，只要能区分4个主板的USB接口，例如：
往某个特定寄存器写特定数据，举例如下：
往8bit寄存器中写:
0x01:切到主板1的USB；
0x02:切到主板2的USB；
0x04:切到主板3的USB；
0x08:切到主板4的USB；
默认管理板切到主板1的USB接口。
本实用新型实施例还提供一种存储系统，所述系统包括切换装置，所述切换装置包括切换装置，包括背板、管理板和四个主板；分别是主板I、主板II、主板III、主板IV；
切换控制模块包括USB切换芯片和可编程逻辑芯片；
背板通过USB切换芯片与USB口连接；
背板还与可编程逻辑芯片连接；
可编程逻辑芯片与USB切换芯片连接。
可编程逻辑芯片通过接收切换指令，控制USB切换芯片链路通断，将USB切换到对应主板上，使主板访问USB设备。
每个主板上均设置有BMC和PCH；PCH集成了USB控制器；
USB切换芯片至少包括四路输入端；
背板上设置有至少四路USB输入接口和四路USB输出接口；每一路USB输入接口连接一路USB输出接口；每一路USB输入接口与一个主板的PCH连接；背板的四路USB输出接口分别连接到USB切换芯片的四路输入端。
背板上设置有至少四路I2C输入接口和一路I2C输出接口；四路I2C输入接口均与I2C输出接口连接；
每个主板上的BMC分别与背板上的一路I2C输入接口连接，I2C输出接口与管理板上的可编程逻辑芯片连接。
每个主板上提供一路USB接口，连接到背板上，通过背板连接到管理板，在管理板上放置一颗USB切换芯片，可对四个主板的USB链路进行切换，使同一时间只能一个主板的USB访问外部USB设备。如图3所示，同时每个主板的BMC的I2C链路在背板上汇总成一条链路连接到管理板可编程逻辑芯片，使每个主板的BMC都能通过I2C访问管理板的可编程逻辑芯片。可编程逻辑芯片收到BMC通过I2C写入的切换指令，将USB口切到对应的主板上。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种共享USB接口的切换装置，其特征在于，包括背板、管理板和多个主板；
多个主板分别与背板连接；
背板与管理板连接；
所述管理板上设置有切换控制模块和USB口；
背板通过切换控制模块与USB口连接。
2.根据权利要求1所述的共享USB接口的切换装置，其特征在于，切换控制模块包括USB切换芯片和可编程逻辑芯片；
背板通过USB切换芯片与USB口连接；
背板还与可编程逻辑芯片连接；
可编程逻辑芯片与USB切换芯片连接。
3.根据权利要求2所述的共享USB接口的切换装置，其特征在于，每个主板上均设置有BMC和PCH；PCH集成了USB控制器；
主板上的BMC通过I2C信号与背板通信连接；
主板上的PCH通过USB信号与背板通信连接。
4.根据权利要求3所述的共享USB接口的切换装置，其特征在于，背板通过USB信号与USB切换芯片通信连接；
背板通过I2C信号与可编程逻辑芯片通信连接。
5.根据权利要求4所述的共享USB接口的切换装置，其特征在于，每个主板的BMC的I2C链路在背板上汇总成一条链路连接到管理板的可编程逻辑芯片；
每个主板上PCH提供一路USB接口连接到背板上，通过背板连接到管理板。
6.根据权利要求5所述的共享USB接口的切换装置，其特征在于，主板的数量为四个；
USB切换芯片至少包括四路输入端；
背板上设置有至少四路USB输入接口和四路USB输出接口；每一路USB输入接口连接一路USB输出接口；每一路USB输入接口与一个主板的PCH连接；背板的四路USB输出接口分别连接到USB切换芯片的四路输入端。
7.根据权利要求6所述的共享USB接口的切换装置，其特征在于，背板上设置有至少四路I2C输入接口和一路I2C输出接口；四路I2C输入接口均与I2C输出接口连接；
每个主板上的BMC分别与背板上的一路I2C输入接口连接，I2C输出接口与管理板上的可编程逻辑芯片连接。
8.根据权利要求3所述的共享USB接口的切换装置，其特征在于，可编程逻辑芯片内部设置有寄存器；
每个主板的BMC通过I2C信号往管理板可编程逻辑芯片内部寄存器内写不同数据来控制USB链路连通某个主板。
9.一种存储系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1-8任一项权利要求所述的共享USB接口的切换装置。
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