基于ROC架構的SAS RAID卡硬件設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機服務器行業(yè)的迅速發(fā)展，技術的更新日益頻繁，客戶的應用也越來越廣泛，特別是近年來，傳統(tǒng)行業(yè)信息化建設、互聯(lián)網、信息安全和航天事業(yè)等等的迅速發(fā)展，對服務器產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)卡作為服務器產品中的關鍵部件，對以上方面的優(yōu)化起著至關重要的作用。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卡的研究和設計，對于掌握服務器存儲子系統(tǒng)的核心技術，提高產品的差異化，提升產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器和存儲技術國家重點實驗室承擔的國家863計劃課題“浪潮高性能服務器”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)控等應用的諸多技術難題，同時也是為我國研制具有自主知識產權的高性能服務器打下堅實的基礎，提高產品的差異化和競爭力，進一步縮小同歐美技術強國的差距，并且大幅度的降低成本。本文的目的是設計一種基于ROC(RAID on Chip，即芯片集成RAID)架構的SAS RAID卡，使其來滿足高性能服務器的高速通訊，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”設計思路，將系統(tǒng)硬件分

4、解為內存模塊、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；各模塊的原理圖設計、PCB實現(xiàn)、調試和測試等等，這是本系統(tǒng)的“靈魂”所在。在設計過程中，提出了SAS RAID卡的最優(yōu)設計方案，對DDR2內存工作原理、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用，并對SAS RAID卡總結出一套完整有效的測試

5、方法。 本文首先對RAID技術、RAID的發(fā)展現(xiàn)狀進行了闡述，結合技術的發(fā)展趨勢，提出基于ROC架構的SAS RAID卡的設計方案。根據方案，對系統(tǒng)的各個組成部分進行了分析和硬件原理圖設計，如內存、PCI Express、SAS和電源等主要模塊。 論文接下來對SAS RAID卡的PCB設計，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，其中內存PCB設計是最重要的部分。隨后對調試階段發(fā)現(xiàn)的問題進行了歸