一种基于VPX架构的双控混合存储设备的制作方法

一种基于vpx架构的双控混合存储设备
技术领域
1.本实用新型涉及双控混合存储设备，特别涉及一种基于vpx架构的双控混合存储设备。


背景技术：

2.混合存储设备指一台存储设备内采用两种或两种以上存储介质的设备，如一设备内同时使用hdd存储介质及ssd存储介质，每一个存储设备是一个单独的计算节点，每一个存储设备包括：存储单元和控制单元，其中存储单元用于存储设备的数据，控制单元用于获取访问信息、记录访问信息、调整数据存储位置。当前市面上的机架式存储设备主要由一个控制单元及一个存储单元构成。
3.现有机架式存储设备在抗振动、冲击等能力不能满足在车载、舰载等恶劣条件下的使用要求，现有机架式存储设备一旦控制单元出现故障，整台机器不能正常工作，且会丢失部分控制模块内存中的数据，现在机架式存储设备控制模块与存储模块为一体设计，模块出现故障时不能直接更换模块，可维修性差。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种基于vpx架构的双控混合存储设备，以解决上述背景技术中提出的抗冲击能力差、整台机器损坏和不能直接更换模块的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于vpx架构的双控混合存储设备，包括存储设备，所述存储设备由控制单元1、控制单元2、交换单元、背板单元及电源单元组成，控制单元由前端接口模块、处理模块、存储接口模块组成，其中：
6.所述电源单元与背板单元连接，通过所述背板单元给其它单元供电；
7.两个所述控制单元的srio接口与背板单元连接，通过所述背板单元连接到交换单元，实现所述控制单元与设备外部数据交换，所述控制单元与交换单元通信的srio接口由处理模块提供；
8.两个所述控制单元的千兆网络与背板单元连接，通过所述背板单元实现两个控制单元的千兆网络互连，用作两个所述控制单元通信的心跳，两个所述控制单元互连的千兆网络接口由处理模块提供；
9.两个所述控制单元的pcie x8信号与背板单元连接，通过所述背板单元实现两个控制单元的pcie x8信号互连，用于两个所述处理模块的数据通信，两个所述控制单元互连的pcie x8接口由处理模块提供。
10.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述控制单元1作为主控制单元，所述控制单元2作为从处理模块，在二者的pcie x8信号互连中，所述控制单元1作为pcie主机，所述控制单元2作为pcie设备。
11.作为本实用新型的一种优选技术方案，一个所述控制单元内，所述处理模块有2组pcie x8信号通过背板单元分别连接本控制单元内的前端接口模块、存储接口模块，在所述
控制单元内部的pcie连接，所述处理模块作为pcie主机，所述前端接口模块和存储接口模块作为pcie设备。
12.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述处理模块有3组sata信号连接背板单元，用于连接存储介质。
13.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述前端接口模块扩展出1路万兆网络和1路fc接口与外部通信，扩展1路m.2接口用于板载nvme ssd存储。
14.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述存储接口模块扩展出32路sas信号，其中8路sas信号通过2个mini sas连接器引出前面板连接存储介质，24路sas信号连接到背板单元通过背板单元连接存储介质。
15.作为本实用新型的一种优选技术方案，两个所述处理模块的pcie连接采用ntb非透明桥连接技术，保证两个处理模块处理数据同步。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.1、本实用新型设备架构满足vita-65 open vpx规范，设备由控制单元1、控制单元2、交换单元、背板单元及电源单元组成，控制单元由前端接口模块、处理模块、存储接口模块组成，具有较强抗振动、抗冲击特性，能很大提升机架式存储设备抗恶劣环境能力，满足车载、舰载等使用要求。
18.2、本实用新型采用双控制单元，两个处理模块之间通过pcie x8接口连接；两个控制模块的pcie连接采用ntb非透明桥连接技术，保证两个处理模块处理数据同步，其中一个模块损坏另外一个模块可以正常工作，同时不丢失数据。
19.3、本实用新型基于vpx架构的模块化设计方法，当设备某一个模块出现故障时，另一个模块会接替其工作，保证模块的正常工作，同时不会丢失数据，然后可直接将损坏的模块拔出替换，可维修性大大提升。
附图说明
20.图1为本实用新型的系统框架示意图；
21.图2为本实用新型的设备模块连接示意图；
22.图3为本实用新型的系统连接示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术
24.方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1-3，本实用新型提供了一种基于vpx架构的双控混合存储设备的技术方案：
26.实施例一：
27.根据图1-3所示，包括存储设备，存储设备由控制单元1、控制单元2、交换单元、背板单元及电源单元组成，控制单元由前端接口模块、处理模块、存储接口模块组成，其中：电源单元与背板单元连接，通过背板单元给其它单元供电，保证存储设备的正常运行，两个控
制单元的srio接口与背板单元连接，通过背板单元连接到交换单元，实现控制单元与设备外部数据交换，采用双控制单元，数据加工处理能力强，控制单元与交换单元通信的srio接口由处理模块提供，两个控制单元的千兆网络与背板单元连接，通过背板单元实现两个控制单元的千兆网络互连，用作两个控制单元通信的心跳，两个控制单元互连的千兆网络接口由处理模块提供，两个控制单元的pcie x8信号与背板单元连接，通过背板单元实现两个控制单元的pcie x8信号互连，用于两个处理模块的数据通信，采用ntb非透明桥连接技术，保证两个处理模块处理数据同步，其中一个处理模块损坏另外一个处理模块可以正常工作，同时不丢失数据，两个控制单元互连的pcie x8接口由处理模块提供。
28.使用时，首先将电源单元与背板单元连接，即可通过背板单元为其他单元供电，保证其他单元的正常运行，然后将控制单元上的srio接口与背板单元连接，再将背板单元与交换单元连接，交换单元再与外部数据连接，即可实现控制单元与外部数据的交换，同时将两个控制单元上的千兆网络与背板单元连接，即可实现两个控制单元的千兆网络互连，方便两个控制单元的通信和数据处理，然后将两个控制单元上的pcie x8信号与背板单元连接，实现两个控制单元的数据通信，方便两个处理模块间的数据同步，即使其中一个处理模块损坏另一个处理模块也可以正常工作，同时不会丢失数据。
29.实施例二：
30.在实施例一的基础上，根据图2所示，控制单元1作为主控制单元，控制单元2作为从处理模块，在二者的pcie x8信号互连中，控制单元1作为pcie主机，控制单元2作为pcie设备，双控制单元，数据加工能力强，同时当其中一个处理模块损坏时另一个可以正常工作，一个控制单元内，处理模块有2组pcie x8信号通过背板单元分别连接本控制单元内的前端接口模块、存储接口模块，在控制单元内部的pcie连接，处理模块作为pcie主机，前端接口模块和存储接口模块作为pcie设备，系统数据并发存储能力强，处理模块有3组sata信号连接背板单元，用于连接存储介质，前端接口模块扩展出1路万兆网络和1路fc接口与外部通信，扩展1路m.2接口用于板载nvme ssd存储，存储接口模块扩展出32路sas信号，其中8路sas信号通过2个mini sas连接器引出前面板连接存储介质，24路sas信号连接到背板单元通过背板单元连接存储介质。两个处理模块的pcie连接采用ntb非透明桥连接技术，保证两个处理模块处理数据同步。
31.使用时，控制单元1和控制单元2承担不同的功能，控制单元1作为主控制单元，用于数据的处理存储工作，控制单元2作为从处理模块，对控制单元1进行辅助处理，控制单元1和控制单元2在工作的过程中，通过两个控制单元的pcie x8信号互连，用于两个处理模块的数据通信，对两个处理模块的数据进行同步，保证在其中一个处理模块损坏时另一个可以正常工作，同时不会丢失数据，在处理模块工作中，通过sata信号连接背板单元，用于连接存储介质，对数据进行存储交换，前端接口模块扩展出1路万兆网络和1路fc接口与外部通信，用于和外界的通信传输处理，也扩展1路m.2接口用于板载nvme ssd存储，对数据进行外部储存，从而实现数据的稳定传输工作。
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。