一种硬盘转换控制器的制作方法

1.本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种硬盘转换控制器。


背景技术：

2.目前普通固态硬盘的主流接口为m.2。m.2接口能够同时支持高速串行计算机扩展总线标准(peripheral component interconnect express，pci
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e)通道以及串行高级技术附件(serial advanced technology attachment，sata)，其中前者在提高速度方面更轻松一些，理论带宽10gbps，可以说它也突破了sata接口理论传输瓶颈。如今的m.2接口全面转向pci
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e 3.0x4通道，理论带宽达到了32gbps，相比以往水准提升了很多，这也让固态硬盘(solid state disk，ssd)性能潜力大幅提升。另外，该接口固态硬盘还支持非易失性存储系统(non
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volatile memory host controller interface specification，nvme)标准，和现在的高级主机控制器接口(advanced host controller interface，ahci)比较起来，通过新的nvme标准接入的ssd，在性能提升方面非常明显。
3.在当下大数据传输的普及下，数据传输的可靠性越来越重要。而采用m.2接口的传统硬盘在数据传输发生中断后，无法实现数据传输的连续性，直接影响数据传输的效率。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种硬盘转换控制器，以解决传统硬盘在数据传输发生中断后，无法实现数据传输的连续性，直接影响数据传输的效率的问题。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种硬盘转换控制器，包括：
6.控制器芯片、第一接口和第二接口，所述第一接口用于连接至少两个主机，所述第二接口用于连接硬盘，所述控制器芯片包括第一连接模块、第二连接模块、第三连接模块、内存模块和处理器；其中，所述第一连接模块和第二连接模块为与所述第一接口连接的pcied模块，所述第三连接模块与第二接口连接的pcieh模块，所述第一连接模块、第二连接模块和第三连接模块均分别与内存模块和处理器连接。
7.由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过转换控制器两端设置第一接口和第二接口，所述第一接口用于连接至少两个主机，所述第二接口用于连接硬盘，控制器芯片包括第一连接模块、第二连接模块、第三连接模块、内存模块和处理器；其中，所述第一连接模块和第二连接模块为与所述第一接口连接的pcied模块，所述第三连接模块与第二接口连接的pcieh模块，所述第一连接模块、第二连接模块和第三连接模块均分别与内存模块和处理器连接。通过本申请实施例，实现了将普通硬盘转换为具有双活功能的硬盘，提升了数据传输的高可靠性和传输效率。
附图说明
8.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
9.图1为本发明实施例提供的硬盘转换控制器的一种结构示意图；
10.图2为本发明实施例提供的硬盘转换系统的一种结构示意图；
11.图3为本发明实施例提供的硬盘转换系统的另一种结构示意图；
12.图4为本发明实施例提供的硬盘转换系统的另一种结构示意图。
具体实施方式
13.本发明实施例提供了一种硬盘转换控制器。
14.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
15.小型计算机系统接口(small computer system interface，scsi)设备是第一个使用两个物理连接实现双活功能的设备。随着串行连接的scsi(serial attached scsi，sas)的出现，通过一个物理连接来实现双端口连接成为可能。由于双端口允许数据从两个端口独立传输，因此该技术可以为任何一条数据路径提供容错。
16.随着nvme ssd技术的飞速发展，u.2双活技术在企业级存储系统中的应用也成为必然，由于其在高性能高可靠性上的优势，有着更为广阔的前景及市场。
17.u.2接口技术允许两个主机系统可以同时使用双端口访问同一存储系统。如果在一条数据路径丢失时发生系统故障或电源丢失，可用的数据路径将继续运行，对业务连续无影响，对qos的影响达到最小。但u.2接口硬盘价格过高，且主流硬盘依然采用m.2硬盘。
18.如图1所示，本发明实施例提供一种硬盘转换控制器100，所述转换控制器包括：
19.控制器芯片101、第一接口102和第二接口103，所述第一接口102用于连接至少两个主机，所述第二接口103用于连接硬盘，所述控制器芯片101包括第一连接模块1011、第二连接模块1012、第三连接模块1013、内存模块1014和处理器1015；其中，所述第一连接模块1011和第二连接模块1012为与所述第一接口102连接的pcied模块，所述第三连接模块1013与第二接口103连接的pcieh模块，所述第一连接模块1011、第二连接模块1012和第三连接模块1013均分别与内存模块1014和处理器1015连接。
20.进一步地，所述第一接口102为u.2接口，具体可以为u.2金手指接口。通过u.2接口可以同时连接两个主机，允许两个主机系统同时访问第二接口103连接的硬盘，从而避免单个主机因为系统故障，导致的数据路径的丢失。
21.进一步地，所述第二接口103为m.2接口、sas接口或sata接口等。根据接口类型的不同，所述第二接口103可分别用于连接m.2硬盘、sata硬盘和sas硬盘等。
22.进一步地，所述第一连接模块1011和第二连接模块1012分别为二通道pcied模块(pciedx2)和四通道pcied模块(pciedx4)。两个模块底层连接到第一接口上。
23.进一步地，所述第三连接模块1013为四通道pcieh模块(pciehx4)。
24.由于在两端接口之间存在数据转换，需要在第一连接模块1011、第二连接模1012
与第三连接模块1013之间建立数据通道，在本申请实施例中，由内存模块1014和处理器(cpu)1015搭建。其中，所述内存模块1014可以为静态随机存取存储器(static random access memory，sram)。两端接口的连接模块间的数据及命令解析转换都通过固件(firmware，fw)进行操作。具体可以理解为控制器驱动。在通过转换控制器100将一个硬盘连接到主机上，需要主机端驱动，同时也会需要固件驱动。两端一致，互相认证后，才能做数据存储。主机端驱动在主机系统中，固件驱动在硬盘中。
25.因为pcie模块采用高速接口，数据通道需要有高速总线进行连接。进一步地，第一连接模块1011、第二连接模块1012和第三连接模块1013均采用axi4总线与所述内存模块连接，以保证数据的高速传输。
26.由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过转换控制器两端设置第一接口和第二接口，所述第一接口用于连接至少两个主机，所述第二接口用于连接硬盘，控制器芯片包括第一连接模块、第二连接模块、第三连接模块、内存模块和处理器；其中，所述第一连接模块和第二连接模块为与所述第一接口连接的pcied模块，所述第三连接模块与第二接口连接的pcieh模块，所述第一连接模块、第二连接模块和第三连接模块均分别与内存模块和处理器连接。通过本申请实施例，实现了将普通硬盘转换为具有双活功能的硬盘，提升了数据传输的高可靠性和传输效率。
27.基于上述实施例，通过本申请实施例的转换控制器在连接普通硬盘时，该硬盘可至少实现以下功能。
28.在一种实施方式中，如图2所示，在与所述第一接口102连接的两个主机同时访问的情况下，同时开启第一连接模块1011和第二连接模块1012，其中，所述第二连接模块1012开启两个通道。具体地，在u.2接口同时连接到第一主机104和第二主机105，m.2接口连接硬盘106的情况下，第二连接模块1012pciedx4将开启其中的两个通道，与第一连接模块1011pciedx2，分别连接两个第一主机104和第二主机105。由处理器进行数据命令解析，整合命令发送给第三连接模块1013pciehx4。从而实现了两端pcie 4通道(lane)的性能。
29.在另一种实施方式中，如图3所示，当与第一接口1011连接的两个主机一端故障时，即第一主机104出现故障时，与第二主机105连接的pcied模块仍旧可以正常工作，从而保证数据链路不间断连接。这种情况下，主机端只能用单个pcied 2个lane。
30.在另一种实施方式中，如图4所示，在与所述第一接口102连接一个主机的情况下，开启四通道的第二连接模块1012。由于第一接口102仅连接了一个主机，即第一主机104，此时，将第一主机连接第二连接模块1012pciedx4。从而可保证主机端性能不变，维持pcie 4lane的高速运转。
31.由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过转换控制器使硬盘能够根据实际的需要实现包括双活功能在内的多种功能，从而提高了硬盘使用时的灵活性。
32.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实
现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
33.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
34.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
35.在一个典型的配置中，电子设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
36.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
37.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd
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rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
38.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
39.本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
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rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
40.以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。