专利名称：一种高速高可靠性电子器件存储设备的制作方法
技术领域：
本实用新型属于涉及到数据存储设备领域，涉及一种高速高可靠性电子 器件存储设备，其形态上可以是电子盘、存储卡或存储模块等。
背景技术：
高速传感器、图形图像数据、大规模网络访问等系统中使用的存储设备， 如硬盘、磁盘阵列、磁带机等设备，随着人类社会对计算机工具使用要求的 提高，需要存储设备提供越来越高的读写速率，同时对计算机依赖程度的提 高也要求数据存储的高可靠性。对于在移动运输平台上使用的计算机系统的 存储设备，如火车、轮船、飞机、汽车、大型机械设备等平台上的计算机系 统，目前均采用的机械式硬盘，不能承受这些安装平台上的振动、冲击等机 械应力的破坏作用，具有可靠性的隐患。综上所述，随着存储设备的广泛和 深入应用，人们迫切要求所使用的存储设备具有更高的可靠性、更高的读写 数率以及更好的防抖性能。实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种高速高可靠性电子器件存 储设备。本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是一种高速高可靠性电子器件存储设备，其特征在于，包括高速接口控制 器、中央处理器、电子存储器件控制器、电子存储器件；高速接口控制器一端连接中央处理器，另一端通过连接器与外部的高速接口设备相连；电子存 储器件控制器的一端接中央处理器，另一端接电子存储器件。所述的高速接口为InfiniBand或RapidIO接口 。高速高可靠性电子器件存储设备还包括随机存储器(RAM)，该随机存储 器连接中央处理器。该随机存储器(RAM)可以是DDRRAM或其他类型的 内存。一种高速高可靠性电子器件存储设备，其特征在于，还包括存储器，该 存储器连接中央处理器。所述的存储器为闪速存储器(即FLASH存储器)。中央处理器包括一坏区校验控制单元，用于中央处理器采用ECC、 XOR 或RAID算法对数据进行存储，提高数据存储的可靠性，必要的时候可以进 行数据恢复。有益效果本实用新型通过采用高速接口 (如InfiniBand或RapidIO接口 )是为了 实现2Gbps或以上的存储设备读写速率，采用电子器件保证了机械振动、冲 击等应力环境条件下的存储数据可靠性，采用了容错控制的中央处理器，可 通过一定的软件程序实时监测物理存储区位并对损伤的数据进行恢复，实现 容错功能。容量可以根据需要进行灵活设计。主要应用于高读写速率、高可 靠性要求的计算机系统，也可解决对存储容量有特殊要求的应用问题。(1)读写速率高。InfmiBand、 RapidIO等高速接口具有速率高，数据传 输距离远，抗干扰强的特点，性能优于常用的IDE、 SATA、 SCSI等电气接口， 是目前最新的速率最快的通信接口。传输速率也在快速发展，已经形成了 2.5G、 5G、 10G等高速率标准和器件产品。单端口的存储设备最高持续读速 率或者写速率理论上可达250MB/s，满足高速率读写操作任务的需要，而普通机械硬盘的持续读写速率一般在80MB/S以内；通过网络的扩展，可以实现 更多设备的同时读写工作，满足极高读写速率存数设备的使用。(2) 有效消除振动造成的影响，在振动、冲击环境下具有高可靠性采用Flash器件、SDRAM器件等电子器件，采用焊接的方式紧固在PCB板上， 在振动冲击环境下的可靠性远高于机械式硬盘存储设备，满足恶劣的环境下 的计算机使用要求。(3) 容错控制，可靠性提高。通过设计适当的容错控制算法，可以对错误 的数据进行修复，实现了容错功能，保证了数据的可靠性和可信性。为保证 电子存储器件存储的可靠性，可以采用X86、 PowerPC、 ARM等通用微处理 器、FPGA等控制器，对电子存储器件进行扫描监测，并对损伤的数据进行修 复，从而实现数据的高可靠性存储。用于提高数据存储可靠性的算法有循环冗余校验算法(CRC算法)、ECC、 XOR或廉价磁盘冗余阵列(RAID)算法等均为现有成熟技术。循环冗余校验CRC (Cyclic Redundancy Check)是由分组线性码的分支 而来，其主要应用是二元码组。编码简单且误判概率很低，在通信系统中得 到了广泛的应用。循环冗余校验(CRC)是根据如网络数据包或者计算机文 件块这样的数据生成少数固定数目数据位的一种散列函数。校验和用来检测 数据传输或者存储后可能出现的错误。CRC在传输或者储存之前计算出来并 且附加到数据后面，然后接收方进行检验确定数据是否发生变化。由于易于 用二进制的电脑硬件实现、容易进行数学分析并且尤其善于检测传输通道噪 声引起的错误，所以CRC得到了广泛使用。RAID的英文全称为Redundant Array of Inexpensive (或Independent) Disks,中文名称是廉价(独立)磁盘冗余阵列。RAID的初衷主要是为了大型服务器提供高端的存储功能和冗余的数据安全。在系统中，RAID被看作是一个逻辑分区，但是它是由多个硬盘组成的(最少两块)。它通过在多个硬盘上同时存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量(Throughput)， 而且在很多RAID模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施，甚至是直接 相互的镜像备份，从而大大提高了RAID系统的容错度，提高了系统的稳定冗 余性。(4)网络化存储通过采用网络传输方式，利用交换设备或者中继设备， 可以实现更大距离的异地存储、异地备份，有利于大型系统的展开布置和远 程容灾备份。
图1是本实用新型实施例1的逻辑框图； 图2是本实用新型实施例2的逻辑框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步说明。 实施例1:本实用新型较佳实施例1设备结构如图1所示，该例为本实用新型的典型设计，电子存储器件为NANDFlash,容量设计为128GB，通过扩展可以方 便的实现512GB容量，最大可至2024GB。 CPU采用独立方式。高速接口控制器(10)，可选择的型号、速率很多，如摩托罗拉、Qlogic 等公司的系列化芯片套片产品，或者LSI公司的现货板卡产品。中央处理器(20)选用PowerPC系列微处理器。因为该处理器提供的外 部通信处理接口完全适用，可以尽量采用一个处理器，减少了硬件和软件的 开发工作量，提高集成度，提高设计水平，提高可靠性和保证研制周期。也 可采用ARM系列处理器实现。中央处理器运行循环冗余校验算法或者RAID 算法(即通过循环冗余校验控制单元和廉价磁盘冗余阵列控制单元)对存储 器件内部进行监测并对损伤的数据进行恢复，实现了较好程度的容错功能， 存储器件控制器用于多个存储器件的扩展控制功能。配置Flash存放中央处理的控制程序，DDRMM为控制程序运行的提供空 间并且用于数据缓存。存储器件控制器(30)采用较大规模的FPGA器件VIRTEX 4系列产品。 设计需要实现与Flash器件的接口和中央处理器的接口。电子存储器件(40)采用16颗三星公司(Samsung)公司的K9NCG08U5M 芯片，可以实现128GB的容量。通过增加该芯片的数量可以实现更大容量。连接器、电源、晶振等要素是电子产品基本的组成部分，从略。 实施例2:本实用新型实施例2设备结构如图2所示，其特点是中央处理器(20) 和存储器件控制(30)进行了物理上的集成设计(即采用一个芯片集成了上 述2部分功能)，设计的集成度进一步提高，配置容量较实施例1小，为64GB， 说明如下。FC接口控制器同实施例1。中央处理器(20)和存储器件控制器(30)选用XiLinx公司(中译名赛 灵思公司)的VIRTEX 4系列FPGA产品。该处理器提供内嵌的PowerPC 405处理器内核，外部通信处理接口完全适用，提高集成度，配置Flash存放中 央处理的控制程序，DDRRAM是控制程序运行的空间和数据缓存的之用。中央 处理器运行循环冗余校验算法或者RAID算法对存储器件内部进行监测并对 损伤的数据进行恢复，实现了较好程度的容错功能，存储器件控制器用于多 个存储器件的扩展控制功能。电子存储器件(40)采用8颗三星公司(Samsung)公司的K9NCG08U5M 芯片，可以实现64GB的容量。通过增加该芯片的数量可以实现更大容量。连接器、电源、晶振等要素是电子产品基本的组成部分，从略。
权利要求1.一种高速高可靠性电子器件存储设备，其特征在于，包括高速接口控制器、中央处理器、电子存储器件控制器、电子存储器件；高速接口控制器一端连接中央处理器，另一端通过连接器与外部的高速接口设备相连；电子存储器件控制器的一端接中央处理器，另一端接电子存储器件。
2. 如权利有要求1所述的一种高速高可靠性电子器件存储设备，其特征在于， 所述的高速接口为InfiniBand或RapidIO接口 。
3. 如权利有要求1所述的一种高速高可靠性电子器件存储设备，其特征在于， 还包括随机存储器，该随机存储器连接中央处理器。
4. 如权利有要求1所述的一种高速高可靠性电子器件存储设备，其特征在于， 还包括存储器，该存储器连接中央处理器。
5. 如权利有要求1所述的一种高速高可靠性电子器件存储设备，其特征在于， 所述的存储器为闪速存储器、ROM或RAM。
6. 如权利有要求1 5任一项所述的一种高速高可靠性电子器件存储设备，其特 征在于，中央处理器包括一坏区校验控制单元。
7. 如权利有要求6所述的一种高速高可靠性电子器件存储设备，其特征在于， 所述的坏区校验控制单元为ECC、 XOR或RAID算法控制单元。
专利摘要本实用新型公开了一种高速高可靠性电子器件存储设备，其特征在于，包括InfiniBand或RapidIO高速接口控制器、中央处理器、电子存储器件控制器、电子存储器件；高速接口控制器一端连接中央处理器，另一端通过连接器与外部的高速接口设备相连；电子存储器件控制器的一端接中央处理器，另一端接电子存储器件。采用InfiniBand或RapidIO下一代高速串行接口是为了实现2.5Gbps甚至更高的存储设备读写速率，采用电子器件是为了保证机械振动、冲击等应力环境条件下的存储数据可靠性，并且设备内部采用了具有容错控制的处理器，可实时监测物理存储区位并对损伤的数据进行恢复，实现容错功能。本实用新型主要应用于高读写速率、高可靠性要求的计算机系统。
文档编号G11C7/10GK201219033SQ20082005338
公开日2009年4月8日 申请日期2008年6月6日 优先权日2008年6月6日
发明者孙文德 申请人:长城信息产业股份有限公司;长沙湘计海盾科技有限公司