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一种基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统

阅读：339发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于PCIe Switch的RSSD 大容量存储系统，包括：设置于主板的第一CPU和第二CPU，第一PCIE Switch卡、第二PCIE Switch卡、第三PCIE Switch卡，和，设置于第一背板的若干个RSSD盘，设置于第二背板的若干个RSSD盘；第一CPU分别与第一PCIE Switch卡、第二PCIE Switch卡上行端口连接，所述第二CPU与第三PCIE Switch卡的上行端口连接；第一PCIE Switch卡的下行端口与设置于第一背板的部分RSSD盘连接，第三PCIE Switch卡的下行端口与设置于第二背板的部分RSSD盘连接，第二PCIE Switch卡的下行端口分别与设置于第一背板的剩余RSSD盘、设置于第二背板的剩余RSSD盘连接。，下面是一种基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统，其特征是，包括：设置于主板的第一CPU和第二CPU，第一PCIE Switch卡、第二PCIE Switch卡、第三PCIE Switch卡，和，设置于第一背板的若干个RSSD盘，设置于第二背板的若干个RSSD盘；
所述第一CPU分别与第一PCIE Switch卡、第二PCIE Switch卡上行端口连接，所述第二CPU与第三PCIE Switch卡的上行端口连接；所述第一PCIE Switch卡的下行端口与设置于第一背板的部分RSSD盘连接，所述第三PCIE Switch卡的下行端口与设置于第二背板的部分RSSD盘连接，所述第二PCIE Switch卡的下行端口分别与设置于第一背板的剩余RSSD盘、设置于第二背板的剩余RSSD盘连接。
2.如权利要求1所述的基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统，其特征是，所述第一背板与第二背板分别与CPLD连接，所述CPLD与状态指示灯组连接，控制状态指示灯组的亮灭；所述CPLD还与背板指示单元连接，所述背板指示单元输出端为低电平，CPLD识别为第一背板，背板指示单元的输出端为高电平，CPLD识别为第二背板。
3.如权利要求2所述的基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统，其特征是，所述第一CPU与第一riser卡的前端PCIE端口连接，第一riser卡的第一后端PCIE端口与第一PCIE Switch卡连接，第一riser卡的第二后端PCIE端口与第二PCIE Switch卡连接。
4.如权利要求3所述的基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统，其特征是，所述第二CPU与第二riser卡的前端PCIE端口连接，第二riser卡的第一后端PCIE端口与第三PCIE Switch卡连接。
5.如权利要求4所述的基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统，其特征是，所述第一PCIE Switch卡的下行端口与设置于第一背板的盘号为1-23的RSSD盘连接；所述第二PCIE Switch卡的下行端口与设置于第一背板的盘号为24-29的RSSD盘连接。
6.如权利要求4所述的基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统，其特征是，所述第三PCIE Switch卡的下行端口与设置于第二背板的盘号为6-29的RSSD盘连接；所述第二PCIE Switch卡的下行端口与设置于第二背板的盘号为0-5的RSSD盘连接。

说明书全文

一种基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统

技术领域

[0001] 本发明涉及服务器系统设计技术领域，尤其是一种基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统。

背景技术

[0002] 在服务器系统中，主板及不同类型的子卡搭配在一起，共同搭配实现系统的各个功能；在主板及子卡端，一般使用PCIe高速总线完成高速信号的传输。PCIe属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备分配独享通道带宽，不共享总线带宽，主要支持主动电源管理，错误报告，端对端的可靠性传输，热插拔以及服务质量(QOS)等功能。

[0003] PCIe作为高速总线，不同带宽下可以达到不同的速率，PCIe Switch芯片作为常用的带宽扩展控制器，能够实现上下行PCIe通道扩展，以满足更多的下行设备。

[0004] Ruler是Intel打造的全新固态硬盘的代号，它是专为服务器数据中心打造，号称可以在1U空间内提供1PB(1000TB)的惊人容量；Ruler SSD设计参照PCIe协议进行，带宽为x4，可以降带宽使用。

[0005] 现有的技术方案中，由于带宽限制，无法直连支持多盘位SSD，而基于PCIe Switch的RSSD设计不够系统，无法实现更多盘位的存储设计。具体问题如下：

[0006] 1、直连硬盘数量受限，无法实现更大的存储空间；

[0007] 2、基于PCIe Switch的RSSD设计不够系统，PCIe Switch卡混搭背板时存在兼容及背板管理问题；

[0008] 3、2张背板使用同一CPLD FW版本时，存在无法区分问题。

发明内容

[0009] 本发明的目的是提供一种基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统，解决多盘位RSSD的系统设计问题。

[0010] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

[0011] 一种基于PCIe Switch的RSSD大容量存储系统，包括：设置于主板的第一CPU和第二CPU，第一PCIE Switch卡、第二PCIE Switch卡、第三PCIE Switch卡，和，设置于第一背板的若干个RSSD盘，设置于第二背板的若干个RSSD盘；

[0012] 所述第一CPU分别与第一PCIE Switch卡、第二PCIE Switch卡上行端口连接，所述第二CPU与第三PCIE Switch卡的上行端口连接；所述第一PCIE Switch卡的下行端口与设置于第一背板的部分RSSD盘连接，所述第三PCIE Switch卡的下行端口与设置于第二背板的部分RSSD盘连接，所述第二PCIE Switch卡的下行端口分别与设置于第一背板的剩余RSSD盘、设置于第二背板的剩余RSSD盘连接。

[0013] 优选地，所述第一背板与第二背板分别与CPLD连接，所述CPLD与状态指示灯组连接，控制状态指示灯组的亮灭；所述CPLD还与背板指示单元连接，所述背板指示单元输出端为低电平，CPLD识别为第一背板，背板指示单元的输出端为高电平，CPLD识别为第二背板。

[0014] 优选地，所述第一CPU与第一riser卡的前端PCIE端口连接，第一riser卡的第一后端PCIE端口与第一PCIE Switch卡连接，第一riser卡的第二后端PCIE端口与第二PCIE Switch卡连接。

[0015] 优选地，所述第二CPU与第二riser卡的前端PCIE端口连接，第二riser卡的第一后端PCIE端口与第三PCIE Switch卡连接。

[0016] 优选地，所述第一PCIE Switch卡的下行端口与设置于第一背板的盘号为1-23的RSSD盘连接；所述第二PCIE Switch卡的下行端口与设置于第一背板的盘号为24-29的RSSD盘连接。

[0017] 优选地，所述第三PCIE Switch卡的下行端口与设置于第二背板的盘号为6-29的RSSD盘连接；所述第二PCIE Switch卡的下行端口与设置于第二背板的盘号为0-5的RSSD盘连接。

[0018] 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：

[0019] 本发明提出一种基于PCIe Switch的RSSD系统设计方案，实现通过PCIe Switch扩展PCIe、支持60盘位的大容量存储系统设计，有效保证盘序正确、硬盘状态管理及状态指示灯正常点亮，有效增大了存储容量、降低了成本。本发明中，点灯信息是PCIe Switch芯片通过带内解析出来，提供给背板CPLD用于点灯。带内解析不需要判断CPU VMD的状态，降低了CPLD的代码复杂程度。附图说明

[0020] 图1是本发明系统实施例连接示意图。

具体实施方式

[0021] 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。

[0022] 如图1所示，本发明通过主板、Riser卡、3张PCIe Switch卡及2张30盘背板实现，Riser卡的数量由主板PCIe扩展方式及带宽数决定。主板上的PCIe资源通过riser卡转接为PCIe标准槽，PCIe Switch卡为标卡形态，本发明中使用的PCIe Switch卡为上行x16带宽，下行x48带宽，本发明中使用的RSSD为x2带宽，因此，1张PCIe Switch卡最多可扩展出x48带宽，支持24个x2带宽的RSSD。本发明为60盘RSSD的系统设计，使用2张背板管理，1张背板支持30盘，因此，60盘位需要3张PCIe Switch卡支持。

[0023] 为了控制硬盘盘序，PCIe Switch卡1和2连接在CPU0扩展出的槽位上，盘位在前，PCIe Switch卡3连接在CPU1扩展出的槽位上，盘位在后。在PCIe Switch卡后端，PCIe Switch卡1连接背板1的0-23盘，PCIe Switch卡2连接背板1的24-29和背板2的0-5盘，PCIe Switch卡3连接背板2的6-29盘。为了控制盘序，两张背板上的硬盘顺序有所差异，背板1的前24盘来自1个PCIe Switch卡，背板2的后24盘来自1个PCIe Switch卡。

[0024] 背板的设计要点在于硬盘状态管理及指示灯显示，通用方案是在背板上通过CPLD实现背板状态监控及点灯，常见的led有active/locate/error灯。通用的直连背板点灯是通过Intel CPU直出的VPP I2C实现，VPP I2C为串行数据，其中含有多个盘位的信息，背板上CPLD的核心功能是解析VPP I2C，将对应盘位的信息解析出来，点亮硬盘指示灯。直连下CPLD需要优先判断CPU VMD的状态，使能时才会点灯，关闭时忽略点灯信息。

[0025] 在本发明的系统设计方案中，主板上CPU直出的VPP I2C不需要连接，由于PCIe Switch扩展，扩展后的下行lane无法与CPU的PCIe port逐一对应，因此，本发明中，点灯信息是PCIe Switch芯片通过带内解析出来，提供给背板CPLD用于点灯。在本发明的方案中，带内解析不需要判断CPU VMD的状态，降低了CPLD的代码复杂程度。在背板1和背板2共用CPLD的情况下，为区分两块背板及不同的VPP I2C信号，本发明在背板上使用Jumper通知CPLD，Jumper设置为0时，对应背板1，设置为1时，对应背板2。

[0026] 本发明提出一种基于PCIe Switch的RSSD系统设计方案，实现通过PCIe Switch扩展PCIe、支持60盘位的大容量存储系统设计，有效保证盘序正确、硬盘状态管理及状态指示灯正常点亮，有效增大了存储容量、降低了成本。

[0027] 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，所属领域技术人员应该明白，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。

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