CN220137656U - 一种sata固态硬盘重启掉电保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种SATA固态硬盘重启掉电保护电路，设置于飞腾CPU与SATA固态硬盘之间，包括电源管理电路、固态硬盘供电电源和固态硬盘供电接口，电源管理电路的输入端与飞腾CPU相连，电源管理电路的输出端与固态硬盘供电电源的输入端相连，固态硬盘供电电源的输出端与固态硬盘供电接口的输入端相连，固态硬盘供电接口的输出端与SATA固态硬盘供电连接。本实用新型的有益效果为：能够在不改变国产飞腾平台电源管理框架的情况下适应SATA固态硬盘，也就是可以实现和X86平台一样对SATA固态硬盘的保护效果，大幅度提高了SATA固态硬盘在国产飞腾平台上主机冷启动重启时的稳定性。

Description

一种SATA固态硬盘重启掉电保护电路

技术领域

本实用新型涉及保护电路技术领域，具体涉及一种SATA固态硬盘重启掉电保护电路。

背景技术

固态硬盘(SolidStateDrives)，简称固盘，固态硬盘(SolidStateDrive)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与传统硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与传统硬盘一致，但I/O性能相对于传统硬盘大大提升。被广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。新一代的固态硬盘普遍采用SATA-3接口、M.2接口、MSATA接口、PCI-E接口、SAS接口、CFast接口和SFF-8639接口，其中采用SATA-3接口的又被称为SATA固态硬盘。

固态硬盘必须使用闪存转换层做逻辑地址和物理地址之间的转换，如果在固态硬盘读、写、删除等正常工作的情况下出现异常掉电，有可能会导致映射表因为来不及更新而丢失，从而出现固态硬盘无法被系统识别的故障。同时，为了提升读写性能，通常使用同步动态随机存取内存做缓存，如果在读写过程中遭遇异常掉电，同步动态随机存取内存中的数据可能来不及写进NandFlash导致数据丢失，或者更新的映射表来不及写进NandFlash导致映射表丢失。

掉电一般分两种：一种是正常掉电，另一种是异常掉电；不管是哪种原因导致的掉电，重新上电后，固态硬盘都需要能从掉电中恢复过来，才能继续正常工作。正常掉电：在掉电前，主机会通过命令通知固态硬盘，比如SATA中的IdleImmediately，固态硬盘收到该命令后，主要会做以下事情:

1)把缓冲寄存器中缓存的用户数据写入闪存；

2)把映射表写入闪存；

3)把闪存的块信息写入闪存(比如当前写的是哪个闪存块，以及写到该闪存块的哪个位置，哪些闪存块已经写过，哪些闪存块又是无效的)；

4)把固态硬盘其他信息写入闪存。

主机等固态硬盘处理完以上事情后，才会真正停止对固态硬盘的供电。所以正常掉电不会导致数据的丢失，重新上电后，固态硬盘只需把掉电前保存的相关信息(比如映射数据，闪存块信息)重新加载，又能接着掉电前的状态继续工作。

在传统X86平台上，主机重启是使用热启动，也就是重启过程中，主板不掉电，所以在重启过程中不需要对固态硬盘做异常掉电保护。而在国产飞腾平台上，主机重启是使用冷启动，也就是重启过程有一次掉电再上电的过程，这个情况下，每次重启，固态硬盘都识别到一次异常掉电，大大增加了固态硬盘损坏的概率。

实用新型内容

为解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种SATA固态硬盘重启掉电保护电路，设置于飞腾CPU与SATA固态硬盘之间，通过相互配合的电源管理电路、固态硬盘供电电源和固态硬盘供电接口，能够在不改变国产飞腾平台电源管理框架的情况下适应SATA固态硬盘，也就是无需国产飞腾平台、国产操作系统、SATA固态硬盘做任何修改，就可以实现和X86平台一样对SATA固态硬盘的保护效果，大幅度提高了SATA固态硬盘在国产飞腾平台上主机冷启动重启时的稳定性，解决了现有技术中在国产飞腾平台上主机冷启动重启会导致SATA固态硬盘因为异常掉电而容易损坏的问题。

本实用新型提供的一种SATA固态硬盘重启掉电保护电路，设置于飞腾CPU与SATA固态硬盘之间，包括电源管理电路、固态硬盘供电电源和固态硬盘供电接口，所述电源管理电路的输入端与所述飞腾CPU相连，所述电源管理电路的输出端与所述固态硬盘供电电源的输入端相连，所述固态硬盘供电电源的输出端与所述固态硬盘供电接口的输入端相连，所述固态硬盘供电接口的输出端与所述SATA固态硬盘供电连接，所述电源管理电路能够接收所述飞腾CPU的重启动作信号并控制所述固态硬盘供电电源为所述固态硬盘供电接口供电进而保持所述SATA固态硬盘的供电不会被中断。

本实用新型作进一步改进，所述电源管理电路内设有电源管理芯片U2，其中，所述电源管理芯片U2设有48个引脚，所述电源管理芯片U2的第18、19引脚与所述飞腾CPU相连，所述电源管理芯片U2的第26引脚与所述固态硬盘供电电源的输入端相连。

本实用新型作进一步改进，所述固态硬盘供电电源设有电源芯片U1和滤波电容C4，其中，所述电源芯片U1设有8个引脚，所述电源芯片U1的第3引脚与所述电源管理芯片U2的第26引脚相连，所述电源芯片U1的第7引脚与所述电源芯片U1的第8引脚、所述滤波电容C4的一端、所述固态硬盘供电接口的输入端相连，所述滤波电容C4的另一端接地。

本实用新型作进一步改进，所述固态硬盘供电电源还设有电源芯片U3和滤波电容C10，其中，所述电源芯片U3设有8个引脚，所述电源芯片U3的第3引脚与所述电源管理芯片U2的第26引脚相连，所述电源芯片U3的第7引脚与所述电源芯片U3的第8引脚、所述滤波电容C10的一端、所述固态硬盘供电接口的输入端相连，所述滤波电容C10的另一端接地。

本实用新型作进一步改进，所述固态硬盘供电接口设有供电接口J1、电容C7和电容C8，其中，所述供电接口J1设有4个引脚，所述供电接口J1的第4引脚与所述电容C7的一端、所述电容C8的一端、所述电源芯片U1的第7引脚相连，所述电容C7的另一端、所述电容C8的另一端、所述供电接口J1的第2、3引脚接地。

本实用新型作进一步改进，所述固态硬盘供电接口设有供电接口J1、电容C7和电容C8，其中，所述供电接口J1设有4个引脚，所述供电接口J1的第4引脚与所述电容C7的一端、所述电容C8的一端、所述电源芯片U3的第7引脚相连，所述电容C7的另一端、所述电容C8的另一端、所述供电接口J1的第2、3引脚接地。

本实用新型作进一步改进，所述电源管理芯片U2的型号为GD32E230XX。

本实用新型作进一步改进，所述电源芯片U1的型号为SGM2566BGTDE8G/TR，所述电源芯片U3的型号为SGM2566BGTDE8G/TR。

本实用新型作进一步改进，所述电容C7、所述电容C4和所述电容C10的容值均为10uF。

本实用新型作进一步改进，所述电容C8的容值为0.1uF。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：提供了一种SATA固态硬盘重启掉电保护电路，设置于飞腾CPU与SATA固态硬盘之间，通过相互配合的电源管理电路、固态硬盘供电电源和固态硬盘供电接口，电源管理电路能够接收飞腾CPU的重启动作信号并控制固态硬盘供电电源为固态硬盘供电接口供电进而保持SATA固态硬盘的供电不会被中断，能够在不改变国产飞腾平台电源管理框架的情况下适应SATA固态硬盘，也就是无需国产飞腾平台、国产操作系统、SATA固态硬盘做任何修改，就可以实现和X86平台一样对SATA固态硬盘的保护效果，大幅度提高了SATA固态硬盘在国产飞腾平台上主机冷启动重启时的稳定性，解决了现有技术中在国产飞腾平台上主机冷启动重启会导致SATA固态硬盘因为异常掉电而容易损坏的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本实用新型的一种SATA固态硬盘重启掉电保护电路的原理框图；

图2为本实用新型的一种SATA固态硬盘重启掉电保护电路的电路图；

图3为本实用新型的固态硬盘供电接口的电路图。

具体实施方式

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技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在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；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-3所示，本实用新型提供的一种SATA固态硬盘重启掉电保护电路，设置于飞腾CPU与SATA固态硬盘之间，包括电源管理电路、固态硬盘供电电源和固态硬盘供电接口，电源管理电路的输入端与飞腾CPU相连，电源管理电路的输出端与固态硬盘供电电源的输入端相连，固态硬盘供电电源的输出端与固态硬盘供电接口的输入端相连，固态硬盘供电接口的输出端与SATA固态硬盘供电连接。在本实施例中，电源管理电路能够接收飞腾CPU的重启动作信号并控制固态硬盘供电电源为固态硬盘供电接口供电进而保持SATA固态硬盘的供电不会被中断，能够在不改变国产飞腾平台电源管理框架的情况下适应SATA固态硬盘，也就是无需国产飞腾平台、国产操作系统、SATA固态硬盘做任何修改，就可以实现和X86平台一样对SATA固态硬盘的保护效果，大幅度提高了SATA固态硬盘在国产飞腾平台上主机冷启动重启时的稳定性。

其中，SATA固态硬盘又叫串口固态硬盘，是未来PC机硬盘的趋势，现已基本取代了传统的PATA硬盘。SATA的全称是SerialAdvancedTechnologyAttachment，Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的SerialATA委员会正式确立了SerialATA1.0规范，2002年，虽然串行ATA的相关设备还未正式上市，但SerialATA委员会已抢先确立了SerialATA2.0规范。SerialATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性，串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。

其中，飞腾CPU，是国产飞腾服务器CPU、国产飞腾桌面CPU、国产飞腾嵌入式CPU系列产品的简称。飞腾CPU产品具有谱系全、性能高、生态完善、自主化程度高等特点，主要包括高效能桌面CPU、高性能服务器CPU和高端嵌入式CPU三大系列，为从端到云的各型设备提供核心算力支撑。

如图2-3所示，电源管理电路内设有电源管理芯片U2，其中，电源管理芯片U2设有48个引脚，电源管理芯片U2的第18、19引脚与飞腾CPU相连，电源管理芯片U2的第26引脚与固态硬盘供电电源的输入端相连。其中，电源管理芯片U2的型号为GD32E230XX。在本实施例中，电源管理电路用于接收飞腾CPU的重启动作信号并控制固态硬盘供电电源为固态硬盘供电接口供电进而保持SATA固态硬盘的供电不会被中断。

如图2所示，固态硬盘供电电源设有电源芯片U1和滤波电容C4，其中，电源芯片U1设有8个引脚，电源芯片U1的第3引脚与电源管理芯片U2的第26引脚相连，电源芯片U1的第7引脚与电源芯片U1的第8引脚、滤波电容C4的一端、固态硬盘供电接口的输入端相连，滤波电容C4的另一端接地；固态硬盘供电电源还设有电源芯片U3和滤波电容C10，其中，电源芯片U3设有8个引脚，电源芯片U3的第3引脚与电源管理芯片U2的第26引脚相连，电源芯片U3的第7引脚与电源芯片U3的第8引脚、滤波电容C10的一端、固态硬盘供电接口的输入端相连，滤波电容C10的另一端接地。其中，电源芯片U1的型号为SGM2566BGTDE8G/TR，电源芯片U3的型号为SGM2566BGTDE8G/TR，电容C4和电容C10的容值均为10uF。在本实施例中，固态硬盘供电电源用于为固态硬盘供电接口供电。

如图3所示，固态硬盘供电接口设有供电接口J1、电容C7和电容C8，其中，供电接口J1设有4个引脚，供电接口J1的第4引脚与电容C7的一端、电容C8的一端、电源芯片U1的第7引脚相连，电容C7的另一端、电容C8的另一端、供电接口J1的第2、3引脚接地；固态硬盘供电接口设有供电接口J1、电容C7和电容C8，其中，供电接口J1设有4个引脚，供电接口J1的第4引脚与电容C7的一端、电容C8的一端、电源芯片U3的第7引脚相连，电容C7的另一端、电容C8的另一端、供电接口J1的第2、3引脚接地。其中，电容C7的容值为10uF，电容C8的容值为0.1uF。在本实施例中，固态硬盘供电接口用于为SATA固态硬盘供电。

在本实施例中，如图2所示，CTR0和CTR1信号是电源管理电路与飞腾CPU之间的通讯信号，PWR-S0是电源管理电路对固态硬盘供电电源的控制信号。当电源管理电路检测到飞腾CPU要做重启动作时，电源管理电路驱动PWR-S0信号为高电平或者低电平(根据所用的电源负载开关决定是高电平还是低电平)，使得固态硬盘供电电源P5V和P3V3_M2保持电源输出，从而确保了SATA固态硬盘在飞腾CPU重启中没有发生掉电。

由上可知，本实用新型提供了一种SATA固态硬盘重启掉电保护电路，设置于飞腾CPU与SATA固态硬盘之间，通过相互配合的电源管理电路、固态硬盘供电电源和固态硬盘供电接口，电源管理电路能够接收飞腾CPU的重启动作信号并控制固态硬盘供电电源为固态硬盘供电接口供电进而保持SATA固态硬盘的供电不会被中断，能够在不改变国产飞腾平台电源管理框架的情况下适应SATA固态硬盘，也就是无需国产飞腾平台、国产操作系统、SATA固态硬盘做任何修改，就可以实现和X86平台一样对SATA固态硬盘的保护效果，大幅度提高了SATA固态硬盘在国产飞腾平台上主机冷启动重启时的稳定性，解决了现有技术中在国产飞腾平台上主机冷启动重启会导致SATA固态硬盘因为异常掉电而容易损坏的问题。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种SATA固态硬盘重启掉电保护电路，设置于飞腾CPU与SATA固态硬盘之间，其特征在于：包括电源管理电路、固态硬盘供电电源和固态硬盘供电接口，所述电源管理电路的输入端与所述飞腾CPU相连，所述电源管理电路的输出端与所述固态硬盘供电电源的输入端相连，所述固态硬盘供电电源的输出端与所述固态硬盘供电接口的输入端相连，所述固态硬盘供电接口的输出端与所述SATA固态硬盘供电连接，所述电源管理电路能够接收所述飞腾CPU的重启动作信号并控制所述固态硬盘供电电源为所述固态硬盘供电接口供电进而保持所述SATA固态硬盘的供电不会被中断。

2.根据权利要求1所述的SATA固态硬盘重启掉电保护电路，其特征在于：所述电源管理电路内设有电源管理芯片U2，其中，所述电源管理芯片U2设有48个引脚，所述电源管理芯片U2的第18、19引脚与所述飞腾CPU相连，所述电源管理芯片U2的第26引脚与所述固态硬盘供电电源的输入端相连。

3.根据权利要求2所述的SATA固态硬盘重启掉电保护电路，其特征在于：所述固态硬盘供电电源设有电源芯片U1和滤波电容C4，其中，所述电源芯片U1设有8个引脚，所述电源芯片U1的第3引脚与所述电源管理芯片U2的第26引脚相连，所述电源芯片U1的第7引脚与所述电源芯片U1的第8引脚、所述滤波电容C4的一端、所述固态硬盘供电接口的输入端相连，所述滤波电容C4的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的SATA固态硬盘重启掉电保护电路，其特征在于：所述固态硬盘供电电源还设有电源芯片U3和滤波电容C10，其中，所述电源芯片U3设有8个引脚，所述电源芯片U3的第3引脚与所述电源管理芯片U2的第26引脚相连，所述电源芯片U3的第7引脚与所述电源芯片U3的第8引脚、所述滤波电容C10的一端、所述固态硬盘供电接口的输入端相连，所述滤波电容C10的另一端接地。

5.根据权利要求4所述的SATA固态硬盘重启掉电保护电路，其特征在于：所述固态硬盘供电接口设有供电接口J1、电容C7和电容C8，其中，所述供电接口J1设有4个引脚，所述供电接口J1的第4引脚与所述电容C7的一端、所述电容C8的一端、所述电源芯片U1的第7引脚相连，所述电容C7的另一端、所述电容C8的另一端、所述供电接口J1的第2、3引脚接地。

6.根据权利要求4所述的SATA固态硬盘重启掉电保护电路，其特征在于：所述固态硬盘供电接口设有供电接口J1、电容C7和电容C8，其中，所述供电接口J1设有4个引脚，所述供电接口J1的第4引脚与所述电容C7的一端、所述电容C8的一端、所述电源芯片U3的第7引脚相连，所述电容C7的另一端、所述电容C8的另一端、所述供电接口J1的第2、3引脚接地。

7.根据权利要求5或6所述的SATA固态硬盘重启掉电保护电路，其特征在于：所述电源管理芯片U2的型号为GD32E230XX。

8.根据权利要求7所述的SATA固态硬盘重启掉电保护电路，其特征在于：所述电源芯片U1的型号为SGM2566BGTDE8G/TR，所述电源芯片U3的型号为SGM2566BGTDE8G/TR。

9.根据权利要求8所述的SATA固态硬盘重启掉电保护电路，其特征在于：所述电容C7、所述电容C4和所述电容C10的容值均为10uF。

10.根据权利要求9所述的SATA固态硬盘重启掉电保护电路，其特征在于：所述电容C8的容值为0.1uF。