一种支持多种带宽的NVME硬盘背板系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种支持多种带宽的NVME硬盘背板系统，包括Tri‑mode RAID卡和背板，所述的Tri‑mode RAID卡通过线缆与背板连接；所述的背板上设置有用于接收PCIE和时钟信号的连接器、时钟扩展芯片、时钟通道选择模块和硬盘扩展槽；所述的时钟通道选择模块分别与用于接收PCIE和时钟信号的连接器、硬盘扩展槽和时钟扩展芯片连接，所述的用于接收PCIE和时钟信号的连接器与所述的硬盘扩展槽；硬盘扩展槽用于连接不同带宽的硬盘。将硬盘背板设计为支持多种带宽的情况，不仅可以极大地缩减开发背板的成本，同时在不同的整机系统设计需求中，可以任意配置硬盘的型号，更方便维护，节省了重新拆装机器的时间。

A nvme hard disk backplane system supporting multiple bandwidths

【技术实现步骤摘要】
一种支持多种带宽的NVME硬盘背板系统
本技术涉及硬盘背板设计
，具体涉及一种支持多种带宽的NVME硬盘背板系统。
技术介绍
硬盘是计算机最主要的存储设备，它是由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成，这些碟片外覆盖有铁磁性材料。计算机正常运行所需的大部分软件都存储在硬盘上。目前在服务器应用领域中，用于存储数据的硬盘通常满足以下三种协议，它们分别是SAS、SATA和NVME协议。SATA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。SAS是新一代的SCSI技术，它和SATA相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连接线改善内部空间等。而NVME采用全双工通信，可同时执行读写操作，相比于SAS或SATA协议会更加高效、更能充分利用多核心、中断执行效率更高、队列深度支持更好。因此NVME硬盘逐渐成为高性能服务器的首选存储设备。硬盘背板是将多个硬盘集中固定在一块板卡上，并与服务器主板进行数据通信。硬盘背板的扩展通常是采用CPU直接扩展或通过RAID卡进行扩展通过扩展更多的硬盘接口，以满足服务器大容量数据存储的目的。关于NVME硬盘背板的设计现有技术通常是采用CPU直接扩展的方式实现的，CPU通过本身的PCIE端口向外扩展PCIE高速信号，并将PCIE信号通过高速线缆，例如SLIMLINE线缆等将信号传递到硬盘背板上，从而实现信号通信，完成NVME硬盘的扩展。现有技术是当前最常见的NVME硬盘背板的设计方式，这种设计可以充分利用CPU的PCIE端口，完成NVME硬盘的扩展。但这种设计方式所支持的NVME硬盘的带宽比较固定，目前最常使用的就是X4lane带宽的NVME硬盘，如果想要支持其它带宽的NVME硬盘，例如X1或X2，直接连接到X4带宽的硬盘背板上，不仅在资源上会造成浪费，同时在数据性能方面也会大打折扣。而如果想要单独设计支持X1或X2的硬盘背板，又会加大成本，同时在整机的维护性上也比较困难。在服务器系统中，对于NVME硬盘背板的设计，通常是通过CPU的PCIE端口直接扩展PCIE高速信号来实现的，这种设计方式通常只支持扩展X4lane带宽的NVME硬盘，若想支持其它带宽的NVME硬盘，就需要重新设计背板，这样会造成成本增加，也不方便进行设备维护，如果将其它带宽的NVME硬盘直接接入X4lane带宽的扩展槽上，就会造成PCIE资源浪费甚至是性能的下降。
技术实现思路
针对对于NVME硬盘背板的设计过程中，若想支持其它带宽的NVME硬盘，就需要重新设计背板，这样会造成成本增加，也不方便进行设备维护，如果将其它带宽的NVME硬盘直接接入X4lane带宽的扩展槽上，就会造成PCIE资源浪费甚至是性能的下降的问题，本技术提供一种支持多种带宽的NVME硬盘背板系统。本技术的技术方案是：本技术的提供一种支持多种带宽的NVME硬盘背板系统，包括Tri-modeRAID卡和背板，所述的Tri-modeRAID卡通过线缆与背板连接；所述的背板上设置有用于接收PCIE和时钟信号的连接器、时钟扩展芯片、时钟通道选择模块和硬盘扩展槽；所述的时钟通道选择模块分别与用于接收PCIE和时钟信号的连接器、硬盘扩展槽和时钟扩展芯片连接，所述的用于接收PCIE和时钟信号的连接器与所述的硬盘扩展槽；硬盘扩展槽用于连接不同带宽的硬盘。优选地，所述的时钟通道选择模块包括MUX芯片和CPLD芯片，所述的MUX芯片和CPLD芯片连接；所述的MUX芯片与时钟扩展芯片连接；所述的MUX芯片与硬盘扩展槽连接。优选地，所述的背板上设置四个用于接收PCIE和时钟信号的连接器，其中，用于接收PCIE和时钟信号的连接器为SLIMLINE连接器；每个SLIMLINE连接器连接两个硬盘扩展槽；每个硬盘扩展槽连接一个MUX芯片；由CPLD芯片选通MUX芯片的直通时钟信号，将Tri-modeRAID卡提供的时钟信号直接传递到硬盘扩展槽。优选地，不同带宽的硬盘包括X4lane带宽的NVME硬盘、X2lane带宽的NVME硬盘、X1lane带宽的NVME硬盘。优选地，硬盘扩展槽用于连接X4lane带宽的NVME硬盘时，Tri-modeRAID卡的数量为两个，每个Tri-modeRAID卡连接两个SLIMLINE连接器。每个Tri-modeRAID卡上包含四个MINISAS连接器；将两个MINISAS连接器上的信号合并后连接到一个SLIMLINE连接器上；Tri-modeRAID卡为9460-16iRAID卡。两个Tri-modeRAID卡同时提供8组时钟信号，直接由CPLD芯片选通MUX芯片的直通时钟信号，将Tri-mode卡提供的8组时钟信号直接传递到NVME硬盘扩展槽上。优选地，硬盘扩展槽用于连接X2lane带宽的NVME硬盘时，Tri-modeRAID卡的数量为一个；Tri-modeRAID卡分别连接到每个SLIMLINE连接器；SLIMLINE连接器通过时钟扩展芯片与MUX芯片连接。将上行Tri-mode卡上扩展的一组时钟信号输入到时钟扩展芯片中，将经时钟扩展芯片扩展的8组时钟信号分别传到不同的MUX芯片中，由CPLD选通MUX芯片来传递时钟信号。优选地，Tri-modeRAID卡上包含四个MINISAS连接器；每个MINISAS连接器连接一个SLIMLINE连接器；MINISAS连接器连接到SLIMLINE连接器时将MINISAS连接器0-1组lane对应接到SLIMLINE连接器的0-1PIN，MINISAS连接器2-3组lane对应接到SLIMLINE连接器的4-5的pin上；从而保证在不变动硬盘背板的走线和扩展槽位置的情况下，保证每个NVME扩展槽有X2lane的PCIE信号，从而支持X2lane带宽的NVME硬盘。Tri-modeRAID卡为9460-16iRAID卡。优选地，硬盘扩展槽用于连接X1lane带宽的NVME硬盘时，Tri-modeRAID卡的数量为一个；Tri-modeRAID卡上包含两个MINISAS连接器；每个MINISAS连接器连接两个SLIMLINE连接器；SLIMLINE连接器通过时钟扩展芯片与MUX芯片连接；每个MINISAS连接器接到两个SLIMLINE连接器上时，将MINISAS连接器0-1组lane接到第一个SLIMLINE连接器的0和4PIN上，将MINISAS连接器2-3组lane接到第二个SLIMLINE连接器的8和12PIN上。从而保证在不变动硬盘背板的走线和扩展槽位置的情况下，保证每个NVME扩展槽有X1lane的PCIE信号，从而支持X1lane带宽的NVME硬盘。Tri-modeRAID卡为9460-8iRAID卡。从以上技术方案可以看出，本技术具有以下优点相比于利用CPU直接扩展PCIE信号从而扩展NVME硬盘的设计，使用Tri-modeRAID卡在资源利用上更加合理，同时在配置不同带宽的硬盘的情况下，使用Tri-modeRAID卡在性能上会优于C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支持多种带宽的NVME硬盘背板系统，其特征在于包括Tri-mode RAID卡和背板，所述的Tri-mode RAID卡通过线缆与背板连接；/n所述的背板上设置有用于接收PCIE和时钟信号的连接器、时钟扩展芯片、时钟通道选择模块和硬盘扩展槽；/n所述的时钟通道选择模块分别与用于接收PCIE和时钟信号的连接器、硬盘扩展槽和时钟扩展芯片连接，所述的用于接收PCIE和时钟信号的连接器与所述的硬盘扩展槽；硬盘扩展槽用于连接不同带宽的硬盘。/n

【技术特征摘要】
1.一种支持多种带宽的NVME硬盘背板系统，其特征在于包括Tri-modeRAID卡和背板，所述的Tri-modeRAID卡通过线缆与背板连接；
所述的背板上设置有用于接收PCIE和时钟信号的连接器、时钟扩展芯片、时钟通道选择模块和硬盘扩展槽；
所述的时钟通道选择模块分别与用于接收PCIE和时钟信号的连接器、硬盘扩展槽和时钟扩展芯片连接，所述的用于接收PCIE和时钟信号的连接器与所述的硬盘扩展槽；硬盘扩展槽用于连接不同带宽的硬盘。


2.根据权利要求1所述的一种支持多种带宽的NVME硬盘背板系统，其特征在于所述的时钟通道选择模块包括MUX芯片和CPLD芯片，所述的MUX芯片和CPLD芯片连接；所述的MUX芯片与时钟扩展芯片连接；所述的MUX芯片与硬盘扩展槽连接。


3.根据权利要求2所述的一种支持多种带宽的NVME硬盘背板系统，其特征在于所述的背板上设置四个用于接收PCIE和时钟信号的连接器，其中，用于接收PCIE和时钟信号的连接器为SLIMLINE连接器；每个SLIMLINE连接器连接两个硬盘扩展槽；每个硬盘扩展槽连接一个MUX芯片；由CPLD芯片选通MUX芯片的直通时钟信号，将Tri-modeRAID卡提供的时钟信号直接传递到硬盘扩展槽。


4.根据权利要求3所述的一种支持多种带宽的NVME硬盘背板系统，其特征在于不同带宽的硬盘包括X4lane带宽的NVME硬盘、X2lane带宽的NVME硬盘、X1lane带宽的NVME硬盘。


5.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳强，孟庆振，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32