基于ROC架構(gòu)的SAS RAID卡硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)服務(wù)器行業(yè)的迅速發(fā)展，技術(shù)的更新日益頻繁，客戶的應(yīng)用也越來越廣泛，特別是近年來，傳統(tǒng)行業(yè)信息化建設(shè)、互聯(lián)網(wǎng)、信息安全和航天事業(yè)等等的迅速發(fā)展，對(duì)服務(wù)器產(chǎn)品提出了更高的要求：性能更高、安全性更好、可靠性和穩(wěn)定性更有保障。RAID(RedundantArray of Inexpensive/Independent Disks，即廉價(jià)/獨(dú)立磁盤冗余陣列)卡作為服務(wù)器產(chǎn)品中的關(guān)鍵部件，對(duì)以上方面的優(yōu)化起著至關(guān)重要的作用。SAS(Ser

2、ialAttached SCSI(SCSI-Small Computer System Interface，小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)，即串行SCSI)為下一代主流的存儲(chǔ)接口，因此進(jìn)行SAS RAID卡的研究和設(shè)計(jì)，對(duì)于掌握服務(wù)器存儲(chǔ)子系統(tǒng)的核心技術(shù)，提高產(chǎn)品的差異化，提升產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力和降低成本有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本論文是以浪潮集團(tuán)高效能服務(wù)器和存儲(chǔ)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的國(guó)家863計(jì)劃課題“浪潮高性能服務(wù)器”為背景，該項(xiàng)目是為

3、了解決隨需擴(kuò)展、高速通訊、集中管理與控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控等應(yīng)用的諸多技術(shù)難題，同時(shí)也是為我國(guó)研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能服務(wù)器打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高產(chǎn)品的差異化和競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)一步縮小同歐美技術(shù)強(qiáng)國(guó)的差距，并且大幅度的降低成本。本文的目的是設(shè)計(jì)一種基于ROC(RAID on Chip，即芯片集成RAID)架構(gòu)的SAS RAID卡，使其來滿足高性能服務(wù)器的高速通訊，并且進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。 論文采用“模塊化”設(shè)計(jì)思路，將系統(tǒng)硬件分

4、解為內(nèi)存模塊、PCI Express模塊、SAS模塊和電源模塊四個(gè)主要部分，這是本系統(tǒng)的“骨架”所在；各模塊的原理圖設(shè)計(jì)、PCB實(shí)現(xiàn)、調(diào)試和測(cè)試等等，這是本系統(tǒng)的“靈魂”所在。在設(shè)計(jì)過程中，提出了SAS RAID卡的最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，對(duì)DDR2內(nèi)存工作原理、PCI Express協(xié)議、SAS協(xié)議、核心控制芯片進(jìn)行了深入的分析和研究，對(duì)高速信號(hào)的PCB實(shí)現(xiàn)、信號(hào)完整性的測(cè)試進(jìn)行了深入的理解和應(yīng)用，并對(duì)SAS RAID卡總結(jié)出一套完整有效的測(cè)試

5、方法。 本文首先對(duì)RAID技術(shù)、RAID的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，結(jié)合技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，提出基于ROC架構(gòu)的SAS RAID卡的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)方案，對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分進(jìn)行了分析和硬件原理圖設(shè)計(jì)，如內(nèi)存、PCI Express、SAS和電源等主要模塊。 論文接下來對(duì)SAS RAID卡的PCB設(shè)計(jì)，從元器件的布局、各子系統(tǒng)高速信號(hào)布線的原則等方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，其中內(nèi)存PCB設(shè)計(jì)是最重要的部分。隨后對(duì)調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了歸