DE10205315B4 - Massenspeichervorrichtung - Google Patents

Abstract

Massenspeichervorrichtung mit
– mehreren Massenspeichern (1?, die durch einen Datenring (2) miteinander gekoppelt sind,
– einem Gehäuse (3) zur Aufnahme der Massenspeicher (1) und
– einem ersten Koppelelement (4), das an einer Gehäusewand (5) angeordnet ist zum Anschluß einer an das Gehäuse (3) angrenzenden weiteren Massenspeichervorrichtung (7),
dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Koppelelement (4) zur Zusammmenwirkung mit einem zweiten Koppelelement (8) einer weiteren Massenspeichervorrichtung (7) angeordnet und ausgebildet ist, wobei über Datenverbindungen des Koppelelements eine Verbindung zur weiteren Massenspeichern (1) zu deren Aufnahme in den Datenring (2) herstellbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Massenspeichervorrichtung mit mehreren Massenspeichern, die durch einen Datenring miteinander gekoppelt sind, einem Gehäuse zur Aufnahme der Massenspeicher und. einem ersten Koppelelement, das an einer Gehäusewand angeordnet ist zum Anschluß einer an das Gehäuse angrenzenden weiteren Massenspeichervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Solche Massenspeichervorrichtungen werden häufig in Datenverarbeitungsnetzwerken eingesetzt, in denen mehrere Server auf einen gemeinsamen Datenbestand zugreifen. Die Datenübertragungswege innerhalb der Massenspeichervorrichtung erfolgen in der Regel mittels einer seriellen Datenübertragungstechnologie wie zum Beispiel FC, SATA, SSA oder SASI.
• Zum Koppeln einzelner Speichererweiterungseinheiten untereinander offenbart die Druckschrift DE 37 20 099 A1 mechanische und elektronische Verbindungsmittel, insbesondere kurze Verbindungskabel.
• In der Druckschrift EP 0 726 699 A1 ist das Verbindungsmittel zur Herstellung einer Datenverbindung durch Stapeln von Peripherieeinheiten im Gehäuseboden bzw. Gehäusedeckel integriert.
• Die Gehäuse für Massenspeichervorrichtungen besitzen eine Standardgröße, da sie meist in Geräteschränken eingesetzt werden und daher auf die Größe von Standardgeräteschränken abgestimmt sein müssen. Die Gesamtspeicherkapazität einer Massenspeichervorrichtung wird oft durch die Anzahl an Massenspeichern, zum Beispiel Festplatten, die Massenspeichervorrichtungen zur Speicherung der Daten besitzten, bestimmt. Die maximale Anzahl wiederum richtet sich nach der Größe der einzelnen Festplatten, die in dem Gehäuse aufgenommen werden können. Trotz steigender Kapazität der einzelnen Festplatten reicht die Kapazität der in einem Gehäuse aufgenommene Festplatten oft nicht aus, so daß die meisten im Einsatz befindlichen Massenspeichervorrichtungen im Laufe ihrer Betriebsdauer erweitert werden müssen. Dies geschieht meist durch das Bereitstellen einer weiteren, ähnlichen Masenspeichervorrichtung in unmittelbarer Nachbarschaft zur ersten Massenspeichervorrichtung. Dieser als Beistelleinheiten verwendeten Massenspeichervorrichtungen werden an die erste, sogenannte Hosteinheit mittels einer hochspeziellen Verkabelung angekoppelt.
• Diese Ankopplung wird nach dem Stand der Technik mittels einer Kabelverbindung durchgeführt. Auf Grund des sehr hohen geforderten Datenübertragungsgeschwindigkeit, die größer als ein Gigabit pro Sekunde sein sollte, und die immer größeren und ineinander verschachtelten Systemkonfigurationen werden an diese Verbindung immer höhere Anforderungen gestellt. Auf Grund der hohen Übertragungsgeschwindigkeit wird die Zuverlässigkeit der Datenübertragung über die Kabelverbindung um so besser, je weniger Impedanzsprünge sowie Signalinterferenzen und Signalreflektionen auftreten.
• Um diesen Anforderungen gerecht zu werden ist es bekannt, bei der Massenspeichervorrichtung ein sogenanntes Link-Modul vorzusehen, von dort eine Kabelverbindung zu einem Link-Modul der nächsten Massenspeichervorrichtung zu legen und dort die weiteren Massenspeicher anzuschließen. Für eine typische Verbindung zwischen zwei Massenspeichervorrichtungen benötigt man mindestens 60 cm impedanzkontrollierter Leiterplatten, zwei Frontblenden, 6 Stecker und viele Dutzend Zentimeter spezieller Kabelverbindungen. Hinzu kommen aktive Komponenten für eine erforderliche Signalaufbereitung.
• Um eine störungsfreie Übertragung zu erreichen, muß zudem der Wellenwiderstand der Leitungen und der Leiterbahnen, an die die Anbindung erfolgt, übereinstimmen. Wenn dies nicht der Fall ist, sind zusätzliche Anpassungsglieder vorzusehen. Dies macht sich wiederum direkt bei der Amplitude und dem Jitterverhalten des zu übertragenden Signals bemerkbar und kann im schlimmsten Fall zu Daten-Verlusten führen.
• Je höher die Übertragungsraten sein sollen, desto schärfer müssen die Kabelverbindungen an die Systeme angepaßt werden. Dies führt zu einem erheblichen Kostenaufwand.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Massenspeichervorrichtung anzugeben, die durch weitere Massenspeichervorrichtungen erweiterbar ist, und bei der die Verbindung zu der weiteren Massenspeichervorrichtung einfach und kostengünstig ausgeführt werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch eine Massenspeichervorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das erste Koppelelement zur Zusammmenwirkung mit einem zweiten Koppelelement einer weiteren Massenspeichervorrichtung angeordnet und ausgebildet ist, wobei über Datenverbindungen des Koppelelements eine Verbindung zu weiteren Massenspeichern zu deren Aufnahme in den Datenring herstellbar ist.
• Besonders vorteilhaft ist bei einer erfindungsgemäßen Massenspeichervorrichtung, daß nach der Kopplung ein gemeinsamer Datenring entsteht im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, bei denen auch nach einer Kopplung zwei Datenringe bestehen bleiben, die zum Zwecke des Datenaustauschs lediglich über eine Schnittstelle verbunden sind.
• Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Koppelelements ist es möglich, eine Verbindung zwischen den Datenringen der Massenspeichervorrichtungen herzustellen, ohne eine Kabelverbindung mit den entsprechenden Link-Modulen herzustellen. Statt einer typischerweise mehrere Zentimeter langen Kabelverbindung ist somit eine nur ca. 5 cm lange Verbindung notwendig, wobei das erste Koppelelement in einer besonders günstigen Ausgestaltung steckerförmige Anschlußelemente aufweist. Ein zusätzlicher Vorteil ist, daß der ohnehin kurze Abstand gegenüber der Signalwellenlänge exakt bestimmt ist und genau eingehalten werden kann.
• Für den Systementwurf erweist es sich als besonders günstig, daß die Datensignale und Datenpfade innerhalb der Vorrichtung gen sich nicht nach den jeweiligen Standardsignal- Normen für die externen Signalverbindung richten müssen, sondern nur nach den Leiterplatten- und den Designrahmenbedingungen und Einschränkungen.
• Sowohl teure Spezialkabel als auch die Link-Module sind komplett einsparbar. Demgegenüber sind geeignete Koppelelemente kostengünstig.
• In einer bevorzugten Ausführung handelt es sich bei den Massenspeichern um Festplatten. Günstig ist, wenn die Massenspeichervorrichtung sowohl erste als auch zweite Koppelelemente aufweist, weil die Massenspeichervorrichtung dadurch mit mindestens zwei weiteren Massenspeichervorrichtung gekoppelt werden kann.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
• 1 eine schematische Darstellung von drei Massenspeichervorrichtungen gemäß der Erfindung, die miteinander gekoppelt sind,
• 2 eine vereinfachte Darstellung einer konkreten Realisierung von Massenspeichervorrichtungen gemäß der Erfindung,
• 3 ein. zweites Koppelelement für den Einsatz in Massenspeichervorrichtungen gemäß 1 und 2,
• 4 das Zusammenwirken eines ersten und eines zweiten Koppelelementes von Massenspeichervorrichtungen gemäß 2 und
• 5 eine weitere Darstellung des Zusammenwirkens zwischen ersten und zweiten Koppelelementen.
• In der 1 sind drei Massenspeichervorrichtungen 6 und 7 dargestellt. Die Massenspeichervorrichtungen 6 und 7 besitzen jeweils eine Vielzahl von Massenspeichern 1, im vorliegenden Fall sind dies Festplatten. Die Massenspeicher 1 sind über Koppelmittel 15 mit einem Datenring 2 verbunden. Die Massenspeichervorrichtung 6 besitzt einen Bridgecontroller, der ebenfalls mit dem Datenring 2 verbunden ist. Über den in diesem Ausführungsbeipiel vorgesehenen Bridgecontroller 10 können Daten an ein externes Netzwerk 11 übergeben oder von diesem bezogen werden.
• Die anderen Massenspeichervorrichtungen 7 besitzen einen solchen Bridgecontroller nicht. Auf diese Massenspeichervorrichtungen kann daher nicht direkt von einem Netzwerk aus zugegriffen werden, sondern es ist eine Kopplung der Datenringe 2 der Massenspeichervorrichtungen 7 mit dem Datenring 2 der ersten Messenspeichervorrichtung 6 notwendig. Dies ist dadurch möglich, daß in den Datenringen 2 wesentlich mehr Festplatten eingebunden werden können, als in einem Gehäuse 3 aus räumlichen Gründen angeordnet werden können. Von daher ist es unproblematisch, die Datenringe 2 zu verbinden und so auch die zusätzlichen Festplatten 1 einer weiteren Massenspeichervorrichtung 7 zu kontrollieren. Das einzige Problem ist, wie eingangs beschrieben, die Herstellung einer Verbindung zwischen den Datenringen der verschiedenen Massenspeichervorrichtungen 6 und 7.
• Die Verbindung wird über Multiplexereinheiten 16 durchgeführt, die mit den ersten beziehungsweise zweiten Koppelelementen 4 und 8 verbunden sind. Die Entscheidung, ob der Signalweg zur nächsten Massenspeichervorrichtung geöffnet werden soll, wird von einer Steuervorrichtung 17 bestimmt. Bezüglich der physikalischen Anbindung zwischen den Massenspeichervorrichtungen kann je nach der mechanischen Ausfüh rung und den Systemanforderungen bezüglich der Schnittstelle entweder eine DC- oder AC-Kopplung mittels differentieller oder auch Single-ended Signalführung realisiert werden. Im Fall einer Single-ended Übertragung müssen mindestens zwei Kontakte vorhanden sein, nämlich einer für den Transmitter-Kanal und einen für den Receiverkanal. Für eine differentielle Übertragungsart verdoppeln sich zwangsläufig die Anzahl der Signalkontakte.
• Die 2 zeigt eine mechanische Ausführung erfindungsgemäßer Massenspeichervorrichtungen in einer vereinfachten Darstellung. Die räumliche Anordnung der Massenspeichervorrichtungen entspricht im wesentlichen der eher funktionalen, schematischen Darstellung von 1. In der Ausführung von 2 ist besonders vorteilhaft, daß die Koppelelemente in die Gerätefüße 9 der Gehäuse 3 der Massenspeichervorrichtungen 6 und 7 integriert sind. Auf der Oberseite der Massenspeichervorrichtungen 6 und 7 sind entsprechende Vertiefungen vorgesehen, in denen die Gerätefüße 9 der jeweils anderen Massenspeichervorrichtung eingreifen. In den Vertiefungen sind geeignete Koppelelemente mit Anschlußelementen angeordnet zur Herstellung einer Verbindung zu der anderen Massenspeichervorrichtung.
• In einer bevorzugten Ausführung ist die Datenverbindung zwischen den Massenspeichervorrichtungen durch eine elektrische Verbindung realisiert. Es ist aber genauso möglich, die Massenspeichervorrichtungen über eine optische Verbindung zu koppeln. Dies ist insbesondere im Hinblick auf EMV-Sicherheit von Vorteil. Bei elektrischen Verbindungen kann eine Einfachverbindung über direktkontaktierende Metallflächen vorgesehen werden. Dabei ist beispielsweise in dem Gerätefuß ein Metallstift vorgesehen, der in der Vertiefung der Gehäuseoberseite der anderen Massenspeichervorrichtung auf eine ebene Kontaktfläche trifft und dadurch den Kontakt herstellt.
• Um eine besonders geeignete Verbindung zu erhalten, werden an die ersten und zweiten Koppelelemente besondere Anforderungen gestellt. Beispielsweise sollen sie selbstzentrierende Eigenschaften haben. Dies erleichtert das Stapeln der Massenspeichervorrichtungen. Die charakteristischen Impedanzen der Verbindungsstellen sollten den Backplane-Impedanzen entsprechen, also der Impendanz der Leiterplatte, die mit den Koppelelementen verbunden ist. Diese Impedanzen müssen nicht zwangsläufig denen einer externen Verkabelung, wie sie gemäß dem Stand der Technik verwendet wird, entsprechen.
• Darüber hinaus sollte die Signalanbindung in einem abgeschirmten Bereich erfolgen, damit keine Energieabstrahlung nach außen erfolgt. Dies ist durch die Anordnung der Koppelelemente in den Gehäusefüßen einfach realisierbar. Entsprechende Abschirmungen sind auch in den Vertiefungen auf der Gehäuseoberseite der anderen Mastspeichervorrichtungen vorgesehen. Weiterhin werden Maßnahmen vorgesehen, die verhindern, daß bei dem normalen Gebrauch einer Massenspeichervorrichtung die Koppelelemente beschädigt werden. Insbesondere dürfen keine freistehenden kleinen und daher empfindlichen Kontaktelemente, die besonders für Beschädigungen anfällig sind, sichtbar sein. Auch ansonsten ist auf eine robuste Konstruktion der Koppelelemente zu achten.
• Ein weiteres Problem besteht darin zu verhindern, daß eine elektrische Anbindung ungewollt stattfindet. Dieses Problem kann jedoch dadurch gelöst werden, daß eine elektrische Verbindung durch zusätzlich einzubringende Federkontaktelemente oder elektrisch leitende Elastomere, wie später in der 5 dargestellt, hergestellt wird.
• In den 3 bis 5 sind vorteilhafte Ausführungen der steckerförmigen Anschlußelemente der ersten und zweiten Koppelelemente dargestellt. In 3 ist ein Anschlußelement eines zweiten Koppelelementes 8 zu sehen, das in einer Vertiefung auf der Gehäuseoberseite 5 einer Massenspeichervor richtung 7 angeordnet ist. Das Anschlußelement 8 ist auf einer Backplane-Leiterplatte 13 der Massenspeichervorrichtung 7 befestigt. Oberhalb des Anschlußelementes 8 ist ein Abschirmelement 12 angeordnet, um die notwendige EMV-Sicherheit herzustellen.
• In der 4 sind zwei Massenspeichervorrichtungen übereinander angeordnet. Ein Gerätfuß einer Massenspeichervorrichtung 6 greift in eine Vertiefung in der Gehäuseoberseite 6 der zweiten Massenspeichervorrichtung 7 formschlüssig ein. Auch der Gerätefuß der Massenspeichervorrichtung 6 besitzt ein Abschirmungselement 12. Das Anschlußelement 4, das in dem Gerätefuß angeordnet ist, ist wiederum mit der Backplane-Leiterplatte 13 verbunden.
• Eine Verbindung des Anschlußelementes 4 mit dem Anschlußelement 8 erfolgt über das Einsetzen von Federkontaktelementen 14 oder entsprechender elektrisch leitender Elastomere.
• Durch den formschlüssigen Eingriff des Gerätefußes in die Vertiefung ist verhindert, daß eine unerwünschte Energieabstrahlung oder -einstrahlung erfolgt.
• Neben den gezeigten Ausführungen liegen aber auch andere mechanische Realisierungen der Koppel- bzw. Anschlußelemente im Rahmen der Erfindung. Eine andere Lösung könnte beispielsweise dadurch geschaffen werden, daß auf der Backplane aufsteckbare Ankopplungsplatinen angeordnet werden, die steckerförmige Anschlußelemete tragen. Weitere Realisierungen liegen im Können des Fachmanns.
• Weitere gleichartige Koppelelemente können nach Belieben vorgesehen werden, um weitere Verbindungen zu einem oder mehreren weiteren Massensppeichervorrichtungen zu ermöglichen.

1

Massenspeicher

2

Datenring

3

Gehäuse

4

erste Koppelelemente

5

Gehäusewand

6, 7

Massenspeichervorrichtungen

8

zweite Koppelelemente

9

Gerätefüße (Gehäusefuß)

10

Bridgecontroller

11

Datennetz

12

Abschirmungselement

13

Backplane

14

Federkontaktelemente

15

Koppelmittel

16

Multiplexerelement

17

Steuerelement

Claims (10)

1. Massenspeichervorrichtung mit – mehreren Massenspeichern (1?, die durch einen Datenring (2) miteinander gekoppelt sind, – einem Gehäuse (3) zur Aufnahme der Massenspeicher (1) und – einem ersten Koppelelement (4), das an einer Gehäusewand (5) angeordnet ist zum Anschluß einer an das Gehäuse (3) angrenzenden weiteren Massenspeichervorrichtung (7), dadurch gekennzeichnet, daß das erste Koppelelement (4) zur Zusammmenwirkung mit einem zweiten Koppelelement (8) einer weiteren Massenspeichervorrichtung (7) angeordnet und ausgebildet ist, wobei über Datenverbindungen des Koppelelements eine Verbindung zur weiteren Massenspeichern (1) zu deren Aufnahme in den Datenring (2) herstellbar ist.
2. Massenspeichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Koppelelement (4) an der Gehäusewand angeordnet ist, die zur Angrenzung an eine weitere Massenspeichervorrichtung (7) vorgesehen ist.
3. Massenspeichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (4) steckerförmige Anschlußelemente besitzt.
4. Massenspeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenspeicher (1) Festplatten sind.
5. Massenspeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein zusätzliches zweites Koppelelement (8).
6. Massenspeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverbindung eine elektrische Verbindung ist und das Koppelelement (8) durch eine in einer Gehäusevertiefung angeordnete ebene Kontaktfläche gebildet ist.
7. Massenspeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Koppelelement in einen Gehäusefuß (9) integriert ist.
8. Massenspeichervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverbindung eine optische Verbindung ist.
9. Massenspeichervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelemente außen an einer Gehäusewand angeordnet ist.
10. Anordnung mit mehreren Massenspeichervorrichtungen (6, 7) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Massenspeichervorrichtungen (6, 7) übereinander angeordnet sind und eine der Massenspeichervorrichtungen (6) einen Bridgecontroller (10) zur, Anbindung der Anordnung an ein Datennetz (11) besitzt.