一种嵌入式大容量网络存储控制模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种嵌入式大容量网络存储控制模块，其特征是，它包括主控制器板模块、VPX接口模块和电源模块；所述主控制器模块与VPX接口模块双向通信；所述电源模块与VPX接口模块双向通信；所述主控制器板模块包括嵌入式处理器、内存、运算加速器芯片、单闪存、双网卡、CPLD/RTC芯片、PCIE转SATA2硬盘组模块，VPX接口模块连接网络。它具有运行可靠、小体积、低功耗，数据读写速度快、硬盘接口多、网卡热备份等特点，有效保证了数据原始性和完整性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种嵌入式大容量网络存储控制模块
本技术涉及网络信息
，尤其涉及一种嵌入式大容量网络存储控制模 块。
技术介绍
随着网络技术和计算机技术的飞速发展，全球数字化浪潮带来了数字信息的爆炸 性增长。作为传统主要存储设备的磁盘已经无法完全满足企业和政府的重要部门在信息化 过程中积累的大量数据对存储空间和数据安全性的要求了。基于现有的硬盘技术，磁盘性 能很难有大幅度提高，硬盘存储在数据安全性上也有很大问题。日趋成熟的网络存储技术 (Network StorageTechnologies)可以很好的弥补传统磁盘存储技术的不足,在数据存储 空间、数据安全性等方面尤为突出。网络存储技术中使用到的相关技术和协议主要包括SCS1、RAID、iSCSI以及光纤 通信。SCSI支持高速、可靠的数据存储；RAID标准改进了磁盘性能和磁盘容错能力；光纤通 信支持相互连接的存储设备高速通信(可以达到10Gbps);iSCSI技术支持通过IP网络实现 存储设备间双向的数据传输，可以使SCSI连接中的数据连续化。通过iSCSI，网络存储器应 用于包含IP的任何位置。在网络存储领域，目前国内商用市场上的网络存储系统大都采用x86等成熟的硬 件平台和商业化操作系统，价格昂贵，知识产权受保护。基于x86的网络存储系统因为体积 大、功耗高、对环境要求较高，不适于一些部署空间小、环境恶劣、对系统湿热性能要求较高 和需要经常移动的应用场合。对于部署空间小、环境恶劣、对系统湿热性能要求较高和需要经常移动的应用场 合，只有大容量、小体积、低功耗、容错能力高、性能高且稳定的嵌入式网络存储系统才能满 足需求。嵌入式网络存储控制模块是嵌入式网络存储系统最重要的组成部分，嵌入式网络 存储控制模块的好坏直接决定嵌入式网络存储系统性能优劣。目前。用于嵌入式网络存储 系统的控制模块存在这些技术问题(I)需要存储海量数据且部署空间小，存储系统安装空间有限，控制模块应在体积 限制下拥有足够多的硬盘接口；(2)环境恶劣，存储系统和控制模块有可能损坏，丢失数据，所以要求存储系统和 控制模块具有较高的稳定性；(3)应用环境恶劣，对网络的稳定性要求高，系统控制模块应具备网卡热备份的功(4)湿热性能要求较高，系统控制模块必须具备低功耗的特点；(5)存储控制模块需要很快的数据写入速度，防止在应用场合设备配置和网络拓 扑结构下产生拥塞，导致数据不完整；(6)数据保护水平，故障恢复能力和服务连续性必须满足应用场合工作模式要 求；(7)存储数据遭篡改导致不能提供原始数据；(8)协议不兼容，数据访问带宽不足。因此，嵌入式网络存储控制模块的设计，应该综合考虑存储容量、功耗、体积、读写 速度、数据冗余、数据安全、数据访问等多方面的因素。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述问题，提供适用于部署空间小、环境恶劣、对 系统湿热性能要求较高和需要经常移动的应用场合的一种嵌入式大容量网络存储控制模 块，它具有运行可靠、小体积、低功耗，数据读写速度快、硬盘接口多、网卡热备份等特点，有 效保证了数据原始性和完整性。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种嵌入式大容量网络存储控制模块，它包括主控制器板模块、VPX接口模块和 电源模块；所述主控制器模块与VPX接口模块双向通信；所述电源模块与VPX接口模块双 向通信；所述主控制器板模块包括嵌入式处理器、内存、运算加速器芯片、单闪存、双网卡、 CPLD/RTC芯片、PCIE转SATA2硬盘组模块，VPX接口模块连接网络。所述嵌入式处理器采用Freescale公司的QorIQ P2系列P2020，使用32位双e500 内核主频可达1200MHz，采用45nm集成电路。所述嵌入式处理器外接SATA控制器和SATA2 桥芯片实现一个PCIE接口挂载多个SATA硬盘，多个硬盘组成RAID0/1/5/6型磁盘阵列，实 现大容量网络数据记录存储。所述内存采用IGB DDR2内存。所述运算加速器为P2020芯片片内集成，用于加密运算和冗余校验运算。[0021 ] 所述单闪存采用128MB/16位Nor Falsh单闪存，128MB的单闪存采用芯片 S29GL01TFIR1，用于部署网络存储控制模块的软件系统，包括引导加载程序、嵌入式Linux 操作系统和jffs2文件系统，通过嵌入式Linux操作系统和相关协议实现NAS和IP-SAN混 合支持。所述双网卡都采用RGMII接口，采用10/100/1000portVSC8641XK0-03网卡芯片， 用于实现千兆以太网稳定可靠的访问大容量磁盘阵列，实现数据存储、共享和恢复。所述RTC芯片用于实现时钟同步；所述CPLD芯片用于实现B码对时，测温芯片监 测系统温度。所述PCIE转SATA2硬盘组模块集成在主控制器板模块上；SATA控制器芯片采用 88SE9125B1, SATA桥芯片采用88SM4140C1，一个PCIE接口挂载8个SATA2硬盘，数据传输 速度最高可达到6GB/sec ;所述PCIE转SATA2硬盘组模块共使用2个PCIE接口，挂载16个 SATA2硬盘，支持最大容量32TB。所述电源模块支持直流220V和交流220V两种供电模式；电源模块使用交流电压 220V频率50Hz和直流电压220V双电源供电。所述VPX接口模块是指符合VPX标准的VPX规范接口。VPX标准又称VITA 46基 础标准，由VITA46. O (基础协议)和VITA46.1 (VME连接)描述。VPX标准采用高速串行总 线传输数据，理论合计带宽为8GB/sec，适用本模块中PCIE转SATA2硬盘组模块所要求的带 宽；VPX标准允许IGBE和10GBE接口通过背板路由，具有很大的网络带宽。VPX接口模块引出的接口包括2个千兆以太网接口、16个SATA接口，I个USB2. O接口和2个RS232串口。 支持3U和6U两种尺寸规范。在使用时，主控制器板模块通过VPX接口连接网络，磁盘阵列管理软件将PCIE转 SATA硬盘组模块构建成RAID0/1/5/6型磁盘阵列。网络中的其他设备通过主控制器板模块 中的两个千兆以太网口访问磁盘阵列中的数据。本技术的有益效果是采用嵌入式系统技术，具有体积小、功耗低、可靠性高、噪声小的特点，实测功耗小 于30W，噪声可以忽略，在无风扇的情况下可以安全连续运行至少5000小时。采用PCIE转SATA2硬盘组的结构，相比于传统的单对单的PCIE与SATA接口连接 方式，在挂接相同数量硬盘的情况下，可以显著的缩小布局体积和提高数据传输速率。采用高可靠的VPX标准结构，提高了数据传输速度，可以满足SATA2双向传输，改 善了散热条件、提高了抗振动冲击能力、符合电磁兼容性要求，采用2mm密度的针孔连接 器，具有气密性、防腐性，进一步提高了可靠性，并增加了负载能力。磁盘阵列管理软件采用的冗余策略支持不超过允许损坏数量的磁盘损坏时的数 据恢复，自动故障硬盘检测，不停机更换硬盘，不停机扩充存储系统容量，提高了数据保护 水平，故障恢复能力和服务连续性，可以满足应用场合中装置不停机工作模式。采用数据防篡改策略对报文数据进行处理，保证数据原始性和完整性。基于NAS和IPSAN的多协本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式大容量网络存储控制模块，其特征是，它包括主控制器板模块、VPX接口模块和电源模块；所述主控制器模块与VPX接口模块双向通信；所述电源模块与VPX接口模块双向通信；所述主控制器板模块包括嵌入式处理器、内存、运算加速器芯片、单闪存、双网卡、CPLD/RTC芯片、PCIE转SATA2硬盘组模块，VPX接口模块连接网络。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式大容量网络存储控制模块，其特征是，它包括主控制器板模块、VPX接口模块和电源模块；所述主控制器模块与VPX接口模块双向通信；所述电源模块与VPX接口模块双向通信；所述主控制器板模块包括嵌入式处理器、内存、运算加速器芯片、单闪存、双网卡、CPLD/RTC芯片、PCIE转SATA2硬盘组模块，VPX接口模块连接网络。2.如权利要求1所述的一种嵌入式大容量网络存储控制模块，其特征是，所述嵌入式处理器采用Freescale公司的QorIQ P2系列P2020，使用32位双e500内核主频达1200MHz，采用45nm集成电路。3.如权利要求1或2所述的一种嵌入式大容量网络存储控制模块，其特征是，所述嵌入式处理器外接SATA控制器和SATA2桥芯片实现一个PCIE接口挂载多个SATA硬盘，多个硬盘组成RAID0/1/5/6型磁盘阵列。4.如权利要求1所述的一种嵌入式大容量网络存储控制模块，其特征是，所述内存采用IGB DDR2内存。5.如权利要求1所述的一种嵌入式大容量网络存储控制模块，其特征是...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯萌，钟晓珍，李占有，李庆华，
申请(专利权)人：济南迈越信息科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：