一种服务器用硬盘拓展系统及方法、硬盘信号增强方法与流程

本发明涉及服务器数据存储系统，尤其涉及一种服务器用硬盘拓展系统及方法、硬盘信号增强方法。

背景技术：

随着大数据技术的发展，数据中心要存储的数据量越来越多。很多应用场景对单台服务器存储容量的要求增高，而硬盘背板作为常用的一种用于扩展存储硬盘的板卡，得到了越来越广泛的应用。

目前服务器系统中使用的硬盘主要有SAS、SATA、PCIE三种类型。针对不同类型的硬盘需要设计相应的硬盘背板，不方便管理且研发成本较高，另外，机械硬盘在工作时发生震动也容易损坏。随着对存储容量越来越高的要求，出现了单独的大容量的存储机柜，这些单独的存储机柜通常需要较长的线缆与硬盘背板连接，影响信号传输质量。

如中国专利(授权公告号CN204028898U)公开了“一种硬盘、兼容多种固态硬盘任意混插的服务器”，涉及计算机存储领域。本实用新型公开的服务器，包括主板中央处理单元(CPU)和集成南桥(PCH)，还包括服务器主板连接器，其中：所述服务器主板连接器中用于与周边元件扩展高速接口(PCIE)硬盘交互的PCIE接口，与主板CPU的PCIE总线相连；所述服务器主板连接器中用于与串行连接小型计算机系统接口(SAS)硬盘交互的SAS接口，与主板PCH的SAS总线相连。本实用新型还公开了一种固态硬盘。虽然采用该服务器能够提高硬盘的数据传输效率，但对于不同类型的硬盘扩展较为不便，也无法较好增强硬盘信号，影响数据传输的质量。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种服务器用硬盘拓展系统及方法、硬盘信号增强方法，用于解决现有技术中对于不同类型的硬盘扩展较为不便，在较长的线缆连接条件下硬盘信号较差的问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种服务器用硬盘拓展系统，包括用于硬盘扩展的硬盘背板，所述硬盘背板上设有多个支持SAS、SATA和PCIE类型硬盘的硬盘接口、MiniSAS连接器、Slimline连接器和可编程系统级芯片PSOC，可编程系统级芯片PSOC与硬盘背板上的管理接口连接器连接，管理接口连接器通过线缆与主板连接器连接；当使用SAS或者SATA硬盘时，SAS或SATA硬盘和sGPIO端口分别通过线缆与硬盘背板上的MiniSAS连接器连接，SAS或SATA硬盘信号与硬盘背板上的硬盘接口连接，sGPIO端口信号经可编程系统级芯片PSOC解析后作为硬盘Active、Error、Locate三种类型LEDs的输入信号；当使用PCIE硬盘时断开与MiniSAS连接器连接的线缆，通过线缆将主板的Slimline连接器和硬盘背板的Slimline连接器相连，PCIE硬盘通过线缆与硬盘背板上的Slimline连接器连接，PCIE硬盘喜好接入硬盘背板上的硬盘接口。

如上所述的一种服务器用硬盘拓展系统，所述硬盘背板上设有用于存储硬盘背板信息的存储器和监控硬盘背板温度的温度传感器，存储器和温度传感器均与可编程系统级芯片PSOC电连接。

如上所述的一种服务器用硬盘拓展系统，所述硬盘背板上置有硬盘振动的传感器，传感器的输出信号通过管理接口连接器与服务器的监控管理系统连接。

如上所述的一种服务器用硬盘拓展系统，所述传感器为3轴加速度计。

本发明还提供了一种服务器用硬盘拓展方法，包括如上所述的硬盘拓展系统，所述硬盘拓展方法包括以下步骤：

一、将扩展硬盘与硬盘背板连接；

二、当使用SAS或者SATA硬盘时，SAS或SATA硬盘和sGPIO端口分别通过线缆与硬盘背板上的MiniSAS连接器连接，SAS或SATA硬盘信号与硬盘背板上的硬盘接口连接，sGPIO端口信号经可编程系统级芯片PSOC解析后作为硬盘Active、Error、Locate三种类型LEDs的输入信号；当使用PCIE硬盘时断开与MiniSAS连接器连接的线缆，通过线缆将主板上的Slimline连接器和硬盘背板上的Slimline连接器相连，PCIE硬盘通过线缆与硬盘背板上的Slimline连接器连接，PCIE硬盘喜好接入硬盘背板上的硬盘接口。

本发明还公开了一种服务器用硬盘信号增强方法，包括如上所述的硬盘拓展系统，所述硬盘信号增强方法包括以下步骤：

一、将扩展硬盘与硬盘背板连接；

二、通过带有Redriver芯片的板卡来增强硬盘信号，当使用SAS或者SATA硬盘时，通过在RAID/HBA卡和硬盘背板之间设置SAS Redriver卡来增强SAS信号，SAS Redriver卡上带有增强SAS信号的SAS Redriver芯片；当使用PCIE硬盘时，通过PCIE Redriver卡的Slimline连接器与硬盘背板的Slimline连接器连接，或者通过PCIE Redriver卡将服务器主板的Slimline连接器与硬盘背板的Slimline连接器连接，PCIE Redriver卡上带有PCIE Redriver芯片。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明的硬盘拓展系统可兼容SAS、SATA、PCIE三种类型的硬盘，因而能够更好的保证服务器的数据存储容量，方便其扩展和管理。

2、本发明的硬盘拓展系统设有振动传感器，当硬盘发生剧烈振动时，服务器可提前采取保护措施，防止硬盘或数据损坏。

3、本发明的硬盘信号增强方法可以在较长连接线缆的应用环境下增强SAS和SATA硬盘、PCIE硬盘信号，保证硬盘的数据传输质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。

图1是本发明中所述硬盘拓展系统的原理图；

图2是本发明中SAS硬盘信号增强系统的原理图；

图3是本发明中第一种PCIE硬盘信号增强系统的原理图；

图4是本发明中第二种PCIE硬盘信号增强系统的原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例公开的一种服务器用硬盘拓展系统，包括用于硬盘扩展的硬盘背板，所述硬盘背板上设有多个支持SAS、SATA和PCIE类型硬盘的硬盘接口、MiniSAS连接器、Slimline连接器和可编程系统级芯片PSOC，可编程系统级芯片PSOC与硬盘背板上的管理接口连接器连接，管理接口连接器通过线缆与主板连接器连接；当使用SAS或者SATA硬盘时，SAS或SATA硬盘和sGPIO端口分别通过线缆与硬盘背板上的MiniSAS连接器连接，SAS或SATA硬盘信号与硬盘背板上的硬盘接口连接，sGPIO端口信号经可编程系统级芯片PSOC解析后作为硬盘Active、Error、Locate三种类型LEDs的输入信号；当使用PCIE硬盘时断开与MiniSAS连接器连接的线缆，通过线缆将主板的Slimline连接器和硬盘背板的Slimline连接器相连，PCIE硬盘通过线缆与硬盘背板上的Slimline连接器连接，PCIE硬盘喜好接入硬盘背板上的硬盘接口。

具体而言，本实施例的硬盘拓展系统中使用SFF8639连接器作为硬盘背板的硬盘接口，可以支持SAS、SATA、PCIE三种类型的硬盘。当使用SAS或者SATA类型的硬盘时，SAS/SATA信号和sGPIO信号经Cable由MiniSAS连接器引入硬盘背板，SAS/SATA信号接入硬盘背板上的SFF8639连接器，sGPIO信号经PSOC解析后作为硬盘的Active、Error、Locate LEDs的输入信号。同时，硬盘背板上的管理接口连接器通过Cable与主板上的连接器相连，主板上相应连接器的信号来自主板BMC。当硬盘背板上插入的为PCIE类型硬盘时，撤去MiniSAS连接器上的Cable，改为通过Cable将主板上的Slimline连接器和硬盘背板上的Slimline连接器相连。PCIE信号通过硬盘背板上的Slimline连接器接入硬盘背板，进而接入SFF8639连接器。

硬盘背板上置有振动传感器，使用振动传感器，3轴加速度计可侦测6个方向由于振动所产生的加速度。振动超过一定限值，监控管理系统告知服务器，服务器提前采取相应保护策略，如停转硬盘，终止对内存硬盘的写操作等，从而实现对硬盘和数据的保护。此外，硬盘背板上还置有EEPROM，作为FRU存储硬盘背板的信息，置有温度传感器，用于监控硬盘背板的温度，该功能由主板上的BMC的相应接口完成。

本实施例还公开了一种服务器用硬盘拓展方法，包括如上所述的硬盘拓展系统，所述硬盘拓展方法包括以下步骤：

一、将扩展硬盘与硬盘背板连接；

二、当使用SAS或者SATA硬盘时，SAS或SATA硬盘和sGPIO端口分别通过线缆与硬盘背板上的MiniSAS连接器连接，SAS或SATA硬盘信号与硬盘背板上的硬盘接口连接，sGPIO端口信号经可编程系统级芯片PSOC解析后作为硬盘Active、Error、Locate三种类型LEDs的输入信号；当使用PCIE硬盘时断开与MiniSAS连接器连接的线缆，通过线缆将主板上的Slimline连接器和硬盘背板上的Slimline连接器相连，PCIE硬盘通过线缆与硬盘背板上的Slimline连接器连接，PCIE硬盘喜好接入硬盘背板上的硬盘接口。

具体而言，本实施例的硬盘拓展方法，使用SFF8639连接器作为硬盘背板的硬盘接口，可以支持SAS、SATA、PCIE三种类型的硬盘。当使用SAS或者SATA类型的硬盘时，SAS/SATA信号和sGPIO信号经Cable由MiniSAS连接器引入硬盘背板，SAS/SATA信号接入硬盘背板上的SFF8639连接器，sGPIO信号经PSOC解析后作为硬盘的Active、Error、Locate LEDs的输入信号。同时，硬盘背板上的管理接口连接器通过Cable与主板上的连接器相连，主板上相应连接器的信号来自主板BMC。当硬盘背板上插入的为PCIE类型硬盘时，撤去MiniSAS连接器上的Cable，改为通过Cable将主板上的Slimline连接器和硬盘背板上的Slimline连接器相连。PCIE信号通过硬盘背板上的Slimline连接器接入硬盘背板，进而接入SFF8639连接器。

如图2-图4所示，本实施例公开的硬盘信号增强方法，用于解决当硬盘背板使用单独的存储机箱时，使用SAS/PCIE经过的Cable可以过长，导致信号质量无法满足正常的存储需求，此种情况下，可以使用加入SAS/PCIE Redriver卡的方式来增强信号质量。包括如上所述的硬盘拓展系统，所述硬盘信号增强方法包括以下步骤：

一、将扩展硬盘与硬盘背板连接；

二、通过带有Redriver芯片的板卡来增强硬盘信号，当使用SAS或者SATA硬盘时，通过在RAID/HBA卡和硬盘背板之间设置SAS Redriver卡来增强SAS信号，SAS Redriver卡上带有增强SAS信号的SAS Redriver芯片；当使用PCIE硬盘时，通过PCIE Redriver卡的Slimline连接器与硬盘背板的Slimline连接器连接，或者通过PCIE Redriver卡将服务器主板的Slimline连接器与硬盘背板的Slimline连接器连接，PCIE Redriver卡上带有PCIE Redriver芯片。

Redriver卡来增强SAS信号，使SAS信号可以通过较长的Cable而保持较好的信号质量，SAS Redriver卡的核心是SAS Redriver芯片，该芯片可以对SAS信号进行增强。

PCIE硬盘有两种形态的信号增强方式，一种是服务器系统主板的PCIE信号经标准PCIE Slot槽位，通过Gloden Finger形态的PCIE Redriver卡对PCIE信号进行增强后，经Cable接给硬盘背板；另一种是服务器系统主板上的PCIE信号经过Slimline连接器加入PCIE Redriver卡来增强PCIE信号，使PCIE信号可以通过较长的Cable而保持较好的信号质量，PCIE Redriver卡的核心是PCIE Redriver芯片，该芯片可以对PCIE信号进行增强,提高PCIE信号质量。

本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。