基于ROC架構(gòu)的SAS RAID卡硬件設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機服務(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/獨立磁盤冗余陣列)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，小型計算機系統(tǒng)接口)，即串行SCSI)為下一代主流的存儲接口，因此進行SAS RAID卡的研究和設(shè)計，對于掌握服務(wù)器存儲子系統(tǒng)的核心技術(shù)，提高產(chǎn)品的差異化，提升產(chǎn)品的核心競爭力和降低成本有著重要的現(xiàn)實意義。 本論文是以浪潮集團高效能服務(wù)器和存儲技術(shù)國家重點實驗室承擔(dān)的國家863計劃課題“浪潮高性能服務(wù)器”為背景，該項目是為

3、了解決隨需擴展、高速通訊、集中管理與控制、遠程監(jiān)控等應(yīng)用的諸多技術(shù)難題，同時也是為我國研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能服務(wù)器打下堅實的基礎(chǔ)，提高產(chǎn)品的差異化和競爭力，進一步縮小同歐美技術(shù)強國的差距，并且大幅度的降低成本。本文的目的是設(shè)計一種基于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、PCB實現(xiàn)、調(diào)試和測試等等，這是本系統(tǒng)的“靈魂”所在。在設(shè)計過程中，提出了SAS RAID卡的最優(yōu)設(shè)計方案，對DDR2內(nèi)存工作原理、PCI Express協(xié)議、SAS協(xié)議、核心控制芯片進行了深入的分析和研究，對高速信號的PCB實現(xiàn)、信號完整性的測試進行了深入的理解和應(yīng)用，并對SAS RAID卡總結(jié)出一套完整有效的測試

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