本发明专利技术涉及一种加固型固态存储板卡及其存储装置。加固型固态存储装置由n个安装在装置加固支架上的存储模块组成，采用航空接插件作为接口与主机传输。存储模块由n个垂直堆叠安装在模块加固支架上的加固型固态存储板卡组成，采用航空接插件作为接口。固支架上设有散热通道。航插件和与固定支架一起完成对存储装置的加固，保证能够在高振动环境下正常工作。提供了多个散热通道，保证存储装置产生的热量均能通过散热通道散出。能够真正意义上的实现高速、抗振、高稳定性，可以广泛应用于军工和航空航天领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及固态存储
，提供了一种固态板卡加固及提高存储密度的方法及其存储装置。
技术介绍
固态存储板主要包括标准盘和各种非标准尺寸的固态存储板卡，其主机接口主要有两类，一类是ATA接口，包括50管脚的PATA接口和7+15个管脚的SATA接口；一类是PMC/XMC类似的扩展接口。固态存储板通过主机接口与主机进行数据交互，这些主机接口在设计时更多的是考虑一般应用环境需求，基本上只能够满足消费类以及普通工业应用的要求，其物理连接形式没有考虑高振动、高集成度的应用需求。在军工或者航空航天等对存储装置的抗振动性要求高的领域，需要对存储装置进行“在线振动测试”，即在振动测试过程中让固态硬盘处于高速工作状态，传统的主机接口形式在振动过程中容易出现振脱或者接触不良等现象，最终导致存储装置工作异常，因此继续采用此种设计方法是无法满足军工或者航空航天要求的。除此之外，随着固态存储技术的发展，存储集成度越来越高，传统的存储主机接口已经成为影响存储装置集成度的重要因素，需要设计一种新型的存储主机接口，让其满足高集成度、高振动环境下的可靠通信。当前固态存储硬盘的主机接口大都需要兼容SATAIII协议，其通信速率为6Gb/s，军工及航空航天标准一般要求存储装置能过10-2000Hz的随机振动。因此在设计接插件时必须同时保证速度上能够实现SATAIII信号衰减很小和能够抗10-2000Hz的随机振动。随着集成度的提高，存储装置在结构的设计上必须要考虑存储装置本身的重量、尺寸以及如何进行导热等问题，电子设备散热方式主要包括以下几种：（1）自然冷却(导热、自然对流和辐射换热的单独作用或两种以上换热形式的组合)（2） 强迫空气冷却（3） 强迫液体冷却（4） 蒸汽冷却选用何种方式的散热设计就必须考虑到存储装置所使用的热环境。
技术实现思路
基于上述问题我们提出一种通过高速抗振和插件结合的加固型固态存储板卡及其存储装置。设计加固结构进行加固，来满足军用以及航空航天标准对固态存储板卡的环境适应力要求。一种加固型固态存储板卡，采用SATA控制器连接Flash存储介质、DDR、PWR及加固型接口，所述加固型接口采用航空接插件1，高性能的SATA控制器支持多通道多CE，速度上支持到SATAIII的6Gb/s读写速度，结合高性能Flash存储介质，能够实现在小尺寸的PCB内实现大容量的固态存储。接口采用高速可抗振的航空接插件，该接插件在稳固性和信号的传输性上都比普通的SATA接插件要强，能够确保存储板卡在特定的军工或者航天应用环境下保持高速稳定的工作状态。一种加固型固态存储装置由n个安装在装置加固支架2上的存储模块组成，n为大于等于1的整整数，装置加固支架采用航空接插件作为接口与主机传输；所述存储模块由m个垂直堆叠安装在模块加固支架上的加固型固态存储板卡3组成，m为大于等于1的正整数，模块加固支架采用航空接插件作为接口传输数据，利用垂直堆叠方式实现高占空比的容量扩展；所述装置加固支架、模块加固支架上设有多条底热阻的散热通道4，每个面上都设有导风孔。所述装置加固支架、模块加固支架可采用导热性能好的铝型材。所述航空接插件为速度能过6Gb/s，振动能过10-2000Hz随机振动测试的航插件。能够确保加固型固态存储装置在与主机进行数据交互过程中，能够实现高速读写，并且不会出现掉盘和读写错误等问题。ERNI公司的航空接插件144662和144680，该接插件的单端阻抗为50ohm，差分能够满足100ohm的阻抗要求，插针能过6Gb/s速度的信号，同时关键的一点是该接插件能过10-2000KHz的随机振动测试。加固型固态存储装置使用航插件实现存储装置内部以及与主机通信接口的加固，航插件和与其相互配合的固定支架一起完成对存储装置的加固，保证能够在高振动环境下正常工作。提供了多个散热通道，保证存储装置产生的热量均能通过散热通道散出。能够真正意义上的实现高速、抗振、高稳定性，可以广泛应用于军工和航空航天领域。信号完整性设计：在信号完整性设计中，我们重点关心的问题是如何消除信号的反射、串扰、EMI和直流耦合。信号反射往往是由信号线的阻抗值不对和阻抗不连续所导致的，在SATA协议中要求差分阻抗为连续的100ohm阻抗，这样才能保证信号在传输过程中不出现反射叠加现象。我们需要根据PCB的板厚以及存储板卡的密集程度来设置PCB的堆叠层，然后再根据堆叠厚度来计算各层差分线的线宽和线距，来满足100ohm的阻抗要求。串扰问题也是我们需要关心的问题，差分线之间遵从3W准则即差分对之间的间隔要求大于等于三倍线宽，这样才能减小出现串扰带来的数据错误问题。在SATA线上我们一般采用0.01uF电容来进行直流耦合，防止直流信号流入固态硬盘控制器烧毁芯片。EMI问题主要由传输线的天线效应造成，在PCB设计中不能出现未连接到芯片管脚的线，每信号层都要提供完整的电源平面来保证回流信号面积尽量小，这样才能有效的减小EMI。通过对信号位置的布局，避免了高速信号通过管脚并行排布接插件时的相互干扰，使其能够支持频率为6G的SATA III。本专利技术的优势有：1、构建了一套完备的抗振型高速固态存储装置设计思想，从各方面综合考虑了各种外力因素对固态硬盘稳定性的影响，从根本上解决了抗振型高速固态存储装置的设计难点。2、提出了有效的接插件加固方式，能够满足军工和航空航天应用领域的抗振性能要求。3、自主设计的加固支架结构，巧妙的将PCB板受到的应力分散到结构上去，同时结构上做了散热槽，方便固态硬盘进行散热。附图说明图1是加固型固态存储装置的方案总体图，图2是加固型固态存储装置的抗振型测试谱，图3是加固型固态存储板卡的结构示意图，图4是加固型固态存储板卡的散热处理示意图，图5是加固型固态存储装置装配示意图。具体实施方法一种加固型固态存储板卡设计方法及存储装置，结合附图，对本专利技术的技术方案进行描述。图1是加固型固态存储装置的方案设计框图，如图所示，包括航空接插件，DDR，SATA控制器，电源以及Flash存储介质。SATA控制器通过航空接插件与主机进行数据交互，DDR作为缓存暂时存储主机发过来的数据，数据最终存储在Flash存储介质中。加固型固态存储装置和电脑之间的通信遵循SATA协议标准，SATA协议从上到下分为四层：物理层、链路层、传输层和应用层，物理层负责低压差分信号的发送和接收，并实现SATA接口初始化和自动速度协商功能，链路层负责帧的发送和接收，传输层完成帧的封装与解析，应用层负责所有命令的执行和解析。图2是加固型固态存储装置振动测试过程中的实际振动谱，振动频率为10-2000Hz，振动测试需要对抗振型高速固态硬盘实现x，y，z轴三个方向均进行振动测试，同时振动测试过程中加固型固态存储装置必须处于高速读写状态，实现“在线振动”。图3是加固型固态存储装置的结构示意图，因为在振动测试过程中，振动台和PCB板的振动频率是有稍微差异的， PCB在振动过程中就会出现形变导致PCB板上的一些BGA封装或者QFN封装的表贴器件出现脱焊等情况，所以固态硬盘本身的重量和尺寸决定了采用直径多大的螺丝和板上固定螺丝孔的位置。同时在振动过程中，由于振动台和PCB之间的振动频率差异，如果单纯的用螺丝将本文档来自技高网...
【技术保护点】
加固型固态存储板卡，其特征在于，采用SATA控制器连接Flash存储介质、DDR、PWR及加固型接口，所述加固型接口采用航空接插件，所述SATA控制器支持多通道多CE，速度上支持SATAIII的6Gb/s读写速度，能够在固态存储板卡内实现大容量的固态存储，所述加固型接口采用航空接插件，航空接插件能够确保固态存储板卡在航天应用环境下保持稳定的工作状态。
【技术特征摘要】
1.加固型固态存储板卡，其特征在于，采用SATA控制器连接Flash存储介质、DDR、PWR及加固型接口，所述加固型接口采用航空接插件，所述SATA控制器支持多通道多CE，速度上支持SATAIII的6Gb/s读写速度，能够在固态存储板卡内实现大容量的固态存储，所述加固型接口采用航空接插件，航空接插件能够确保固态存储板卡在航天应用环境下保持稳定的工作状态。2.加固型固态存储装置，包括n个存储模块，其特征在于，所述n个存储模块安装在装置加固支架上，n为大于等于1的正整数，所述装置加固支架采用航空接插件作为接口与主机传输；所述存储模块由m个垂直堆叠安装在模块加固支架上的加固型固态存储...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢启友，陈月玲，郑东耀，董婷婷，
申请(专利权)人：湖南源科创新科技有限公司，谢启友，
类型：发明
国别省市：湖南;43
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。