硬盘背板、硬盘控制方法及服务器.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910235445.0 (22)申请日 2019.03.27 (71)申请人 郑州云海信息技术有限公司 地址 450018 河南省郑州市郑东新区心怡 路278号16层1601室 (72)发明人 王虹莉花苗 (74)专利代理机构 济南诚智商标专利事务所有 限公司 37105 代理人 王汝银 (51)Int.Cl. G06F 9/4401(2018.01) (54)发明名称 一种硬盘背板、 硬盘控制方法及服务器 (57)摘要 本发明涉及服务器技术领域， 提供一种硬盘 背板、 硬。

2、盘控制方法及服务器， 该硬盘背板包括 Expander板， Expander板通过级联连接器连接级 联盘位； 第一级联端通过电阻串联到侦测电源， 第二级联端用于级联硬盘， 复杂可编程逻辑器件 通过侦测第一级联端的电压变化判断级联盘位 的在位硬盘数； 复杂可编程逻辑器件与Expander 板通信连接， 用于将级联盘位的在位硬盘数发送 到Expander板， 以使Expander板根据级联盘位的 在位硬盘数对级联盘位和固有盘位进行排序。 实 现通过Expander板动态监控改配后硬盘数量， 并 对硬盘盘位进行排序管理， 有效提高了硬盘配置 的灵活性。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 1。

3、09976817 A 2019.07.05 CN 109976817 A 1.一种硬盘背板， 其特征在于， 包括Expander板， 所述Expander板设有若干个固有盘 位， 所述Expander板还通过级联连接器连接级联盘位； 所述级联连接器的第一级联端通过 电阻串联到侦测电源， 所述级联连接器的第二级联端用于级联硬盘， 所述第一级联端还与 所述复杂可编程逻辑器件电连接， 以使所述复杂可编程逻辑器件通过侦测第一级联端的电 压变化判断级联盘位的在位硬盘数； 所述复杂可编程逻辑器件与所述Expander板通信连接， 用于将所述级联盘位的在位硬 盘数发送到Expander板， 以使所述Expa。

4、nder板根据级联盘位的在位硬盘数对级联盘位和固 有盘位进行排序。 2.根据权利要求1所述的硬盘背板， 其特征在于， 还包括与所述级联盘位串联的电源开 关： 所述可编程逻辑器件用于当侦测到第一级联端的电压是第一阈值电压时， 关闭该第一 级联端所连接的电源开关， 以切断该第一级联端连接的硬盘供电； 当侦测到第一级联端的 电压是第二阈值电压时， 打开该第一级联端所连接的电源开关， 以向该第一级联端连接的 硬盘供电。 3.根据权利要求1或2所述的硬盘背板， 其特征在于， 还包括与所述固有盘位串联的电 源开关： 所述可编程逻辑器件用于当接收到固有盘位的空载信号时， 关闭该空载信号所对应固 有盘位的电源。

5、开关， 以切断该空载信号所对应固有盘位的硬盘供电； 当接收到固有盘位的在位信号时， 打开该在位信号所对应的电源开关， 以向该空载信 号对应的硬盘供电。 4.根据权利要求3所述的硬盘背板， 其特征在于， 所述电源开关串联于主板电源与硬盘 变压器之间。 5.根据权利要求1所述的硬盘背板， 其特征在于， 所述Expander板用于， 当接收到可编 程逻辑器件发送的在位硬盘数为N、 且固有硬盘盘位数为M时， 依次定义固有盘位为N+1、 N+ 2、 、 N+M， 其中N为整数， M为正整数。 6.一种基于权利要求1至5任一项所述的硬盘背板的硬盘控制方法， 其特征在于， 包括 下述步骤： 可编程逻辑器件根。

6、据第一级联端的电压变化判断级联盘位的在位硬盘数， 并将所述在 位硬盘数发送到Expander板； 所述Expander板根据所述在位硬盘数， 对级联盘位和固有盘位进行排序。 7.根据权利要求6所述的硬盘控制方法， 其特征在于， 所述可编程逻辑器件当侦测到第 一级联端的电压是第一阈值电压时， 关闭该第一级联端所连接的电源开关， 以切断该第一 级联端连接的硬盘供电； 当侦测到第一级联端的电压是第二阈值电压时， 打开该第一级联 端所连接的电源开关， 以向该第一级联端连接的硬盘供电。 8.根据权利要求6或7所述的硬盘控制方法， 其特征在于， 所述可编程逻辑器件当接收 到固有盘位的空载信号时， 关闭该空。

7、载信号所对应固有盘位的电源开关， 以切断该空载信 号所对应固有盘位的硬盘供电； 当接收到固有盘位的在位信号时， 打开该在位信号所对应的电源开关， 以向该空载信 号对应的硬盘供电。 权利要求书 1/2 页 2 CN 109976817 A 2 9.根据权利要求6所述的硬盘控制方法， 其特征在于， 所述Expander板当接收到可编程 逻辑器件发送的在位硬盘数为N、 且固有盘位数为M时， 依次定义硬盘盘位为N+1、 N+2、 、 N+M， 其中N为整数， M为正整数。 10.一种服务器， 其特征在于， 包括如权利要求1-5任一项所述的硬盘背板。 权利要求书 2/2 页 3 CN 109976817。

8、 A 3 一种硬盘背板、 硬盘控制方法及服务器 技术领域 0001 本发明属于服务器技术领域， 尤其涉及一种硬盘背板、 硬盘控制方法及服务器。 背景技术 0002 由于独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列(Redundant Arrays of Independent Drives， RAID)价格昂贵且端口有限， 在服务器存储配置中， 经常用到SAS Expander(英文： Serial Attached SCSI Expander， 中文： 串行SCSI扩展器)背板， 用来做SAS端口的扩展。 但 是发明人通过研究发现， Expander端口的排序是预先设置的， 当服务器改配或者连接方式 不。

9、同时， 就需要重新配置。 0003 因此如何提高硬盘配置灵活性， 是本领域技术人员亟需解决的技术问题。 发明内容 0004 针对现有技术中的缺陷， 本发明提供了一种硬盘背板、 硬盘控制方法及服务器， 用 于解决现有技术中硬盘配置灵活性差的问题。 0005 根据本发明的第一方面， 本发明实施例提供一种硬盘背板， 包括Expander板， 所述 Expander板设有若干个固有盘位， 所述Expander板还通过级联连接器连接级联盘位； 0006 所述级联连接器的第一级联端通过电阻串联到侦测电源， 所述级联连接器的第二 级联端用于级联硬盘， 所述第一级联端还与所述复杂可编程逻辑器件电连接， 以使所。

10、述复 杂可编程逻辑器件通过侦测第一级联端的电压变化判断级联盘位的在位硬盘数； 0007 所述复杂可编程逻辑器件与所述Expander板通信连接， 用于将所述级联盘位的在 位硬盘数发送到Expander板， 以使所述Expander板根据级联盘位的。 0008 在位硬盘数对级联盘位和固有盘位进行排序。 0009 可选地， 该硬盘背板还包括与所述级联盘位串联的电源开关： 0010 所述可编程逻辑器件用于当侦测到第一级联端的电压是第一阈值电压时， 关闭该 第一级联端所连接的电源开关， 以切断该第一级联端连接的硬盘供电； 当侦测到第一级联 端的电压是第二阈值电压时， 打开该第一级联端所连接的电源开关，。

11、 以向该第一级联端连 接的硬盘供电。 0011 可选地， 该硬盘背板还包括与所述固有盘位串联的电源开关： 0012 所述可编程逻辑器件用于当接收到固有盘位的空载信号时， 关闭该空载信号所对 应固有盘位的电源开关， 以切断该空载信号所对应固有盘位的硬盘供电； 0013 当接收到固有盘位的在位信号时， 打开该在位信号所对应的电源开关， 以向该空 载信号对应的硬盘供电。 0014 可选地， 所述电源开关串联于主板电源与硬盘变压器之间。 0015 可选地， 所述Expander板用于， 当接收到可编程逻辑器件发送的在位硬盘数为N、 且固有盘位数为M时， 依次定义固有盘位为N+1、 N+2、 、 N+M。

12、， 其中N为整数， M为正整数。 0016 根据本发明的第二方面， 本发明实施例还提供一种硬盘控制方法， 包括下述步骤： 说明书 1/5 页 4 CN 109976817 A 4 0017 可编程逻辑器件根据第一级联端的电压变化判断级联盘位的在位硬盘数， 并将所 述在位硬盘是发送到Expander板； 所述Expander板根据所述在位硬盘数， 对级联盘位和固 有盘位进行排序。 0018 可选地， 该方法还包括： 0019 所述可编程逻辑器件当侦测到第一级联端的电压是第一阈值电压时， 关闭该第一 级联端所连接的电源开关， 以切断该第一级联端连接的硬盘供电； 当侦测到第一级联端的 电压是第二阈值。

13、电压时， 打开该第一级联端所连接的电源开关， 以向该第一级联端连接的 硬盘供电。 0020 可选地， 该方法还包括： 0021 所述可编程逻辑器件当接收到固有盘位的空载信号时， 关闭该空载信号所对应固 有盘位的电源开关， 以切断该空载信号所对应固有盘位的硬盘供电； 0022 当接收到固有盘位的在位信号时， 打开该在位信号所对应的电源开关， 以向该空 载信号对应的硬盘供电。 0023 可选地， 该方法还包括， 所述Expander板当接收到可编程逻辑器件发送的在位硬 盘数为N、 且固有硬盘盘位数为M时， 依次定义硬盘盘位为N+1、 N+2、 、 N+M， 其中N为整数， M为正整数。 0024 。

14、根据本发明的第三方面， 本发明实施例还提供一种服务器， 包括上述实施例所描 述的硬盘背板。 0025 在本发明实施例中， 该硬盘背板包括Expander板， 所述Expander板设有若干个固 有盘位， 所述Expander板还通过级联连接器连接级联盘位； 所述级联连接器的第一级联端 通过电阻串联到侦测电源， 所述级联连接器的第二级联端用于级联硬盘， 所述第一级联端 还与所述复杂可编程逻辑器件电连接， 以使所述复杂可编程逻辑器件通过侦测第一级联端 的电压变化判断级联盘位的在位硬盘数； 所述复杂可编程逻辑器件与所述Expander板通信 连接， 用于将所述级联盘位的在位硬盘数发送到Expande。

15、r板， 以使所述Expander板根据级 联盘位的在位硬盘数对级联盘位和固有盘位进行排序。 这样Expander板能够动态监控改配 后硬盘数量， 并对硬盘盘位进行排序管理， 有效提高了硬盘配置的灵活性。 附图说明 0026 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案， 下面将对具体 实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。 在所有附图中， 类似的元件 或部分一般由类似的附图标记标识。 附图中， 各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。 0027 图1是本发明实施例提供的硬盘背板的结构示意图； 0028 图2是本发明实施例提供的硬盘控制方法的流程示意图； 0029 图。

16、3是本发明实施例提供的另一种硬盘控制方法的流程示意图； 0030 图4是本发明实施例提供的又一种硬盘控制方法的流程示意图。 具体实施方式 0031 下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。 以下实施例仅用于 更加清楚地说明本发明的、 技术方案， 因此只作为示例， 而不能以此来限制本发明的保护范 说明书 2/5 页 5 CN 109976817 A 5 围。 0032 图1示出了本发明提供的自适应硬盘背板的结构示意图， 为了便于说明， 图中仅给 出了与本发明实施例相关的部分。 0033 硬盘背板包括Expander板， 所述Expander板设有若干个固有盘位， 用于连接硬盘。 在。

17、具体实施时， 每一个硬盘槽位上可以设有一个接口连接器， 例如目前通常使用的SFF- 8680等， 每个接口连接器通过SASX1线与Expander板连接， 这样， 硬盘可以连接到所述接口 连接器， 从而实现访问。 0034 所述Expander板还通过级联连接器连接级联盘位， 在本发明实施例中， 以级联连 接器连接4个级联盘位为例进行详细说明。 0035 所述级联连接器的第一级联端可以包括Pin1、 Pin2、 Pin3和Pin4共4个级联端分别 对应4个级联盘位， 通过电阻R串联到侦测电源VCC， 当所述级联连接器的第二级联端的硬盘 在位时， 由于第二级联端接地， 会将相应的第一级联端的电压。

18、拉低， 而且该第一级联端还与 复杂可编程逻辑器件电连接， 这样复杂可编程逻辑器件能够通过侦测第一级联端的电压变 化判断级联盘位硬盘的在位数量。 具体地， 当复杂可编程逻辑器件侦测到第一级联端的电 压高于第一阈值电压时， 即高电压状态， 则表征硬盘不在位； 当复杂可编程逻辑器件侦测到 第一级联端的电压低于第二阈值电压时， 即低电压状态， 则表征硬盘在位。 0036 所述Expander板进一步可以通过GPIO(英文： General Purpose Input/Output， 中 文： 通用输入输出)线与复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device， C。

19、PLD)通信连接， 在本发明实施例中所述Expander板可以使用三个GPIO线与复杂可编程逻 辑器件相连接。 通过三个GPIO先线的高低电平状态表征级联盘位的在位情况， 参见表一： 0037 级联盘位在位数量GPIO 1GPIO 2GPIO 3 0000 1001 2010 3011 4100 0038 如表一所示， 可编程逻辑器件通过GPIO 1、 GPIO 2和GPIO 3三个GPIO线与 Expander板通信连接， 当GPIO 1、 GPIO 2和GPIO 3的信号分别为0， 0， 0)时表征级联盘位在 位数量为0， 0， 0， 1时表征级联盘位在位数量为1等。 0039 另外， 所。

20、有所述固有盘位的接口连接器和/或级联硬盘盘位可以与所述复杂可编 程逻辑器件连接， 首先， 对于级联硬盘盘位， 通过第一级联端电压变化， 可编程逻辑器件能 够判断级联盘位中的在位盘位。 而且， 接口连接器同样可以在侦测到硬盘在位时， 将向可编 程逻辑器件发送Present#信号， 在一示例性实施例中， 当Present#信号为1时为空载信号， 表征硬盘不在位， 当Present#信号为0时为在位信号， 表征硬盘在位。 通过上述配置， 可编程 逻辑器件能够监测到每个级联盘位和固有盘位的硬盘在位情况。 0040 为了进一步提高配置灵活性， 当某些硬盘需要进行断电时， 本发明实施例还提供 一种硬盘背板。

21、， 对每个盘位的电源供电进行控制， 而且， 由于非在位盘位的电气端口打开， 通过关闭非在位盘位的电源供应， 能够进步一节省能耗。 说明书 3/5 页 6 CN 109976817 A 6 0041 同样参见图1， 所有所述级联盘位和/或固有盘位与电源开关串联， 在本发明实施 例中， 该电源开关可以为EFUSE(中文： 电子熔丝)， 而且该电源开关可以串联在主板电源与 每个级联盘位和/或固有盘位之间， 从而实现电源开关对级联盘位和/或固有盘位的供电控 制。 在一优选的实施例中， 该电源开关可以串联在主板电源和硬盘变压器之间， 这样能够在 切断电源时减少更多器件待机功耗。 0042 在具体实施时，。

22、 所述复杂可编程逻辑器件获取所述级联盘位硬盘和固有盘位硬盘 的在位数量， 并输出PWR_EN#信号， 当PWR_EN#为0时控制打开相应盘位的EFUSE， 对相应盘位 的硬盘供电， 当PWR_EN#为1时控制关闭相应盘位的EFUSE， 对相应盘位的硬盘断电， 节省功 耗。 0043 另外， 为了进一步提高硬盘配置的灵活性， 在一示例性实施中， 可编程逻辑器件还 可以获取处理器的控制消息， 通过该控制消息选择打开或者关闭相应盘位的EFUSE， 更加灵 活配置系统中使用硬盘的数量， 从而进一步加强硬盘配置的灵活性。 0044 根据上述实施例的描述， 当可编程逻辑器件判断出级联盘位的在位硬盘数后， 。

23、可 以及时对固有盘位和级联盘位进行排序， 实现统一管理。 在一示例性实施例中， Expander卡 当接收到可编程逻辑器件发送的在位硬盘数为N、 且固有盘位数为M时， 依次定义固有盘位 为N+1、 N+2、 、 N+M， 其中N为整数， M为正整数以固有盘位数为12为例， 复杂可编程逻辑器 件对级联硬盘的在位检测时， 当侦测的信号为1时， 则表明所述Expander板的级联硬盘未连 接， 进一步地， Expander板的固有盘位的排序为1至12； 当侦测到的信号为0时， 级联硬盘的 在位数量为N， Expander板上的硬盘槽位的排列为N+1至N+12。 0045 需要说明的是， 上述固有盘位。

24、的排序可以根据接口连接器本身携带的物理标识的 顺序或者根据Expander板接口顺序进行排序， 上述级联盘位的顺序可以根据级联连接器端 口顺序进行排序， 在本发明实施例中不做限定。 当然， 上述Expander板以及复杂可编程逻辑 器件还包括其他结构部件， 在此不再赘述。 0046 图2示出了本发明提供的硬盘控制方法的流程示意图， 其具体包括下述步骤： 0047 步骤S101： 可编程逻辑器件根据第一级联端的电压变化判断级联盘位的在位硬盘 数， 并将所述在位硬盘是发送到Expander板； 0048 步骤S102： 所述Expander板根据所述在位硬盘数， 对级联盘位和固有盘位进行排 序。 。

25、0049 在一示例性实施例中， 所述Expander板当接收到可编程逻辑器件发送的在位硬盘 数为N、 且固有盘位数为M时， 依次定义硬盘盘位为N+1、 N+2、 、 N+M， 其中N为整数， M为正 整数。 0050 参见图3， 是本发明实施例提供的另一种硬盘控制方法的流程示意图， 在图2所示 方法的基础上， 该方法包括： 0051 步骤S201： 所述可编程逻辑器件当侦测到第一级联端的电压是第一阈值电压时， 关闭该第一级联端所连接的电源开关， 以切断该第一级联端连接的硬盘供电； 0052 步骤S202： 当侦测到第一级联端的电压是第二阈值电压时， 打开该第一级联端所 连接的电源开关， 以向该。

26、第一级联端连接的硬盘供电。 0053 参见图4， 是本发明实施例提供的又一种硬盘控制方法的流程示意图， 如图4所示， 在上述实施例基础上， 该方法还包括： 说明书 4/5 页 7 CN 109976817 A 7 0054 步骤S301： 所述可编程逻辑器件当接收到固有盘位的空载信号时， 关闭该空载信 号所对应固有盘位的电源开关， 以切断该空载信号所对应固有盘位的硬盘供电； 0055 步骤S302： 当接收到固有盘位的在位信号时， 打开该在位信号所对应的电源开关， 以向该空载信号对应的硬盘供电。 0056 在本发明实施例中， 硬盘背板包括Expander板， Expander板通过三根GPIO。

27、线与复 杂可编程逻辑器件交互连接， 所有硬盘槽位的Present#信号均与所述复杂可编程逻辑器件 连接， 所有硬盘槽位的Power信号分别通过对应的EFUSE隔离后与复杂可编程逻辑器件连 接； 复杂可编程逻辑器件获取级联槽位硬盘和硬盘槽位硬盘的在位数量， 并输出PWR_EN#信 号， 控制打开或关闭每一个硬盘槽位对应的EFUSE， Expander板用于根据级联槽位硬盘在位 数量， 对所有硬盘槽位进行排序， 从而实现级联硬盘和硬盘槽位在位硬盘的数量侦测， 减少 板卡数量， 降低研发和运维成本， 而且根据级联硬盘在位数量对硬盘槽位进行排序， 同时也 实现对应硬盘上下电控制， 节省功耗。 0057。

28、 本发明实施例还提供一种服务器， 包括上述实施例所描述的硬盘背板， 可以用于 实现上述方法实施例所描述的硬盘控制方法， 具有相同的技术效果， 在此不再赘述。 0058 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制； 尽管参照前述各实 施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解： 其依然可以对前述各 实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换； 而 这些修改或者替换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围， 其 均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。 说明书 5/5 页 8 CN 109976817 A 8 图1 说明书附图 1/2 页 9 CN 109976817 A 9 图2 图3 图4 说明书附图 2/2 页 10 CN 109976817 A 10 。