一種嵌入式大容量網絡存儲控制模塊制造技術

本實用新型專利技術公開了一種嵌入式大容量網絡存儲控制模塊，其特征是，它包括主控制器板模塊、VPX接口模塊和電源模塊；所述主控制器模塊與VPX接口模塊雙向通信；所述電源模塊與VPX接口模塊雙向通信；所述主控制器板模塊包括嵌入式處理器、內存、運算加速器芯片、單閃存、雙網卡、CPLD/RTC芯片、PCIE轉SATA2硬盤組模塊，VPX接口模塊連接網絡。它具有運行可靠、小體積、低功耗，數據讀寫速度快、硬盤接口多、網卡熱備份等特點，有效保證了數據原始性和完整性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種嵌入式大容量網絡存儲控制模塊
本技術涉及網絡信息
，尤其涉及一種嵌入式大容量網絡存儲控制模 塊。
技術介紹
隨著網絡技術和計算機技術的飛速發展，全球數字化浪潮帶來了數字信息的爆炸 性增長。作為傳統主要存儲設備的磁盤已經無法完全滿足企業和政府的重要部門在信息化 過程中積累的大量數據對存儲空間和數據安全性的要求了。基于現有的硬盤技術，磁盤性 能很難有大幅度提高，硬盤存儲在數據安全性上也有很大問題。日趨成熟的網絡存儲技術 (Network StorageTechnologies)可以很好的彌補傳統磁盤存儲技術的不足,在數據存儲 空間、數據安全性等方面尤為突出。網絡存儲技術中使用到的相關技術和協議主要包括SCS1、RAID、iSCSI以及光纖 通信。SCSI支持高速、可靠的數據存儲；RAID標準改進了磁盤性能和磁盤容錯能力；光纖通 信支持相互連接的存儲設備高速通信(可以達到10Gbps);iSCSI技術支持通過IP網絡實現 存儲設備間雙向的數據傳輸，可以使SCSI連接中的數據連續化。通過iSCSI，網絡存儲器應 用于包含IP的任何位置。在網絡存儲領域，目前國內商用市場上的網絡存儲系統大都采用x86等成熟的硬 件平臺和商業化操作系統，價格昂貴，知識產權受保護。基于x86的網絡存儲系統因為體積 大、功耗高、對環境要求較高，不適于一些部署空間小、環境惡劣、對系統濕熱性能要求較高 和需要經常移動的應用場合。對于部署空間小、環境惡劣、對系統濕熱性能要求較高和需要經常移動的應用場 合，只有大容量、小體積、低功耗、容錯能力高、性能高且穩定的嵌入式網絡存儲系統才能滿 足需求。嵌入式網絡存儲控制模塊是嵌入式網絡存儲系統最重要的組成部分，嵌入式網絡 存儲控制模塊的好壞直接決定嵌入式網絡存儲系統性能優劣。目前。用于嵌入式網絡存儲 系統的控制模塊存在這些技術問題(I)需要存儲海量數據且部署空間小，存儲系統安裝空間有限，控制模塊應在體積 限制下擁有足夠多的硬盤接口；(2)環境惡劣，存儲系統和控制模塊有可能損壞，丟失數據，所以要求存儲系統和 控制模塊具有較高的穩定性；(3)應用環境惡劣，對網絡的穩定性要求高，系統控制模塊應具備網卡熱備份的功(4)濕熱性能要求較高，系統控制模塊必須具備低功耗的特點；(5)存儲控制模塊需要很快的數據寫入速度，防止在應用場合設備配置和網絡拓 撲結構下產生擁塞，導致數據不完整；(6)數據保護水平，故障恢復能力和服務連續性必須滿足應用場合工作模式要 求；(7)存儲數據遭篡改導致不能提供原始數據；(8)協議不兼容，數據訪問帶寬不足。因此，嵌入式網絡存儲控制模塊的設計，應該綜合考慮存儲容量、功耗、體積、讀寫 速度、數據冗余、數據安全、數據訪問等多方面的因素。
技術實現思路
本技術的目的就是為了解決上述問題，提供適用于部署空間小、環境惡劣、對 系統濕熱性能要求較高和需要經常移動的應用場合的一種嵌入式大容量網絡存儲控制模 塊，它具有運行可靠、小體積、低功耗，數據讀寫速度快、硬盤接口多、網卡熱備份等特點，有 效保證了數據原始性和完整性。為了實現上述目的，本技術采用如下技術方案一種嵌入式大容量網絡存儲控制模塊，它包括主控制器板模塊、VPX接口模塊和 電源模塊；所述主控制器模塊與VPX接口模塊雙向通信；所述電源模塊與VPX接口模塊雙 向通信；所述主控制器板模塊包括嵌入式處理器、內存、運算加速器芯片、單閃存、雙網卡、 CPLD/RTC芯片、PCIE轉SATA2硬盤組模塊，VPX接口模塊連接網絡。所述嵌入式處理器采用Freescale公司的QorIQ P2系列P2020，使用32位雙e500 內核主頻可達1200MHz，采用45nm集成電路。所述嵌入式處理器外接SATA控制器和SATA2 橋芯片實現一個PCIE接口掛載多個SATA硬盤，多個硬盤組成RAID0/1/5/6型磁盤陣列，實 現大容量網絡數據記錄存儲。所述內存采用IGB DDR2內存。所述運算加速器為P2020芯片片內集成，用于加密運算和冗余校驗運算。[0021 ] 所述單閃存采用128MB/16位Nor Falsh單閃存，128MB的單閃存采用芯片 S29GL01TFIR1，用于部署網絡存儲控制模塊的軟件系統，包括引導加載程序、嵌入式Linux 操作系統和jffs2文件系統，通過嵌入式Linux操作系統和相關協議實現NAS和IP-SAN混 合支持。所述雙網卡都采用RGMII接口，采用10/100/1000portVSC8641XK0-03網卡芯片， 用于實現千兆以太網穩定可靠的訪問大容量磁盤陣列，實現數據存儲、共享和恢復。所述RTC芯片用于實現時鐘同步；所述CPLD芯片用于實現B碼對時，測溫芯片監 測系統溫度。所述PCIE轉SATA2硬盤組模塊集成在主控制器板模塊上；SATA控制器芯片采用 88SE9125B1, SATA橋芯片采用88SM4140C1，一個PCIE接口掛載8個SATA2硬盤，數據傳輸 速度最高可達到6GB/sec ;所述PCIE轉SATA2硬盤組模塊共使用2個PCIE接口，掛載16個 SATA2硬盤，支持最大容量32TB。所述電源模塊支持直流220V和交流220V兩種供電模式；電源模塊使用交流電壓 220V頻率50Hz和直流電壓220V雙電源供電。所述VPX接口模塊是指符合VPX標準的VPX規范接口。VPX標準又稱VITA 46基 礎標準，由VITA46. O (基礎協議)和VITA46.1 (VME連接)描述。VPX標準采用高速串行總 線傳輸數據，理論合計帶寬為8GB/sec，適用本模塊中PCIE轉SATA2硬盤組模塊所要求的帶 寬；VPX標準允許IGBE和10GBE接口通過背板路由，具有很大的網絡帶寬。VPX接口模塊引出的接口包括2個千兆以太網接口、16個SATA接口，I個USB2. O接口和2個RS232串口。 支持3U和6U兩種尺寸規范。在使用時，主控制器板模塊通過VPX接口連接網絡，磁盤陣列管理軟件將PCIE轉 SATA硬盤組模塊構建成RAID0/1/5/6型磁盤陣列。網絡中的其他設備通過主控制器板模塊 中的兩個千兆以太網口訪問磁盤陣列中的數據。本技術的有益效果是采用嵌入式系統技術，具有體積小、功耗低、可靠性高、噪聲小的特點，實測功耗小 于30W，噪聲可以忽略，在無風扇的情況下可以安全連續運行至少5000小時。采用PCIE轉SATA2硬盤組的結構，相比于傳統的單對單的PCIE與SATA接口連接 方式，在掛接相同數量硬盤的情況下，可以顯著的縮小布局體積和提高數據傳輸速率。采用高可靠的VPX標準結構，提高了數據傳輸速度，可以滿足SATA2雙向傳輸，改 善了散熱條件、提高了抗振動沖擊能力、符合電磁兼容性要求，采用2mm密度的針孔連接 器，具有氣密性、防腐性，進一步提高了可靠性，并增加了負載能力。磁盤陣列管理軟件采用的冗余策略支持不超過允許損壞數量的磁盤損壞時的數 據恢復，自動故障硬盤檢測，不停機更換硬盤，不停機擴充存儲系統容量，提高了數據保護 水平，故障恢復能力和服務連續性，可以滿足應用場合中裝置不停機工作模式。采用數據防篡改策略對報文數據進行處理，保證數據原始性和完整性。基于NAS和IPSAN的多協本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種嵌入式大容量網絡存儲控制模塊，其特征是，它包括主控制器板模塊、VPX接口模塊和電源模塊；所述主控制器模塊與VPX接口模塊雙向通信；所述電源模塊與VPX接口模塊雙向通信；所述主控制器板模塊包括嵌入式處理器、內存、運算加速器芯片、單閃存、雙網卡、CPLD/RTC芯片、PCIE轉SATA2硬盤組模塊，VPX接口模塊連接網絡。

【技術特征摘要】
1.一種嵌入式大容量網絡存儲控制模塊，其特征是，它包括主控制器板模塊、VPX接口模塊和電源模塊；所述主控制器模塊與VPX接口模塊雙向通信；所述電源模塊與VPX接口模塊雙向通信；所述主控制器板模塊包括嵌入式處理器、內存、運算加速器芯片、單閃存、雙網卡、CPLD/RTC芯片、PCIE轉SATA2硬盤組模塊，VPX接口模塊連接網絡。2.如權利要求1所述的一種嵌入式大容量網絡存儲控制模塊，其特征是，所述嵌入式處理器采用Freescale公司的QorIQ P2系列P2020，使用32位雙e500內核主頻達1200MHz，采用45nm集成電路。3.如權利要求1或2所述的一種嵌入式大容量網絡存儲控制模塊，其特征是，所述嵌入式處理器外接SATA控制器和SATA2橋芯片實現一個PCIE接口掛載多個SATA硬盤，多個硬盤組成RAID0/1/5/6型磁盤陣列。4.如權利要求1所述的一種嵌入式大容量網絡存儲控制模塊，其特征是，所述內存采用IGB DDR2內存。5.如權利要求1所述的一種嵌入式大容量網絡存儲控制模塊，其特征是...

【專利技術屬性】
技術研發人員：侯萌，鐘曉珍，李占有，李慶華，
申請(專利權)人：濟南邁越信息科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：