增强服务器硬盘兼容性的背板设计系统和参数调优方法与流程

本发明属于服务器硬盘背板设计技术领域，特别涉及增强服务器硬盘兼容性的背板设计系统和参数调优方法。

背景技术：

伴随云计算、大数据技术的快速发展，当前社会的信息化、智能化趋势日益加快，服务器作为信息化系统的核心设备，对数据处理速度及存储容量要求越来越高。市场上对大容量存储服务器的需求不断增多，硬盘背板作为服务器进行硬盘扩展的重要组成部分，是主板和硬盘进行数据交互的传输介质，对整个链路的稳定性和可靠性起到决定性作用。服务器主板与硬盘背板多通过线缆连接，但受限于结构限制和走线美观要求，存在主板到硬盘背板的线缆长度较长导致信号衰减严重的问题，为了保证硬盘性能，需在背板上放置redriver芯片或者在主板和硬盘背板间增加redriver卡，实现高速信号增强的功能。但是现有方案板卡采用固定的redriver芯片固件，针对不同应用场景的复用性差，且未考虑硬盘和线缆个体间的差异及老化问题，没有达到最优的参数匹配效果。

如图1给出了现有技术中硬盘背板设计结构示意图，在硬盘背板上放置redriver芯片(信号增强模块)或者是在主板和硬盘背板间增加redriver卡(信号增强模块)，实现高速信号增强的功能。redriver芯片通过外挂eeprom来存放固件，通过实际调试来确定redriver芯片的各通道参数，生成最终的固件烧写版本用于后续板卡生产。现有方案板卡采用固定的redriver芯片固件，针对不同应用场景的复用性差，且未考虑硬盘和线缆个体间的差异及老化问题，没有达到最优的参数匹配效果。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了增强服务器硬盘兼容性的背板设计系统和参数调优方法，实现对每个硬盘通道的信号强度进行最优匹配的功能，解决了适配硬盘和线缆个体间差异及老化的问题，软硬件架构简单易行，可实现性高，成本低廉。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

增强服务器硬盘兼容性的背板设计系统，包括主板、硬盘背板、以及位于所述硬盘背板上的可编程逻辑芯片和信号增强模块；

所述信号增强模块分别通过i2c信号与可编辑逻辑芯片以及主板上基板管理控制器互相通信；所述可编辑逻辑芯片用于保存硬盘所在硬盘背板以及信号增强模块通道与硬盘位置的对应关系信息；所述基板管理控制器获取所述对应关系信息，并对整机下的硬盘进行参数调优，将调优后的参数值作为信号增强模块对应通道的最终设置数值。

进一步的，所述基板管理控制器获取所述对应关系信息，并对整机下的硬盘进行参数调优之前还包括：在硬盘背板测试中，通过实际测试和波形对比确定信号增强模块的一组默认参数值。

进一步的，所述基板管理控制器获取所述对应关系信息，并对整机下的硬盘进行参数调优的过程为：

使用所述默认参数值对硬盘进行性能测试；

基于所述默认参数值向上和向下各取n组数值，并针对每组数值执行m次硬盘测试；测试完成后对m次测试数据取平均值x；

对平均值x进行排序，获取最大的平均值x以及对应的目标参数值；所述目标参数值作为信号增强模块对应通道的最终设置数值。

进一步的，所述主板包括cpu、平台控制中心、基板管理控制器和若干主板连接器；

所述cpu通过pcie信号连接第一主板连接器；所述平台控制中心通过sas信号或者sata信号连接第二主板连接器；所述基板管理控制器通过i2c信号连接第三主板连接器。

进一步的，所述硬盘背板包括可编辑逻辑芯片、2个信号增强模块、若干硬盘背板连接器和若干通信接口；

所述可编辑逻辑芯片分别通过i2c信号连接第三硬盘背板连接器、第一信号增加模块和第二信号增强模块；

所述第一信号增强模块还分别通过pcie信号连接第一硬盘背板连接器和第一通信接口；

所述第二信号增强模块还分别通过sas信号或者sata信号连接第二硬盘背板连接器和第二通信接口。

进一步的，所述第一主板连接器与第一硬盘背板连接器通信连接；所述第二主板连接器与第二硬盘背板连接器通信连接；所述第三主板连接器与第三硬盘背板连接器通信连接。

进一步的，所述硬盘背板类型包括pcie硬盘背板、sas硬盘背板和sata硬盘背板。

增强服务器硬盘兼容性的背板参数调优方法，是基于增强服务器硬盘兼容性的背板设计系统实现的，包括以下步骤:

在硬盘背板测试中，通过实际测试和波形对比确定信号增强模块的一组默认参数值；

使用所述默认参数值对硬盘进行性能测试；

基于所述默认参数值向上和向下各取n组数值，并针对每组数值执行m次硬盘测试；测试完成后对m次测试数据取平均值x；

对平均值x进行排序，获取最大的平均值x以及对应的目标参数值。

进一步的，所述方法还包括将所述目标参数值作为信号增强模块对应通道的最终设置数值。

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：

本发明提出了增强服务器硬盘兼容性的背板设计系统和参数调优方法，包括主板、硬盘背板、以及位于硬盘背板上的可编程逻辑芯片和信号增强模块；信号增强模块分别通过i2c信号与可编辑逻辑芯片以及主板上基板管理控制器互相通信；可编辑逻辑芯片用于保存硬盘所在硬盘背板以及信号增强模块通道与硬盘位置的对应关系信息；基板管理控制器获取对应关系信息，并对整机下的硬盘进行参数调优，将调优后的参数值作为信号增强模块对应通道的最终设置数值。基于本发明提出的增强服务器硬盘兼容性的背板设计系统，还提出了增强服务器硬盘兼容性的背板参数调优方法，该方法包括在硬盘背板测试中，通过实际测试和波形对比确定信号增强模块的一组默认参数值；使用默认参数值对硬盘进行性能测试；基于默认参数值向上和向下各取n组数值，并针对每组数值执行m次硬盘测试；测试完成后对m次测试数据取平均值x，将目标参数值作为信号增强模块对应通道的最终设置数值。本发明将背板上存放信号增强模块固件的eeprom去除，改为bmc通过i2c总线设置信号增强模块的各通道参数。在系统下配合硬盘性能测试功能进行参数调优工作，通过对比不同参数时的硬盘性能测试数据来确定该通道的最优参数取值，实现对每个硬盘通道的信号强度进行最优匹配的功能。本发明实现对每个硬盘通道的信号强度进行最优匹配的功能，解决了适配硬盘和线缆个体间差异及老化的问题，软硬件架构简单易行，可实现性高，成本低廉。

本发明在现有技术方案的基础上省去一个eeprom，降低成本，节省了pcb布局空间。无需板载信号增强模块固件，适用于多种应用场景，增强背板复用性。结合系统下的硬盘性能测试功能，通过i2c灵活配置信号增强模块各通道参数，适配最优参数，提高信号质量。针对硬盘及线缆长时间使用出现老化的应用场景，可通过手动校准功能进行参数优化。

附图说明

如图1为现有技术中服务器硬盘背板设计结构示意图；

如图2为本发明实施例1增强服务器硬盘兼容性的背板设计系统结构示意图；

如图3为本发明实施例2增强服务器硬盘兼容性的背板参数调优方法流程图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

实施例1

本发明实施例1提出了增强服务器硬盘兼容性的背板设计系统，该系统包括主板、硬盘背板、以及位于硬盘背板上的可编程逻辑芯片和信号增强模块。

信号增强模块分别通过i2c信号与可编辑逻辑芯片以及主板上基板管理控制器互相通信；可编辑逻辑芯片用于保存硬盘所在硬盘背板以及信号增强模块通道与硬盘位置的对应关系信息；基板管理控制器获取对应关系信息，并对整机下的硬盘进行参数调优，将调优后的参数值作为信号增强模块对应通道的最终设置数值。

如图2为本发明实施例1增强服务器硬盘兼容性的背板设计系统结构示意图。

主板包括cpu、平台控制中心、基板管理控制器和若干主板连接器；cpu通过pcie信号连接第一主板连接器；平台控制中心通过sas信号或者sata信号连接第二主板连接器；基板管理控制器通过i2c信号连接第三主板连接器。

硬盘背板包括可编辑逻辑芯片、2个信号增强模块、若干硬盘背板连接器和若干通信接口；可编辑逻辑芯片分别通过i2c信号连接第三硬盘背板连接器、第一信号增加模块和第二信号增强模块；第一信号增强模块还分别通过pcie信号连接第一硬盘背板连接器和第一通信接口；第二信号增强模块还分别通过sas信号或者sata信号连接第二硬盘背板连接器和第二通信接口。

第一主板连接器与第一硬盘背板连接器通信连接；第二主板连接器与第二硬盘背板连接器通信连接；第三主板连接器与第三硬盘背板连接器通信连接。

本发明中信号增强模块采用redriver芯片，本发明中信号增强模块不局限于实施例1中列出的redriver芯片。

基板管理控制器(bmc)通过i2c总线设置redriver芯片的各通道参数，无需使用外部的eeprom进行固件存放。可编辑逻辑芯片(cpld)作为从设备挂载到同一i2c总线下，其内部保存着背板redriver芯片通道和硬盘位置对应关系，基板管理控制器(bmc)通过i2c总线与背板可编辑逻辑芯片(cpld)进行数据交互，读取背板上redriver芯片相关信息。系统下可以通过基板管理控制器(bmc)获取到整机中某一硬盘所在背板以及背板上对应的redriver芯片通道

首先在参数调优之前，在硬盘背板测试中，通过实际测试和波形对比确定信号增强模块的一组默认参数值。在系统下配合硬盘性能测试功能对参数设置的正确性的进行验证。

基板管理控制器获取对应关系信息，并对整机下的硬盘进行参数调优的过程为：使用默认参数值对硬盘进行性能测试。基于默认参数值向上和向下各取n组数值，并针对每组数值执行m次硬盘测试；测试完成后对m次测试数据取平均值x。对平均值x进行排序，获取最大的平均值x以及对应的目标参数值；目标参数值作为信号增强模块对应通道的最终设置数值。

m、n取值越大则调优效果越精确，但调优过程花费时间会相应加长，可根据实际情况进行折中选择。

本发明适用于pcie、sas、sata硬盘背板类型，以及接expander卡及raid卡的应用场景。

本发明在现有技术方案的基础上省去一个eeprom，降低成本，节省了pcb布局空间。在现有方案的基础上将redriver芯片的固件eeprom去除，作为从设备挂载到bmc的i2c总线下，仅需很小的改动即可。

redriver芯片选型参考背板类型(pcie、sas、sata)、传输速率及硬盘数量，另外需保证redriver芯片的每个通道参数单独可调。

实施例2

基于本发明提出的增强服务器硬盘兼容性的背板设计系统，本发明还提出了增强服务器硬盘兼容性的背板参数调优方法。系统包括但不限于以下三种情况进行硬盘通道参数调优工作。第一、硬盘在相应背板接口初次使用。第二、对应背板接口的硬盘型号发生更换。第三、bmc界面下设置硬盘通道校准按钮，可手动选择硬盘通道后执行校准动作。

如图3为本发明实施例2增强服务器硬盘兼容性的背板参数调优方法流程图。

在步骤s301中，开始处理该流程。

在步骤s302中，对整机下的某一硬盘通道执行参数调优工作。

在步骤s303中，通过bmc获取硬盘所在背板及redriver芯片对应通道。

在步骤s304中，在硬盘背板测试中，通过实际测试和波形对比确定信号增强模块的一组默认参数值。在系统下配合硬盘性能测试功能对参数设置的正确性的进行验证。使用默认参数值进行硬盘性能测试m次，测试完成后对m次测试数据取平均值x1。

在步骤s305中，对默认参数值向上和向下各取n组数值，并针对每组数值执行m次硬盘测试，分别记录平均值xn。

在步骤s306中，将最大平均值xnmax对应的参数值作为redriver芯片的最终设置数据。

在步骤s307中，整个流程结束。

本发明实现对每个硬盘通道的信号强度进行最优匹配的功能，解决了适配硬盘和线缆个体间差异及老化的问题，软硬件架构简单易行，可实现性高，成本低廉。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。