一种实现多NVMe硬盘背板点灯的设计方法与流程

本发明涉及服务器硬盘背板领域，具体来说涉及一种实现多nvme硬盘背板点灯的设计方法。

背景技术：

随着cpu、显卡性能的不断提升，服务器的计算瓶颈逐渐向存储设备转移，存储技术也随之升级，硬盘传输速率从6g提升至12g，并将逐步提速至24g。硬盘类型在最初的sata/sas机械硬盘的基础上，逐步衍生出satae/m.2/nvme等新的硬盘类型，主流硬盘形态也由原来的机械硬盘升级为ssd。在这种背景下，对服务器硬盘背板的兼容性提出了更高的要求。主流的计算型服务器背板一般支持sata/sas/nvme硬盘混插，同时配备pcie/satam.2作为系统盘使用，而旧一代的服务器硬盘背板主要支持sata/sas硬盘，连接器pin定义遵循sff-8643。

现有的硬盘背板设计方案，主要实现了sas/sata硬盘点灯，这种点灯方式主要依赖于主控端发出的sgpio信号，而sgpio是一种串行总线，不区分设备端地址，一组信号能够点亮多个硬盘指示灯。此外，现有的sas/sata硬盘背板不支持sff-8639，即下行连接器未定义nvme硬盘的带内信号pin，同时由于sff-8643中未定义cpu发出硬盘点灯的vpp信号，因此现有的sas/sata背板也不支持nvme硬盘点灯功能。

在nvme硬盘方面，对于现有的nvme硬盘背板，nvme错误信息由bmc通过读硬盘fru的i2c通道获取，点灯状态指示很不稳定，而且因为获取不到硬盘的定位指示信号，locate指示灯无法正常点亮，因此无法实现完整的nvme硬盘点灯功能。

技术实现要素：

本发明提供一种硬盘背板点灯的设计方法，解决现有的nvme硬盘背板无法正常点亮locate灯的问题，并在连接器中增加地址线信息，实现多nvme的灵活配置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种实现多nvme硬盘背板点灯的设计方法，包括主板和背板，所述设计方法包括下述步骤：

在主板的每个控制器上接出一组vpp信号线，vpp信号线通过每个端口的连接器边带通道传递至背板；

控制器向背板端循环发送vpp地址，背板的可编程逻辑器接收到控制器发送的数据流后，对控制器发送的地址信息进行解析；

若背板通道模拟的vpp地址与控制器发出的地址相同时，控制器将对应盘位的硬盘点灯信息发送给背板的可编程逻辑器；

背板的可编程逻辑器对控制器发送的硬盘点灯信息进行逻辑转换，将vpp上的串行数据流转换为并行信号，点亮对应端口的背板灯，并将背板监控到的硬盘在位信息上传至控制器。

基于上述方案，本设计方法做如下优化：

为实现多nvme的灵活配置，在同一款机型上可以使用cpu0、cpu1及tri-mode作为nvme的上行控制器，所述背板连接器采用oculink连接器，将oculink连接器上的预留信号pin作为地址线，主板端通过上下拉电阻定义每个端口地址，背板端读取地址线信息，解析后为对应通道分配vpp地址。同时，在背板端添加拨码开关，拨码开关的状态列表由各机型nvme配置确定，背板的可编程逻辑器根据读取到的状态信息确定上行控制器的类型、用来与控制器交互的通道以及nvme的硬盘数量信息。在完成地址分配、配置识别后，背板的可编程逻辑器解析vpp信息，点亮对应端口的led，同时将背板监控到的硬盘所在位置信息上传至控制器端。

进一步的，所述的oculink连接器支持sas/sata/pcie信号链路，每个连接器支持4个sas/sata硬盘或1个nvme硬盘，上行连接器中其余的信号pin设计定义为sgpio或者vpp，在支持nvme的模式下，设计定义有perst#/wake#信号。

进一步的，所述控制器不同pcie端口的vpp地址通过vppindex中的寄存器确定，具体通过bios将pcie端口的vpp地址写入与其对应的vppindex。

作为优选，所述背板的可编程逻辑器采用cpld逻辑器，cpld模拟pca9555模块电路，每个pca9555模块电路传递两个端口的背板点灯信息，每个端口占用8位数据信息。每个端口的背板点灯信息包括有nvme硬盘的fault、locate以及present信息，所述fault、locate及present信息对应占用的字节数分别为0、1和4，其余几位用作预留。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

1、本发明的一种实现多nvme硬盘背板点灯的设计方法，nvme硬盘点灯依赖于主控端发出vpp信号，通过vpp信号实现nvme硬盘背板点亮locate/error灯，实现了完整的多nvme硬盘背板点灯方案，和现有技术相比，本设计方法不再依赖于bmc，而是控制器通过带内信号监控nvme硬盘工作状态，error灯能够更加稳定地点亮，cpu和tri-mode控制器可以通过vpp点亮locate灯，弥补了现有技术中nvme硬盘背板无法正常点亮locate灯的功能缺憾。该背板点灯方案兼容cpu、tri-mode控制器，可以应用于多种场景。

2、本设计方法的nvme背板使用oculink作为上行信号连接器，通过定义oculink中的预留信号线，使主板和背板间能够更有效的同步地址信息，背板与控制器互联架构，能够兼容多种控制器。使用oculink扩展地址线的方式，支持地址自动识别，同时通过背板拨码开关，支持不同配置，利用这种方式，实现了使用不同的上行控制器连接多nvme，以及从不同控制器引出不同数量的上行端口，实现了nvme背板的灵活配置。

附图说明

图1是本发明实施例的多nvme硬盘背板点灯设计方法流程图；

图2是本发明实施例的互联拓扑图；

图3是本发明实施例的多nvme硬盘背板点灯设计方法工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了方便对发明技术方案的理解，对本方法中涉及的英文缩写予以解释和说明。

nvme：non-volatilememoryexpress，非易失性存储器；

ssd：solidstatedrives，固态硬盘；

pcie：peripheralcomponentinterconnectexpress，外围组件互联总线；

tri-mode卡：新一代raid卡增加支持nvme硬盘格式；

vpp：virtualpinport，虚拟针端口；

bmc：baseboardmanagementcontorller，基板管理控制器。

如图1所示，本发明的多nvme硬盘背板点灯的设计方法，包括主板和背板，所述设计方法包括下述步骤：

在主板的每个控制器上接出一组vpp信号线，vpp信号线通过每个端口的连接器边带通道传递至背板；

控制器向背板端循环发送vpp地址，背板的可编程逻辑器接收到控制器发送的数据流后，对控制器发送的地址信息进行解析；

若背板通道模拟的vpp地址与控制器发出的地址相同时，控制器将对应盘位的硬盘点灯信息发送给背板的可编程逻辑器；

背板的可编程逻辑器对控制器发送的硬盘点灯信息进行逻辑转换，将vpp上的串行数据流转换为并行信号，点亮对应端口的背板灯，并将背板监控到的硬盘在位信息上传至控制器。

具体而言，如图2、图3所示，为实现多nvme的灵活配置，在同一款机型上可以使用cpu0、cpu1及tri-mode作为nvme的上行控制器，所述背板连接器采用oculink连接器，将oculink连接器上的预留信号pin作为地址线，主板端通过上下拉电阻定义每个端口地址，背板端读取地址线信息，解析后为对应通道分配vpp地址。同时，在背板端添加拨码开关，拨码开关的状态列表由各机型nvme配置确定，背板的可编程逻辑器根据读取到的状态信息确定上行控制器的类型、用来与控制器交互的通道以及nvme的硬盘数量信息。在完成地址分配、配置识别后，背板的可编程逻辑器解析vpp信息，点亮对应端口的led，同时将背板监控到的硬盘所在位置信息上传至控制器端。

所述的oculink连接器支持sas/sata/pcie信号链路，每个连接器支持4个sas/sata硬盘或1个nvme硬盘，上行连接器中其余的信号pin设计定义为sgpio或者vpp，在支持nvme的模式下，设计定义有perst#/wake#信号。考虑到tri-mode标准外插卡的应用情景，即x8或x16的子卡，该子卡兼容支持sas/sata/nvme，sff-9402中定义了bp_type和ctrl_type两个pin，用来给背板识别上行信号控制器来自cpu还是tri-mode卡。

所述控制器不同pcie端口的vpp地址通过vppindex中的寄存器确定，具体通过bios将pcie端口的vpp地址写入对应的vppindex。

所述背板的可编程逻辑器采用cpld逻辑器，cpld模拟pca9555模块电路，每个pca9555模块电路传递两个端口的背板点灯信息，每个端口占用8位数据信息。每个端口的背板点灯信息包括有nvme硬盘的fault、locate及present信息，所述fault、locate及present信息对应占用的字节数分别为0、1和4，其余几位用作预留。

进一步来说，在本设计中，intelcpu目前可供使用的8个设备地址包括：0x40、0x42、0x44、0x46、0x4c、0x4e，每个cpu共有48条pcielane，最大支持12盘nvme，每两个盘分配一个vppaddress，只需在8个地址列表中挑选6个。每个cpu发出一组vpp信号线，信号线通过每个端口的连接器背板通道传递至背板。tri-mode卡采用broadcomtri-mode卡，该卡可支持两种规格：上行带宽为x8的子卡可挂载2个nvme，两个nvmevppaddress为0x40、0x42，均使用vpp寄存器的低8位信息；上行带宽为x16的可挂载4个nvme，前两个nvmevppaddress为0x40，后两个nvmevppaddress为0x42。

在本发明实施例中，通过设计实现新的nvme硬盘点灯方案，解决了上一代nvme硬盘背板无法点亮locate灯的问题，兼容新产品中cpu及tri-mode卡主控端解决方案，硬盘背板cpld程序中加入了vpp地址识别及数据解析，提取有效的数据控制位正确点亮背板指示灯。本设计方法还解决了nvme硬盘背板设计问题，对于新一代产品中支持nvme硬盘的配置具有重要的意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下所作的任何修改、改进和等同替换等，均包含在本发明的保护范围内。