CN2814516Y - 硬盘镜像系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种硬盘镜像系统，将数个硬盘控制器和一DMA控制器或CPU中央处理器直接挂接与同一系统总线上，所述DMA控制器或CPU中央处理器能够直接通过系统总线实现挂接在硬盘控制器上的硬盘之间的数据交换。采用本实用新型的技术方案，直接在AHB总线上挂接多个IDE/ATA接口，可以提高存取速度，可用于硬盘镜像、冗余备份、容错校验备份场合。对于集成在PCI总线上的IDE接口也一致，由DMA控制器或CPU中央处理器通过PCI总线读取挂接其上的一个IDE接口的硬盘(Slave模式)中数据，向同样挂接在该总线上的多个IDE接口(Slave模式)进行写入操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及硬盘间数据传输技术，更具体地说，涉及一种硬盘镜像系统。
背景技术
硬盘镜像即Disk Mirroring，是容错磁盘阵列技术最传统的一种形式，作为RAID级别1，在工业界中相对地最被了解，它最重要的优点是百分之百的数据冗余。RAID 1通过简单地将一个盘上的所有数据拷贝到第二个盘上(或等价的存储设备上)来实现数据冗余，这种方法虽然简单且实现起来相对较容易，但它的缺点是要比单个无冗余硬盘贵一倍，因为必需另一个硬盘用作第一个硬盘的镜像。
硬盘镜像最简单的形式，是通过把二个硬盘连结在一个控制器上来实现的，数据写在某一硬盘上时，它同时被写在相应的镜像盘上。当一个盘驱动器发生故障，计算机系统仍能正常工作，因为它可以在剩下的无问题的好盘上操作数据。镜像系统容错性能好，可以提高读数据的速度。
为了充分利用硬盘镜像技术的优势，在本领域内需要一种新型的硬盘镜像系统。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种新的硬盘镜像系统，使之能快速地存取。
根据本实用新型的一方面，提供一种硬盘镜像系统，将数个硬盘控制器和一DMA控制器或CPU中央处理器直接挂接与同一系统总线上，所述DMA控制器或CPU中央处理器能够直接通过所述系统总线实现挂接在所述硬盘控制器上的硬盘之间的数据交换。
根据本实用新型的第二方面，提供一种硬盘镜像系统，包括挂接在系统总线上的中央处理器核心、DMA控制器、以及一个或数个硬盘总线控制器，所述硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器，且所述IDE/ATA控制器直接挂接在所述系统总线上，所述DMA控制器能够直接通过所述系统总线实现挂接在所述IDE/ATA控制器上的硬盘之间的数据交换。
根据本实用新型的一实施例，所述系统总线为AHB总线、CoreConnect总线、Wishbone总线、SOC-IT总线或者CoreFram总线。
根据本实用新型的一实施例，所述系统总线为AHB总线，所述AHB总线上还挂接有存储器、APB桥接、加密/解密装置、以太网接口以及1394接口；一APB总线通过所述APB桥接与所述AHB总线相连，所述APB总线上挂接有USB接口；所述DMA控制器可直接通过所述AHB系统总线和APB总线实现挂接在所述IDE/ATA控制器上的硬盘、所述存储器、挂接在所述USB接口上的存储装置、以太网以及挂接在所述1394接口上的装置之间的数据交换。
根据本实用新型的第三方面，提供一种嵌入式硬盘镜像系统，封装在一外壳内，包括数个硬盘总线控制器接口、以太网接口、USB接口和1394接口，所述外壳内包括中央处理器核心、DMA控制器、以及数个硬盘总线控制器，所述硬盘控制器为IDE/ATA控制器，且所述IDE/ATA控制器直接挂接在所述系统总线上，所述DMA控制器能够直接通过所述系统总线实现挂接在所述IDE/ATA控制器上的硬盘之间的数据交换。
根据本实用新型的一实施例，所述系统总线为AHB总线、CoreConnect总线、Wishbone总线、SOC-IT总线或者CoreFram总线。
根据本实用新型的一实施例，所述系统总线为AHB总线，所述AHB总线上还挂接有存储器、APB桥接、加密/解密装置、以太网接口以及1394接口；一APB总线通过所述APB桥接与所述AHB总线相连，所述APB总线上挂接有USB接口；所述DMA控制器可直接通过所述AHB系统总线和APB总线实现挂接在所述IDE/ATA控制器上的硬盘、所述存储器、挂接在所述USB接口上的存储装置、以太网以及挂接在所述1394接口上的装置之间的数据交换。
根据本实用新型的第四方面，提供一种板级硬盘镜像系统，数个硬盘总线控制器与一DMA控制器直接挂接与PCI总线上；所述硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器；所述数个硬盘总线控制器与DMA控制器均集成在一PCI卡上，所述PCI卡包括PCI接口和IDE/ATA接口。
根据本实用新型的一实施例，所述PCI卡还包括USB接口、以太网接口以及1394接口。
采用本实用新型的技术方案，直接在AHB总线上挂接多个IDE/ATA接口，可以提高存取速度，可用于硬盘镜像、冗余备份、容错校验备份场合。对于集成在PCI总线上的IDE接口也一致，由DMA控制器通过PCI总线读取挂接其上的一个IDE接口的硬盘(Slave模式)中数据，向同样挂接在该总线上的多个IDE接口(S1ave模式)进行写入操作。
附图说明
本实用新型的上述的以及其它的特征、性质和优势将通过下面结合附图对实施例的描述而变得更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中，
图1是根据本实用新型的一实施例的硬盘镜像系统的结构图；
图2是根据本实用新型的嵌入式硬盘镜像系统的接口示意图；
图3是根据本实用新型的一实施例的PCI板级硬盘镜像系统的结构图；
图4是根据本实用新型的一实施例的PCI板级硬盘镜像系统的接口示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
图1是根据本实用新型的一实施例的硬盘镜像系统的结构图，如图1所示，本实用新型硬盘镜像系统100包括挂接在系统总线101上的中央处理器核心102、APB桥接104、DMA控制器106、存储器108以及数个硬盘总线控制器110，其中，硬盘总线控制器110为IDE/ATA控制器，且IDE/ATA控制器110直接挂接在系统总线101上。通过这种改进，就节省了中间转换级别，简化了处理步骤。相比较于现有的硬盘镜像系统，具有造价低、转换快的优点。参考图1还可见，在该实施例中，系统总线101采用AHB总线，AHB总线101上可挂接一个或多个IDE/ATA控制器110，此外，AHB总线通过APB桥接104与APB总线112相连，APB总线112上挂接有USB接口114，并且AHB总线101上还可以挂接有加密/解密装置116。
直接在AHB总线上挂接一个IDE/ATA接口、或者多个IDE/ATA接口，而不是通过中转，这样可以省去中间转换的控制器模块，并且在协议转换上没有中间协议级，能够提高访问IDE/ATA速度。
上述硬盘镜像系统的硬盘镜像功能的实现方式如下：读取一个IDE接口的硬盘(Slave模式)中数据，由DMA控制器通过AHB总线向同样挂接在该AHB总线上的多个IDE接口(Slave模式)进行写入操作。可做硬盘镜像，类似于Ghost一样可同时镜像多个硬盘。(这里多个的数目取决于SOC芯片总线的线延时，以不出现总线上数据不稳定为标准)。
硬盘镜像实现冗余备份功能：在需要进行双备份的场合，系统提供有双备份硬盘，总线结构设计为双IDE/ATA接口，当数据通过以太网口达到中央处理器核心时，中央处理器核心通过AHB总线将数据同时提供给双IDE/ATA接口，这样两个IDE/ATA设备能够同时进行数据备份，内容为完全相同。
通过硬盘镜像实现容错校验功能：在需要进行多级硬盘能够容错校验及备份的场合，系统为带有奇数级别的硬盘阵列(如三机、五机等)，通过对相同位置数据的异或(XOR)来进行容错校验，并可将校验出的正确硬盘数据进行回备。
根据本实用新型的实施例，系统总线101还可以使用其他非AHB总线结构如IBM公司的CoreConnect总线、开放源核的Wishbone总线、或者MIPS公司的SOC-IT总线，以及CoreFram总线等，在这些非AHB(参考ARM公司的AMBA总线规范)总线结构的高性能总线上挂接多个IDE/ATA接口控制器，从而CPU或DMA控制器能够将来自某个IDE/ATA控制器、以太网、USB、1394接口的数据直接提供给其他的IDE/ATA接口，从而完成数据备份功能。这样的硬件结构也可实现硬盘镜像、冗余备份和容错校验备份功能。
在上述的硬盘镜像系统的基础上，本实用新型还提供一种嵌入式硬盘镜像系统，无PCI接口，它无需连接计算机，软件放置在硬件系统的Flash(快闪存储器)中。该嵌入式系统硬件上支持10M/100M以太网接口、串行通用总线USB1.1/2.0接口，火线1394接口，同时支持多个IDE/ATA接口(不同的硬件系统分别支持并行ATA或者支持串行ATA，同时支持并行和串行ATA的SOC芯片需要在内部结构中加入同步协调器)。
图2是根据本实用新型的嵌入式硬盘镜像系统的接口示意图，包括：封装在一外壳200内的数个硬盘总线控制器接口202、以太网接口204、USB接口205和1394接口206，其中，外壳200内包括中央处理器核心、DMA控制器、以及数个硬盘总线控制器，硬盘控制器为IDE/ATA控制器，且IDE/ATA控制器直接挂接在系统总线上，DMA控制器能够直接通过所述系统总线实现挂接在所述IDE/ATA控制器上的硬盘之间的数据交换。即采用上述图1的硬件结构，其中的系统总线也可以使用其他非AHB总线结构如IBM公司的CoreConnect总线、开放源核的Wishbone总线、或者MIPS公司的SOC-IT总线，以及CoreFram总线等。
该系统能够通过多种外设接口来获取数据，存入IDE/ATA设备的1～3硬盘中。如通过以太网口获取数据，同时写入到3个硬盘设备中；或者通过USB2.0接口读取数据，写入到指定的硬盘设备中；或者通过火线1394读取数据，写入到指定硬盘设备中。同样，也可从IDE/ATA设备中将数据回备到目标接口中去。
本实用新型的另一方面是提供一种板级硬盘镜像系统，具体地说是一种PCI板级硬盘镜像系统。在PCI板级硬盘镜像系统中，板卡与PCI总线插槽相接，在PCI总线上，挂多个IDE/ATA接口控制器模块，包括并行ATA和串行ATA，从而CPU处理器或DMA控制器能够选择是屏蔽某个ATA设备使其不可读写、或者是全选ATA设备使其可读写，将来自某个IDE/ATA控制器、以太网、USB、1394接口的数据直接提供给其他可写的IDE/ATA接口，从而完成数据备份功能。该结构同时支持多个IDE/ATA接口，不同版本的硬件系统分别支持并行ATA或者支持串行ATA，同时支持并行和串行ATA的板级系统需要在板级内部结构中加入同步协调控制器。
其结构图参考图3所示，数个硬盘总线控制器302与一DMA控制器304直接挂接与PCI总线300上；硬盘总线控制器302为IDE/ATA控制器；数个硬盘总线控制器302与DMA控制器304均集成在一PCI卡上。
该种PCI卡包括PCI接口和IDE/ATA接口，按照本实用新型的一个实施例，还包括USB接口、以太网接口以及1394接口。图4示出了其一个实施例的接口结构图，其中仅仅示出了PCI板卡400上的PCI接口402和数个IDE/ATA接口404，但是，需要理解，本实用新型可用的接口不限于此。
PCI板级硬盘镜像系统在计算机系统中可以与计算机外设：10M/100M以太网接口、串行通用总线USB1.1/2.0接口，火线1394接口等来进行：硬盘镜像、冗余备份和容错校验备份功能。
该PCI板级硬盘镜像系统能够提供多硬盘镜像和备份功能，能够在现有的板级计算机基础上，通过插入一块PCI卡，该PCI卡上留有多个IDE/ATA接口，连接多块硬盘，从而能够将一个硬盘中的数据一次全部镜像到其余的硬盘中。也能提供网络硬盘镜像功能，从以太网得到数据从而一次性镜像到所有硬盘中。另外通过USB2.0/1.1或1394接口也能够将数据一次性镜像到所有硬盘中。
采用本实用新型的技术方案，直接在AHB总线上挂接多个IDE/ATA接口，可以提高存取速度，可用于硬盘镜像、冗余备份、容错校验备份场合。对于集成在PCI总线上的IDE接口也一致，由DMA控制器通过PCI总线读取挂接其上的一个IDE接口的硬盘(Slave模式)中数据，向同样挂接在该总线上的多个IDE接口(Slave模式)进行写入操作。
上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
Claims (9)
1.一种硬盘镜像系统，其特征在于，将数个硬盘控制器和一DMA控制器或CPU中央处理器直接挂接与同一系统总线上，所述DMA控制器或CPU中央处理器能够直接通过所述系统总线实现挂接在所述硬盘控制器上的硬盘之间的数据交换。
2.一种硬盘镜像系统，其特征在于，包括挂接在系统总线上的中央处理器核心、DMA控制器、以及多个硬盘总线控制器，
所述硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器，且所述IDE/ATA控制器直接挂接在所述系统总线上，所述DMA控制器或中央处理器作为总线主设备能够直接通过所述系统总线实现挂接在所述IDE/ATA控制器上的硬盘之间的数据交换。
3.如权利要求2所述的硬盘镜像系统，其特征在于，所述系统总线为AHB总线、CoreConnect总线、Wishbone总线、SOC-IT总线或者CoreFram总线。
4.如权利要求3所述的硬盘镜像系统，其特征在于，所述系统总线为AHB总线，所述AHB总线上还挂接有存储器、APB桥接、加密/解密装置、以太网接口以及1394接口；
一APB总线通过所述APB桥接与所述AHB总线相连，所述APB总线上挂接有USB接口；所述DMA控制器可直接通过所述AHB系统总线和APB总线实现挂接在所述IDE/ATA控制器上的硬盘、所述存储器、挂接在所述USB接口上的存储装置、以太网以及挂接在所述1394接口上的装置之间的数据交换。
5.一种嵌入式硬盘镜像系统，其特征在于，封装在一外壳内，包括数个硬盘总线控制器接口、以太网接口、USB接口和1394接口，
所述外壳内包括中央处理器核心、DMA控制器、以及数个硬盘总线控制器，所述硬盘控制器为IDE/ATA控制器，且所述IDE/ATA控制器直接挂接在所述系统总线上，所述DMA控制器能够直接通过所述系统总线实现挂接在所述IDE/ATA控制器上的硬盘之间的数据交换。
6.如权利要求5所述的嵌入式硬盘镜像系统，其特征在于，所述系统总线为AHB总线、CoreConnect总线、Wishbone总线、SOC-IT总线或者CoreFram总线。
7.如权利要求6所述的嵌入式硬盘镜像系统，其特征在于，所述系统总线为AHB总线，所述AHB总线上还挂接有存储器、APB桥接、加密/解密装置、以太网接口以及1394接口；
一APB总线通过所述APB桥接与所述AHB总线相连，所述APB总线上挂接有USB接口；所述DMA控制器可直接通过所述AHB系统总线和APB总线实现挂接在所述IDE/ATA控制器上的硬盘、所述存储器、挂接在所述USB接口上的存储装置、以太网以及挂接在所述1394接口上的装置之间的数据交换。
8.一种板级硬盘镜像系统，其特征在于，数个硬盘总线控制器与一DMA控制器直接挂接与PCI总线上；所述硬盘总线控制器为IDE/ATA控制器；所述数个硬盘总线控制器与DMA控制器均集成在一PCI卡上，所述PCI卡包括PCI接口和IDE/ATA接口。
9.如权利要求8所述的板级硬盘镜像系统，其特征在于，所述PCI卡还包括USB接口、以太网接口以及1394接口。
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|---|---|---|---|---|
| CN105389283A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-09 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种基于CoreConnect总线的电子盘控制器电路及控制方法 |
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