CN218782611U - 一种基于vpx的数据处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于VPX的数据处理装置，包括：通过电气连接的切换模块、工作站模块、服务器模块、交换模块、存储模块和电源模块；其中，交换模块、服务器模块、工作站模块、存储模块均采用VPX架构，切换模块用于切换选择服务器模块中的服务器及人机交互，工作站模块用于与服务器模块进行数据交互，服务器模块用于与工作站模块进行数据交互，交换模块用于切换模块、工作站模块、服务器模块、交换模块、存储模块之间的网络交换，存储模块用于存储数据，电源模块用于给装置供电。集成切换器、工作站、服务器、交换机、储存、电源等功能于一体，具备可插拔功能，便于维护管理，易用性强，为移动性强的大数据数据处理行业奠定基础。

Description

一种基于VPX的数据处理装置

技术领域

本实用新型涉及数据处理技术领域，更具体地说，涉及一种基于VPX的数据处理装置。

背景技术

数据之所以在现在变得如此重要,是因为它呈现出了不同以往的四个特性:第一个特性是数据的规模性,也就是我们通常所说的大数据时期；第二个是数据的多样性,以前都是参数化或结构化的数据，现在则是场景化、多样化的数据越来越多；第三个特性是产生数据的速度越来越快；第四个特性是数据的价值越来越高。现在的数据处理装置，基本上分为两种，一种是集中式数据处理装置，另外一种是分布式数据处理装置。集中式数据处理装置缺点有：中央计算机需要执行所有的运算，当终端很多时，会导致响应速度变慢；如果终端用户有不同的需要，要对每个用户的程序和资源做单独的配置，在集中式系统上做起来比较困难，而且效率不高。分布式数据处理装置的缺点有：计算程序全负荷运行时仍会对计算机的各个部件造成一定压力；对项目方来说，参加分布式计算的志愿者不是项目方自己的人员，不是全体可信任，因此必须引入一定的冗余计算机制，才能防止计算错误、恶意作弊等。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于当前分布式数据处理装置计算程序全负荷运行时仍会对计算机的各个部件造成一定压力和集中式数据处理装置响应速度慢，针对现有技术的上述的缺陷，提供一种基于VPX的数据处理装置，包括：

通过电气连接的切换模块、工作站模块、服务器模块、交换模块、存储模块和电源模块；

其中，所述交换模块、服务器模块、工作站模块、存储模块均采用VPX架构，所述切换模块用于切换选择所述服务器模块中的服务器及人机交互，所述工作站模块用于与所述服务器模块进行数据交互，所述服务器模块用于与所述工作站模块进行数据交互，所述交换模块用于所述切换模块、工作站模块、服务器模块、交换模块、存储模块之间的网络交换，所述存储模块用于存储数据，所述电源模块用于给所述装置供电。

优选地，所述切换模块设有显示屏、键盘、鼠标、BRC广播设置及多用户单控制端设置接口。

所述工作站模块设有处理器、板载DDR4、板载SSD颗粒、多路输出接口、电源指示灯、硬盘状态灯、网口状态灯、复位按键。

优选地，所述服务器模块设有处理器、板载DDR4、板载SSD颗粒、多路输出接口、电源指示灯、硬盘状态灯、网口状态灯、复位按键。

优选地，所述交换模块设有三层网络交换芯片。

优选地，所述存储模块设有mSATA存储板卡。

优选地，所述电源模块设有模拟电路供电模块和数字电路供电模块。

优选地，所述三层网络交换芯片为BCM56334。

实施本实用新型的基于VPX的数据处理装置，具有以下有益效果：通过设置通过电气连接的切换模块、工作站模块、服务器模块、交换模块、存储模块和电源模块，其中，所述交换模块、服务器模块、工作站模块、存储模块均采用VPX架构，集成切换器、工作站、服务器、交换机、储存、电源等功能于一体，具有数据处理、大数据交换、数据存储等功能，支持高清显示，采用VPX架构，具备可插拔功能，便于维护管理，易用性强，易于携带，可移动性强，为移动性强的大数据数据处理行业奠定基础。

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示出的结构获得其他的附图。下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型基于VPX的数据处理装置的结构示意图；

图2是本实用新型基于VPX的数据处理装置的一优选实施例结构示意图；

图3是本实用新型基于VPX的数据处理装置的工作站模块和服务器模块的工作原理图；

图4是本实用新型基于VPX的数据处理装置的电源模块供电逻辑框图；

图5是本实用新型基于VPX的数据处理装置的存储模块结构示意图；

图6是本实用新型基于VPX的数据处理装置的交换模块工作原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1，为本实用新型基于VPX的数据处理装置的结构示意图。如图1所示，在本实用新型第一实施例提供的基于VPX的数据处理装置中，至少包括，通过电气连接的切换模块、工作站模块、服务器模块、交换模块、存储模块和电源模块；

其中，交换模块、服务器模块、工作站模块、存储模块均采用VPX架构，切换模块用于切换选择服务器模块中的服务器及人机交互，工作站模块用于与服务器模块进行数据交互，服务器模块用于与工作站模块进行数据交互，交换模块用于切换模块、工作站模块、服务器模块、交换模块、存储模块之间的网络交换，存储模块用于存储数据，电源模块用于给装置供电。

切换模块设有显示屏、键盘、鼠标、BRC广播设置及多用户单控制端设置接口。具体实施时，切换模块可以是KVM-17308HA型KVM切换器。KVM-17308HA型KVM切换器设有17.3寸LED TFT液晶显示屏，能够高亮度、高清晰度、高分辨率显示；设有超薄键盘99键，带数字小键盘，标准PS/2接口；采用触摸板鼠标，分辨率高，灵敏度高；设有2个功能按键和滚轮功能(触摸板右边横条区域为滚轮功能区)，符合PS/2标准接口；单一控制端管理多达8台；全面兼容支持罗技等厂家的无线USB键盘及鼠标；多用户单控制端设置，可以提供1位管理员用户和最多4位普通用户，管理员可分别授权普通用户的用户名密码以及对服务器的操作、查看甚至屏蔽权限；不同的用户可分别设置键盘热键【Scroll Lock】/【Caps Lock】/【F12】/【Ctrl】；自动扫描可以设置通道窗口显示时间、设置用户登出时间、关闭/打开蜂鸣器以及关闭/打开鼠标切换端口等；设置BRC(Broadcast Relay Channel，广播中继信道)广播,可实现同时操作多台服务器；能跨平台支持Windows 7 64位旗舰版、Microsoft Server200864位R2企业版等操作系统；支持多媒体USB键盘(PC，Mac和Sun)；进行USB与PS/2键盘及鼠标讯号仿真，无论控制端是否切换到该服务器均可确保开机无误；无需安装软件，可透过键盘热键及OSD屏幕选单选择服务器；可以使用鼠标即可选择服务器；自动扫描模式可持续监控使用者所选择的服务器；支持热插拔，不需关闭电源即可随时增加或移除服务器；给服务器命名以及模糊输入SN编号可快速定位并选择您需要的服务器；键盘区可扩展，增加资料摆放区和鼠标操作区托盘结构，便于日常操作。

图2是本实用新型基于VPX的数据处理装置的一优选实施例结构示意图。如图2所示，本实用新型基于VPX的数据处理装置，整体采用VPX架构设计，具备可插拔功能、便于维护、管理。本实用新型基于VPX的数据处理装置其中VPX模块采用5U设计，KVM切换模块采用标准1U设备，嵌入在6U机箱内部。KVM切换模块为KVM一体机。KVM一体机与终端如PC之间，可以通过VGA、USB接口进行通信。市电AC220V给3U VPX电源供电，3U VPX电源提供+12V、+5V、+3.3V电源。3U VPX电源为KVM一体机提供+12V。

本实用新型基于VPX的数据处理装置中，各模块从下往上按顺序排列，分别为槽位1、槽位2、槽位3、槽位4、槽位5、槽位6、槽位7，分别对应着：预留槽位(便于功能扩展)、服务器模块、存储模块、交换模块、服务器模块、预留槽位、工作站模块。与各模块相适应地，还设置有模块开关。具体实施时，可以设置最右侧单独开关为电源总开关，控制整个装置通断电；各模块开关从下层右侧开始依次为槽位1模块开关、槽位2模块开关、槽位3模块开关、槽位4模块开关，模块开关上层从左向右依次为槽位5模块开关、槽位6模块开关、槽位7模块开关、KVM切换模块开关。开关状态设定为上开下关。

槽位1、槽位2、槽位5、槽位6及槽位7分别通过VGA接口、USB接口与KVM一体机连接。槽位3分别与槽位5、槽位6及槽位7之间通过SATA3.0接口连接，槽位4分别与槽位1、槽位2、槽位3、槽位5及槽位6槽位7之间通过GE或者10GE网络连接。槽位5与槽位7之间通过GE或者10GE网络连接。

切换器模块为1U标准上架式结构，主要有显示屏，键盘，鼠标、KVM切换器和结构件等组成。结构件均采用铝合金材料。键盘区可扩展，增加资料摆放区和鼠标操作区，便于日常操作。

图3是本实用新型基于VPX的数据处理装置的工作站模块和服务器模块的工作原理图。如图3所示，工作站模块设有处理器、板载DDR4、板载SSD颗粒、多路输出接口、电源指示灯、硬盘状态灯、网口状态灯、复位按键。本实施例中，工作站模块可以采用标准VPX 6U板型，Intel移动版至强E3处理器，主频2.0GHz以上，4核(或更高配置)；板载DDR4，32GB容量，带ECC(纠错功能)；工业级板载SSD颗粒，不低于128GB，容量可扩展；2路输出，其中1路VGA前面板输出提供用户使用，1路VPX连接器输出，内部连接切换器；前面板VGA和VPX连接器VGA信号为同一路，KVM显示和前面板VGA显示不可复用(使用前面板VGA显示需关闭KVM显示)；3路千兆接口，2路万兆接口，1路RJ45前面板输出提供用户使用，2路千兆VPX连接器输出到交换模块，2路万兆VPX连接器输出到交换模块；3个USB接口前面板输出提供用户使用，满足USB2.0或者USB3.0规范，至少1路满足USB3.0；板载一个SATA3.0接口VPX连接器输出；2个PCIE2.0 8x VPX连接器输出，用于背板互联；1个电源指示灯,1路硬盘状态灯，网口具备网口状态灯；前面板1路模块复位键；预装win7 64位旗舰版。

服务器模块设有处理器、板载DDR4、板载SSD颗粒、多路输出接口、电源指示灯、硬盘状态灯、网口状态灯、复位按键。本实施例中，服务器模块可以采用标准VPX 6U板型，Intel移动版至强E3处理器，主频2.0GHz以上，4核(或更高配置)；板载DDR4，32GB容量，带ECC(纠错功能)；工业级板载SSD颗粒，不低于128GB，容量可扩展；2路输出，其中1路VGA前面板输出提供用户使用，1路VPX连接器输出，内部连接切换器；前面板VGA和VPX连接器VGA信号为同一路，KVM显示和前面板VGA显示不可复用(使用前面板VGA显示需关闭KVM显示)；3路千兆接口，2路万兆接口，1路RJ45前面板输出提供用户使用，2路千兆VPX连接器输出到交换模块，2路万兆VPX连接器输出到交换模块；3个USB接口前面板输出提供用户使用，满足USB2.0或者USB3.0规范，至少1路满足USB3.0；板载一个SATA3.0接口VPX连接器输出；2个PCIE2.0 8x VPX连接器输出，用于背板互联；1个电源指示灯,1路硬盘状态灯，网口具备网口状态灯；前面板1路模块复位键；预装

Server 2008 64位R2企业版。

本实用新型基于VPX的数据处理装置上电后，风扇先进行工作。除存储模块、交换模块外其他模块设置独立开关，控制相应的模块上电。KVM设置独立开关，控制KVM上电。电源可以采用500W 3U VPX电源，支持2+1冗余，热备。

图4是本实用新型基于VPX的数据处理装置的电源模块供电逻辑框图。如图4所示，电源模块供电顺序为：采用AC220V供电，具备宽压输入，经过后面板航空连接器，保险丝，滤波器，整机总开关，背板，电源，电源转换为12V，3.3V，5V等输入到背板，背板再进行各模块供电。

图5是本实用新型基于VPX的数据处理装置的存储模块结构示意图。如图5所示，存储模块设有mSATA存储板卡。本实施例中，mSATA存储板卡最大容量5TB(当然，也可以根据实际需要设置更大的存储容量)，6U VPX板卡内部放置了5个加固mSATA存储模块，传输接口SATA3.0，PCB占用面积50mmx30mm，满足GJB振动等级、电磁兼容要求。mSATA存储板卡外形尺寸遵循mSATA规范标准，SATA连接器使用自定义小型加固连接器。满足国军标环境适应性指标要求。本实用新型可应用于集成6U VPX存储板卡，用于输出5路SATA输出或通过组RAID方式组合5路SATA提高容量及传输速度。VPX接口设有P0接口、P1接口、P2接口、P3接口、P4接口、P5接口、P6接口P0接口用于电源、管理；P1接口提供16个UTP接口；P2接口提供4个10GBASE-KX4接口，用于与业务板互联；P3接口提供4个10GBASE-KX4接口，用于与业务板互联；P4接口提供4个10GBASE-KX4接口，用于与业务板互联；P5接口提供4个10GBASE-KX4接口，用于与业务板互联；P6接口提供1个10GBASE-KX4接口，用于交换板互联。业务板指的是切换模块、工作站模块、服务器模块、交换模块、存储模块和电源模块。

单个标准mSATA外形尺寸，自定义小型加固SATA接口规格如下：

支持SATA3.0传输接口，传输速率6Gb/s；顺序写速度可达420MB/s，顺序读速度可达550MB/s；存储容量可选MLC Flash类型总容量256GB、512GB、1TB、2TB；目前单个mSATA默认选型1TB容量；存储标准VPX 6U板型，总容量标配2TB；VPX连接器出SATA总线；支持4个VPX通道的数据存储，默认2个服务器主板各标配1T硬盘，共2T。

电源模块设有模拟电路供电模块和数字电路供电模块。将模拟电路供电与数字电路供电隔离，方便供电管理。

图6是本实用新型基于VPX的数据处理装置的交换模块工作原理图。如图6所示，交换模块设有三层网络交换芯片。交换模块支持万兆和千兆网络，进行网络通信。本实施例中，交换模块可以采用标准VPX 6U板型，支持GE和10GE交换，前面板提供2路千兆接口RJ45前面板输出提供用户使用，2路万兆SFP+光口前面板出提供用户使用；1路CPU RS232串口前面板输出提供用户使用；内部12个GE接口VPX连接器出连接到工作站模块或服务器模块，每2路连接到同一槽位冗余备份，接口类型为1000Base-BX；对外接口，12个10G接口VPX连接器出连接到工作站模块或服务器模块，每2路连接到同一槽位冗余备份，接口类型为10GBase-KX4，1个电源指示灯,网口具备网口状态灯，前面板1路模块复位键。GE交换模块可以采用BROADCOM的BCM56334。BCM56334为一种三层网络交换芯片。

交换模块内部设有芯片组。P1016是一款集成e500内核的单核CPU，内部集成了32KB数据和指令L1缓存，内核最高频率可达800MHZ；集成了DDR3内存控制器、Flash控制器、PCIe总线以及增强型以太网控制器。10G交换采用BROADCOM的BCM56842，提供给整个单板320G的以太网线速包交换能力。该芯片集成了18个Warpcore，可提供16个40G的以太网交换和4个千兆以太网交换。其中，40G以太网端口可支持40G/10G、higig+和higig2。BCM56846支持2、3层交换，支持端口汇聚和远端镜像，支持IPV4和IPV6，也支持超长包，集成业务感知流量控制引擎，可对存储、高性能计算、视频、语音和数据进行智能流量控制。

本实用新型散热方面，可以采用左右通风的散热方式。左侧右两侧各4个8015的风扇配合，将热量抽出排到机箱外。另外，设计有风扇转速控制模块，根据机箱主板温度控制转速，确保机箱散热的同时降低噪音。

本实用新型通过以上实施例的设计，其有益效果是：通过设置通过电气连接的切换模块、工作站模块、服务器模块、交换模块、存储模块和电源模块，其中，所述交换模块、服务器模块、工作站模块、存储模块均采用VPX架构，集成切换器、工作站、服务器、交换机、储存、电源等功能于一体，具有数据处理、大数据交换、数据存储等功能，支持高清显示，采用VPX架构，具备可插拔功能，便于维护管理，易用性强，易于携带，可移动动性强，为移动性强的大数据数据处理行业奠定基础。

本实用新型是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本实用新型范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本实用新型技术的特定场合，可对本实用新型进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本实用新型并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。

Claims (7)

1.一种基于VPX的数据处理装置，包括通过电气连接的切换模块、工作站模块、服务器模块、交换模块、存储模块和电源模块，其特征在于，包括：

所述交换模块、服务器模块、工作站模块、存储模块均采用VPX架构，所述切换模块用于切换选择所述服务器模块中的服务器及人机交互，所述工作站模块用于与所述服务器模块进行数据交互，所述服务器模块用于与所述工作站模块进行数据交互，所述交换模块用于所述切换模块、工作站模块、服务器模块、交换模块、存储模块之间的网络交换，所述存储模块用于存储数据，所述电源模块用于给所述装置供电；

所述切换模块设有显示屏、键盘、鼠标、BRC广播设置及多用户单控制端设置接口。

2.根据权利要求1所述的基于VPX的数据处理装置，其特征在于，所述工作站模块设有处理器、板载DDR4、板载SSD颗粒、多路输出接口、电源指示灯、硬盘状态灯、网口状态灯、复位按键。

3.根据权利要求1所述的基于VPX的数据处理装置，其特征在于，所述服务器模块设有处理器、板载DDR4、板载SSD颗粒、多路输出接口、电源指示灯、硬盘状态灯、网口状态灯、复位按键。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的基于VPX的数据处理装置，其特征在于，所述交换模块设有三层网络交换芯片。

5.根据权利要求4所述的基于VPX的数据处理装置，其特征在于，所述存储模块设有mSATA存储板卡。

6.根据权利要求4所述的基于VPX的数据处理装置，其特征在于，所述电源模块设有模拟电路供电模块和数字电路供电模块。

7.根据权利要求4所述的基于VPX的数据处理装置，其特征在于，所述三层网络交换芯片为BCM56334。

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