一种M.2硬盘扩展卡的制作方法

本实用新型涉及硬盘技术领域，特别是涉及一种M.2硬盘扩展卡。

背景技术：

M.2是一种接口类型，是Intel推出的一种替代mSATA新的接口规范，与mSATA相比，M.2主要有两个方面的优势：第一是速度方面的优势，M.2硬盘接口有两种类型：Socket 2(B key—NGFF)和Socket 3(M key—NVME)，其中Socket2支持SATA、PCI-E X2接口，如果采用PCI-E X2接口标准，最大的读取速度可以达到700MB/s，写入也能达到550MB/s，其中的Socket 3可支持PCI-E X4接口，理论带宽可达4GB/s。第二个是体积方面的优势，虽然，mSATA的固态硬盘体积已经足够小了，但相比M.2硬盘接口的固态硬盘，mSATA仍然没有任何优势可言。

M.2标准的SSD同mSATA一样可以进行单面NAND闪存颗粒的布置，也可以进行双面布置，其中单面布置的总厚度仅有2.75mm，而双面布置的厚度也仅为3.85mm。而mSATA在体积上的劣势就明显的多，51mm×30mm的尺寸让mSATA在面积上不占优势，而4.85mm的单面布置厚度跟M.2比起来也显得厚了太多。另外，即使在大小相同的情况下，M.2也可以提供更高的存储容量。

目前，市面上推出了能够携带M.2硬盘的扩展卡，它最大能够同时携带4块M.2硬盘接口类型的固态硬盘，采用的是支持标准PCIE协议的全高半长的扩展卡，而4块M.2硬盘都放在扩展卡的一面。这种设计虽然实现了高速，大容量存储的需求，但是在空间利用率上略显不足，将4块硬盘全部放在了扩展卡的一面，造成另一面的空间浪费qkl0612。

技术实现要素：

本实用新型实施例中提供了一种M.2硬盘扩展卡，以解决现有技术中扩展卡利用率低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例公开了如下技术方案：

本实用新型提供了一种M.2硬盘扩展卡，包括：PCIE X16插槽、PCIE扩展芯片以及I2C扩展芯片，所述PCIE X16插槽与服务器主板对插连接；所述PCIE扩展芯片以及I2C扩展芯片的输入端分别与所述PCIE X16插槽连接、输出端与多个M.2硬盘接口连接，所述PCIE X16插槽、PCIE扩展芯片以及I2C扩展芯片均设置于板体上。

优选地，所述扩展卡包括多个I2C扩展芯片，多个I2C扩展芯片扩展出的多路I2C信号分别连接一个M.2硬盘接口。

优选地，所述扩展卡包括多个PCIE扩展芯片，多个PCIE扩展芯片扩展出的每个PCIE X16分别连接四个M.2硬盘接口。

优选地，所述扩展卡还包括多个时钟扩展芯片，多个时钟扩展芯片扩展出的多路时钟信号分别连接一个M.2硬盘接口。

优选地，所述扩展卡还包括现场可替换单元，所述现场可替换单元设置于所述板体上并与所述PCIE X16插槽信号连接。

优选地，所述扩展卡还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述板体上并与所述PCIE X16插槽信号连接。

优选地，所述板体设置有多个M.2硬盘接口，多个所述M.2硬盘接口分别分布于所述板体的两侧。

由以上技术方案可见，本实用新型能够同时携带多个M.2硬盘接口型固态硬盘的扩展卡，支持标准PCIE协议的PCIE X16插槽将扩展卡与服务器主机进行互联，在扩展卡的两侧均添加多个M.2型接口连接器，能够充分利用空间，在最小的空间内安装最多的硬盘，同时也能在同一台服务器上增加更多相同的扩展卡，从而进一步提高服务器的存储容量。

附图说明

了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种M.2硬盘扩展卡的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的M.2硬盘扩展卡板体布局的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

参见图1，为本实用新型实施例提供的一种M.2硬盘扩展卡的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的M.2硬盘扩展卡，包括：板体、PCIE X16插槽、PCIE扩展芯片以及I2C扩展芯片。

所述PCIE X16插槽与服务器主板对插连接；所述PCIE扩展芯片以及I2C扩展芯片的输入端分别与所述PCIE X16插槽连接、输出端与多个M.2硬盘接口连接，所述PCIE X16插槽、PCIE扩展芯片以及I2C扩展芯片均设置于板体上。

所述扩展卡包括多个I2C扩展芯片，多个I2C扩展芯片扩展出的多路I2C信号分别连接一个M.2硬盘接口；多个PCIE扩展芯片，多个PCIE扩展芯片扩展出的每个PCIE X16分别连接四个M.2硬盘接口；多个时钟扩展芯片，多个时钟扩展芯片扩展出的多路时钟信号分别连接一个M.2硬盘接口。

所述扩展卡还包括现场可替换单元，所述现场可替换单元设置于所述板体上并与所述PCIE X16插槽信号连接。

所述扩展卡还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述板体上并与所述PCIE X16插槽信号连接。

本实用新型实施例中以可以支持8个M.2硬盘的扩展卡进行说明，从图2上可以看出，主板通过标准的PCIE X16插槽与扩展卡互联，然后通过一个PCIE扩展芯片将PCIE信号进行扩展，变成两路的PCIE X16信号，这两路信号再各分成4个PCIE X4的信号，从而能支持8个标准的M.2硬盘接口，另外扩展卡上还通过I2C扩展芯片和时钟扩展芯片分别对I2C信号和时钟信号进行扩展，从而能够保证各个M.2硬盘接口正常工作，而现场可替换单元则用来保存扩展卡的基本信息，温度传感器则用来监测扩展卡当前的温度。

其中，扩展卡与主板的互连采用的是支持标准PCIE协议的PCIE X16插槽，采用标准协议设计的扩展卡具有很好的通用性，由于目前在服务器领域使用了大量的标准PCIE卡槽，因此该扩展卡在硬件上就可以满足各种不同服务器的需求，同时也可以在同一台服务器下使用多个扩展卡，从而能够达到更高的存储容量指标。

另外，该扩展卡采用了I2C扩展芯片来对主板上的PCIE X16插槽上的I2C信号进行扩展，从而能够通过I2C协议来访问扩展卡上的各个M.2硬盘接口型固态硬盘上的各个寄存器内容，其中包括硬盘温度，硬盘容量，硬盘型号等多种信息，这样做方便对硬盘进行实时查看。同时，采用I2C扩展芯片还有另一个目的，由于每一个M.2硬盘接口型的固态硬盘的I2C地址是一致的，因此如果直接将这些硬盘挂载到同一条I2C总线下，就会造成地址冲突，而使用了I2C扩展芯片后，BMC采用轮询的方式逐个打开I2C扩展芯片内的各个通道，每次只打开其中的一个通道，这样BMC在访问各个硬盘的寄存器时，就不会造成地址冲突的现象，从而保证扩展卡能够正常通信。

该扩展卡还使用了时钟扩展芯片来对PCIE X16插槽上的时钟信号进行扩展，从而给各个M.2硬盘接口提供了支持标准PCIE协议的时钟信号，从而保证M.2硬盘接口上的PCIE信号时钟同步，能够正常工作。

图2中的现场可替换单元用来保存当前扩展卡的基本信息，这样主板上的BMC就可以通过I2C协议对扩展卡的基本信息进行查看，而温度传感器则是用来检测当前扩展卡的温度，它同样可以通过主板上的BMC来进行查看，一旦出现温度过高的情况，可以自动调节风扇转速来进行降温操作。

对于PCIE扩展芯片，由于该扩展卡的设计目的是最多能够同时支持多个M.2硬盘接口型固态硬盘，而主板上的标准PCIE X16SLOT一次最多只能提供16个PCIE lane，因此就需要对PCIE信号进行扩展，将16个lane扩展成nX16个信号，由于每个标准的M.2硬盘接口需要4个PCIE信号来支持，因此就能满足同时支持多个M.2硬盘接口。

参见图2，为本实用新型实施例提供的M.2硬盘扩展卡板体布局的结构示意图，如图2所示，所述板体设置有多个M.2硬盘接口，多个所述M.2硬盘接口分别分布于所述板体的两侧，通过在板体的两个侧面均设置硬盘接口可以提高扩展卡的空间利用率。

本实用新型能够同时携带多个M.2硬盘接口型固态硬盘的扩展卡，支持标准PCIE协议的PCIE X16插槽将扩展卡与服务器主机进行互联，在扩展卡的两侧均添加多个M.2型接口连接器，能够充分利用空间，在最小的空间内安装最多的硬盘，同时也能在同一台服务器上增加更多相同的扩展卡，从而进一步提高服务器的存储容量。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。