一种可扩展速度与性能的电路装置的制造方法_3

文档序号:8980619阅读:来源:国知局
不同的磁盘,见下文介绍。
[0031]对于三层结构,中央板正面有4个电路连接槽,控制A区2个,控制B区2个,背面也有4个电路连接槽,也就是说每个存储器主控对应2个,每个连接槽对应并负责一个数据通道的跨电路板布线连接。
[0032]两块存储通道板其实是一样的,不妨叫做Fl与F2。每块存储通道版主要都是非易失存储芯片的阵列,如SLC NAND闪存或ReRAM存储材料,这些非易失存储芯片分布在每块通道版的正反面。
[0033]反面通过4个电路连接槽与中央板连接,凹凸的插槽扣合上后针脚针脚就可以实现连接。其中2个插槽将存储通道版的正面的电路(两个通道)与控制A区的一个面的存储主控和缓存电路相连,构成一个完整的磁盘,另外2个插槽将存储通道版的反面的电路(两个通道)与控制B区的一个面的存储主控和缓存电路相连,构成另一个完整的磁盘。
[0034]另一块存储通道版也以一样的方式与中央板的另外一面的主控和缓存连接上,构成另两个磁盘。
[0035]当中央板正反两面分别与通道版通过电路连接槽扣紧之后,实际上就构成了折叠起来的4块固态硬盘,这两块固态硬盘组成RAID5或RAIDO工作,通过USB与计算机连接,却只有普通的U盘大小。理论上速度可以达到一般固态硬盘的4倍到8倍。见附图4所示。
[0036]USB接口可以替换为DMM接口,使得设备可以直接连接到DMM总线(也就是目前内存使用的双列直插接口)。这样可以获得DIMM总线的速度提升,样品测试有2.4GB每秒的速度,并仅有毫秒级别的平均写入延时。DIMM可利用并发式访问机制增加速度。而DIMM总线插口处一般空间狭小,本发明的超小体积就能够发挥作用。这样,计算机就不会有硬盘速度瓶颈问题,也不需要再提供SATA接口了,缩减为CPU-DMM(内存+存储)结构。见附图5所示。
[0037]此外,USB接口可以替换为PCIe接口,使得设备可以直接连接到PCIe总线。
[0038]实施案例二:PCIe插卡式计算机
[0039]受到应用环境与体积的制约,在不追求性能而需要基本智能化的场合,比如家用简单机器人,电子家用设备等,往往使用嵌入式计算机。这些设备往往有着专属功能,不需要通用型的windows系统,而往往由生产厂家根据Iinux开源系统定制操作系统。并且,甚至往往并不需要提供用户操作界面,而通过简单的按钮或者配对的App控制。
[0040]这些计算机体积小,结构简单,能耗低。比较知名的如Raspberry Pi,目前许多厂商基于该机器进行程序定制。
[0041]但是,这些嵌入式计算机虽然体积很小,却可能是一个更大系统的运行核心。许多嵌入式系统由嵌入较大设备的小计算部件组成,提供较通用的功能。例如吉他机器人采用嵌入式系统来调弦;车载电脑作为汽车的一个子系统存在,提供导航、控制、车况反馈等功能。智能机器人依靠其内部的嵌入式计算机来实现不同的功能。
[0042]在这些情况下,如果这部分嵌入式计算机发生故障,往往麻烦就很大。需要整体返修或更换。
[0043]即使稳定运行多年没有发生故障,后续升级也十分困难。为嵌入式系统编写的程序称为固件,存储在只读存储器或闪存芯片内,本身难以修改重写,即使一些支持后续升级重写的设备,收到有限的计算硬件资源限制,重写也没有意义。要想修改预置的固件,实现改造,也基本不可能。
[0044]总之,难以维护,难以升级,难以改造。而用本发明就可以有帮助于这一问题的解决。针对由较大的被嵌入设备与小体积嵌入式计算机组成的嵌入式系统,将较大的被嵌入设备视作计算机外设,该部分包含了各种机械部件和外设部件,而嵌入式计算机基于一块单板的嵌入式主板,以插槽的形式与被嵌入设备连接。被嵌入设备通过PCIe总线连接到嵌入式计算机。该插槽即连接PCIe总线。插槽本身可以是PCIe接口,也可以是其他接口如DIMM 接口。
[0045]实施方式主要与上例相同,不再赘述,除了实施案例一所包括的内存和存储器内容外,中央板上还增加一颗CPU/GPU的集成,如AMD生产的APU,即构成了完整的计算机。而在扩展通道板上,除了非易失存储,还可增加DRAM或更多GPU处理器。
[0046]与过去的Single Board Computer相比,这种方式在后续需要替换的时候更加方便,可以将扩展通道板掰开来,即可卸下来做器件的更换。
[0047]本发明的有益效果:
[0048]本发明是一种分级分层设计的硬件,在分级上,将计算核心抽取到中央板上,将数据存储和通道抽取到扩展板上,在分层上,以中央板为核心,可以一层层叠加通道,之后通过中央板的控制器以并行计算的方式叠加扩展板上的存储或计算性能。
[0049]这种设计与过去的硬盘或内存都显著不同。
[0050]1.体积小。只有目前的内存条或U盘大小,却可以达到一般固态硬盘的四倍速度。相当于将原本展开后会十分巨大的电路压缩了。在计算机或机器人等设备中,常常是长度而不是宽度限制了电路,比如内存的长度,限制了其上的元器件,硬盘Tray的长度,限制了硬盘的元器件,比如主流的2.5寸标准,元器件数目受到限制就会影响性能。目前初步生产的DIMM型样品,可以插进台式电脑的内存槽,有足够的宽度。
[0051]2.可灵活持续扩展。结构上中央板是计算结构,而扩展板是可以拆卸下来更换的存储和扩展结构。更换和升级都很方便,只要有空间,也可以一直叠加出5层(I个中央板,4个扩展版)甚至更高的器件板结构。
[0052]3.速度快,可用于DIMM插卡、移动计算USB快速设备和缓存。速度可以达到一般固态硬盘的4倍。如果使用较好的闪存和缓存,4K速度可以达到300MB每秒以上,4K QD速度可以达到IGB每秒以上,顺序读写速度可以达到2.4GB每秒。这些参数都已经与DDR2内存接近,可这是非易失存储,且有远远大于内存的容量,是兼具硬盘功能和内存速度的替代品。计算机结构可能因此发生很大的变化,变成准2级结构。见附图5。
【主权项】
1.一种可扩展速度与性能的电路装置,包含中央板和扩展板:其特征在于,中央板通过表面带电路触点的连接槽与扩展板平行地嵌合,同时通过DIMM接口或USB接口与计算机连接;中央板上包含一个设备控制器,及2个以上固态硬盘主控,以及对应数目的缓存,所述缓存是DRAM缓存颗粒或内置于主控的SRAM缓存;相应地,扩展板上包括扩展的非易失存储部件,扩展板与中央板对应的卡口连接槽扣合之后应当能够将电路触点针脚连接上,构成完整的电路,之后通过中央板的控制器以并行计算或RAID的方式叠加扩展板上的存储或计算性能;中央板只有一块,是计算核心层,但扩展板的数目没有限制,可以是一块、两块,也可以是更多,以中央板为核心,一层层叠加,通过中央板的控制器以并行计算或RAID的方式叠加扩展板上的存储或计算
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