本發(fā)明涉及一種硬盤通道擴展裝置，屬于計算機存儲系統(tǒng)的硬件技術領域。

背景技術：

如圖1所示，現有的大容量存儲系統(tǒng)一般基于HBA(Host Bus Adapter，主機總線適配器)+EXPANDER(擴展器)方案實現硬盤通道的擴展，以實現存儲容量的擴展。

HBA的PCIE總線接口通道一般是X8，傳輸速率為8Gb/s，帶寬為64Gb/s，HBA與EXPANDER互聯(lián)的SAS通道為X4、傳輸速率為12Gb/s，帶寬為48Gb/s，HDD(Hard Disk Drive，硬盤)的傳輸速率一般為120MB/s，約0.96Gb/S。若充分利用HBA+EXPANDER方案提供的帶寬，一個EXPANDER上需要掛40多塊硬盤，成本極高。然而，對于絕大部分存儲服務器應用，一般要求存儲容量性能穩(wěn)定可靠，對數據的傳輸速率并無過高的要求；且，存儲設備一般是通過千兆、萬兆網絡接口掛在網上，四塊硬盤的帶寬之和即可覆蓋大部分應用場景。

因此，現有的高性能HBA+EXPANDER方案，對于一般的存儲服務器應用場景，不僅成本較高，且資源利用率低，且該技術方案目前處于技術壟斷階段，無法得到推廣應用。

技術實現要素：

鑒于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠根據需要擴展存儲容量，且性能穩(wěn)定、可靠，成本較低的硬盤通道擴展裝置。

一種硬盤通道擴展裝置，包括主機總線適配器、CPLD芯片、多級級聯(lián)的SERDES器件，

CPU通過主機總線適配器、多級級聯(lián)的SERDES器件與若干硬盤相連接，主機總線適配器的控制信號輸出端與CPLD芯片的信號輸入端相連接，CPLD芯片的控制信號輸出端與各SERDES器件的開關控制端相連接，CPLD芯片根據主機總線適配器的硬盤編號信號，向相應硬盤對應連接的各SERDES器件發(fā)送開關信號，使得相應硬盤與主機總線適配器之間建立數據通道。

進一步的，

擴展的硬盤數量為：H＝P*2ⁿ，其中：P為所述主機總線適配器與SERDES器件連接的端口數，n為所述SERDES器件的級聯(lián)數。

所述CPU與主機總線適配器通過PCIE總線接口相連接，所述主機總線適配器與第一級SERDES器件之間、相鄰兩級SERDES器件之間、最后一級SERDES器件與硬盤之間均通過高速串行接口相連接，所述主機總線適配器與CPLD芯片通過GPIO接口相連接。

所述主機總線適配器與第一級SERDES器件之間、相鄰兩級SERDES器件之間、最后一級SERDES器件與硬盤之間傳輸SAS/SATA協(xié)議數據。

所述主機總線適配器根據所述CPU的控制命令獲取系統(tǒng)要訪問的硬盤，將要訪問的硬盤編號發(fā)送至所述CPLD芯片，所述CPLD芯片根據相應的硬盤編號，打開與該硬盤對應連接的各SERDES器件的開關，該硬盤通過所述主機總線適配器與CPU之間建立數據鏈路。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

本發(fā)明的硬盤通道擴展裝置，利用現有的少通道、低成本HBA芯片，通過CPLD芯片切換控制多級級聯(lián)的SERDES器件，管理多塊硬盤，建立相應的硬盤與主機之間的數據通道，可根據實際需要靈活擴展若干硬盤，存儲容量性能穩(wěn)定、可靠，成本可控，適于推廣應用。

附圖說明

圖1是現有的大容量存儲系統(tǒng)中基于HBA+EXPANDER方案實現的硬盤通道擴展裝置結構示意圖。

圖2是本發(fā)明的硬盤通道擴展裝置的結構示意圖，顯示2級SERDES級聯(lián)、16塊硬盤的擴展裝置。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖2所示，本發(fā)明公開的硬盤通道擴展裝置，包括HBA芯片、CPLD(Complex Programmable Logic Device，可編程邏輯器件)芯片、多級SERDES(SERializer串行器/DESerializer解串器)器件，CPU通過HBA芯片、多級SERDES器件與若干硬盤相連接，CPLD芯片與各SERDES器件相連接，根據HBA芯片的控制信息切換控制相應的SERDES器件，使得相應的硬盤與CPU之間建立數據通道。

具體的說，CPU與HBA芯片通過PCIE總線接口相連接，HBA芯片與第一級SERDES器件通過高速串行接口相連接，相鄰兩級SERDES器件之間通過高速串行接口相連接，最后一級SERDES器件與硬盤之間通過高速串行接口相連接，HBA芯片與第一級SERDES器件之間、相鄰兩級SERDES器件之間、最后一級SERDES器件與硬盤之間傳輸SAS/SATA協(xié)議數據；

HBA芯片與CPLD芯片通過GPIO接口相連接，CPLD芯片的控制信號輸出端與各個SERDES器件的開關控制端相連接，HBA芯片根據CPU的控制命令獲取系統(tǒng)要訪問的硬盤，將要訪問的硬盤編號發(fā)送至CPLD芯片，CPLD芯片根據相應的硬盤編號，打開與該硬盤對應連接的各SERDES器件的開關，該硬盤通過HBA芯片與CPU之間建立起一條數據鏈路。

本發(fā)明中，可以根據需要級聯(lián)多級SERDES器件，擴展多塊硬盤，可擴展的硬盤數量計算公式如下：

H＝P*2ⁿ

其中：P為HBA芯片的端口數，n為SERDES器件的級聯(lián)數。

例如，如圖2所示，HBA芯片的端口數(高速串行接口)為四個，兩級級聯(lián)SERDES器件，HBA芯片級聯(lián)第一級四個SERDES器件，第一級的四個SERDES器件各連接兩個SERDES器件，第二級共八個SERDES器件，第二級的八個SERDES器件各連接兩塊硬盤，即，兩級級聯(lián)的SERDES器件共連接16塊硬盤。

CPLD芯片對于各硬盤的切換控制信號如表1所示：

表1

結合圖2與表1所示，S0、S1、S2、S3分別對應HBA芯片的四個端口；舉例說明，當CPLD芯片向第一級的第一個(按從上至下排列)SERDES器件發(fā)送低電平信號(CH(0)＝0)、向第二級的第一個SERDES器件發(fā)送低電平信號(CL(0)＝0)時，HBA的S0端口與硬盤HDD1之間建立數據連接；當CPLD芯片向第一級的第二個SERDES器件發(fā)送低電平信號(CH(1)＝0)、向第二級的第三個SERDES器件發(fā)送高電平信號(CL(2)＝1)時，HBA的S1端口與硬盤HDD6之間建立數據連接；當CPLD芯片向第一級的第三個SERDES器件發(fā)送高電平信號(CH(2)＝1)、向第二級的第六個SERDES器件發(fā)送高電平信號(CL(5)＝1)時，HBA的S2端口與硬盤HDD12之間建立數據連接；當CPLD芯片向第一級的第四個SERDES器件發(fā)送高電平信號(CH(3)＝1)、向第二級的第八個SERDES器件發(fā)送低電平信號(CL(7)＝0)時，HBA的S3端口與硬盤HDD15之間建立數據連接。

所述SERDES器件可以采用PERICOM公司的PI2DBS6212等高速模擬切換器。

以上所述是本發(fā)明的較佳實施例及其所運用的技術原理，對于本領域的技術人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護范圍之內。