板载表贴存储硬盘及板载表贴存储硬盘的设计方法与流程

本申请涉及计算机应用，例如涉及一种板载表贴存储硬盘及板载表贴存储硬盘的设计方法。

背景技术：

1、目前市场上主要存在hhid和ssd两种形式的硬盘。hhd为机械硬盘即是传统普通硬盘，主要由盘片、磁头、盘片转轴及控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部分组成；ssd(solid state drives)为固态硬盘，用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元(flash芯片、dram芯片)等组成。

2、随着产品功能、性能的不断提升，加固设备对高集成度和高可靠性要求也越来越高，传统外置机械硬盘、电子盘存储虽可满足产品存储功能要求，但板面积占用大且依靠接插件、线缆及外力固定，抗振动冲击能力较差，振动冲击试验后，经常出现无法找到硬盘、无法进入系统现象，对产品的功能使用造成严重影响。

3、在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

4、传统的机械硬盘通过机械部件实现，读写速度较慢，耗能较多，一旦出现翻转倾斜的现象，便会影响正常使用，抗震抗摔能力较差，使用寿命较短。

5、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

2、本公开实施例提供了一种板载表贴存储硬盘，以解决传统外置机械硬盘、电子盘，可靠性低、抗振动冲击能力差，振动冲击试验后，无法找到硬盘、无法进入系统等计算机应用技术问题。

3、在一些实施例中，所述板载表贴存储硬盘以通用密集型计算刀片作为技术验证平台，以x86架构e5 v4服务器平台作为核心处理器，搭配pch桥片，选用佰维128gb satanandrive嵌入式闪存固态硬盘芯片，采用单路sata信号连接处理器与sata芯片，所述计算刀片采用标准6u vpx架构，所述密集型计算刀片系统架构主要包括：

4、cpu单元，主要用于实现高速数据计算功能；

5、存储单元，主要实现板载加固存储功能；

6、管理单元，主要实现本模块的健康信息管理、板卡运行状态信息监视；

7、接口单元，主要用于完成数据的内外部互联。

8、可选的，所述sata nandr ive嵌入式闪存固态硬盘芯片上设置有sats接口，且sats接口引出的tx-引脚、tx+引脚、rx-引脚、rx+引脚与主板上的sata芯片的sata接口引出的tx-引脚、tx+引脚、rx-引脚、rx+引脚对应连接，且所述sata nandr ive嵌入式闪存固态硬盘芯片外部设置有频率为25mhz的外部时钟并预留有用于调试的串口，所述sata nandrive嵌入式闪存固态硬盘芯片焊接到主板上端。

9、可选的，所述sata nandr ive嵌入式闪存固态硬盘芯片内部集成了sata控制器和nand闪存，且采用小尺寸多芯片封装，所述sata控制器通过sata接口与sata芯片相连接，所述sata控制器通过快闪记忆卡与nand闪存相连接，所述sata芯片与sata控制器的交换带宽为3.0或3.5gbps。

10、可选的，所述sata nandr ive嵌入式闪存固态硬盘芯片的引脚相同，各容量产品拥有相同的引脚设计并向下兼容，简化了存储硬盘电路板的设计，且所述sata nandr ive存储芯片采用小尺寸bga封装，具备sata硬盘驱动器功能，数据传输稳定可靠，集成度高，利于板载设计，对板面积极度紧张的高密度计算刀片来说，可节省空间，缓解板卡布局。

11、可选的，所述sata nandr ive嵌入式闪存固态硬盘芯片外设置有供电模块、复位模块和时钟模块。

12、可选的，所述nand闪存到sata芯片的持续读取速度为110mb/sec，所述sata芯片到nand闪存的持续写入速度为60mb/sec。

13、在一些实施例中，一种板载表贴存储硬盘的设计方法，包括以下步骤：

14、s1.硬盘选择，

15、选择适合设计需求的硬盘；

16、s2.电路板设计，

17、根据硬盘的尺寸和接口规格，设计电路板，并考虑硬盘与其他组件的布局和连接关系，且在电路板上确定一个合适的位置来安装存储硬盘，以配合硬盘的尺寸大小和连接接口类型；

18、s3.连接接口，

19、将硬盘与电路板进行连接，选择合适的接口类型并进行正确的电路板布局；

20、s4.供电管理，

21、在考虑功耗管理和节能策略的基础上，为硬盘提供稳定的电源供应确保为硬盘提供稳定的电源供应；

22、s5.控制器和接口，

23、选择适当的硬盘控制器芯片，使处理器或主控芯片的接口通信连接；

24、s6.驱动程序和固件配置，

25、开发适当的驱动程序和固件，使硬盘能够正确地被识别、配置和访问；

26、s7.散热和保护，

27、考虑到硬盘的散热和保护措施，确保工作温度在安全范围内，并防止硬盘的物理损坏；

28、s8.测试和验证，

29、对设计的硬盘进行测试和验证，确保硬盘可靠地工作，并符合设计规格和性能要求。

30、可选的，所述步骤s7中还需要设计适当的固定和保护措施，确保存储硬盘在使用过程中不会受到外部冲击或损坏，且考虑存储硬盘的热管理，确保它能够在高负载情况下保持正常的工作温度。

31、本公开实施例提供的板载表贴存储硬盘，可以实现以下技术效果：

32、本发明提供了一种板载表贴存储硬盘，该硬盘采用128gb sata nandrive嵌入式闪存固态硬盘芯片，单路sata信号与处理器sata控制器互联，芯片外围仅需进行3种供电、复位、时钟等基本原理设计，且外围电路设计简单、通用性强，实现了存储硬盘的完全板载表贴设计，与传统存储方案相比，大大提高了板卡集成度与数据传输的可靠性，该硬盘采用完全板载表贴设计将芯片、电路、元器件等全部内置在一块小型化的pcb板上，实现高度集成，降低了空间占用和系统复杂度，板载设计可以通过优化布局和线路设置等方法有效提升电路的抗干扰能力，减少外界噪声对系统的影响，从而提高系统的稳定性和可靠性。

33、以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

技术特征：

1.一种板载表贴存储硬盘，其特征在于，所述存储硬盘以通用密集型计算刀片作为技术验证平台，以x86架构e5 v4服务器平台作为核心处理器，搭配pch桥片，选用佰维128gbsatanandrive嵌入式闪存固态硬盘芯片，采用单路sata信号连接处理器与sata芯片，所述计算刀片采用标准6u vpx架构，所述密集型计算刀片系统架构主要包括：

2.根据权利要求1所述的板载表贴存储硬盘，其特征在于，所述sata nandrive嵌入式闪存固态硬盘芯片上设置有sats接口，且sats接口引出的tx-引脚、tx+引脚、rx-引脚、rx+引脚与主板上的sata芯片的sata接口引出的tx-引脚、tx+引脚、rx-引脚、rx+引脚对应连接，且所述sata nandrive嵌入式闪存固态硬盘芯片外部设置有频率为25mhz的外部时钟并预留有用于调试的串口，所述satanandrive嵌入式闪存固态硬盘芯片焊接到主板上端。

3.根据权利要求1所述的板载表贴存储硬盘，其特征在于，所述sata nandrive嵌入式闪存固态硬盘芯片内部集成有sata控制器和nand闪存，所述sata控制器通过sata接口与sata芯片相连接，所述sata控制器通过快闪记忆卡与nand闪存相连接。

4.根据权利要求1所述的板载表贴存储硬盘，其特征在于，所述sata nandrive嵌入式闪存固态硬盘芯片的引脚相同，且所述satanandrive存储芯片采用小尺寸bga封装。

5.根据权利要求1所述的板载表贴存储硬盘，其特征在于，所述sata nandrive嵌入式闪存固态硬盘芯片外设置有供电模块、复位模块和时钟模块。

6.根据权利要求1所述的板载表贴存储硬盘，其特征在于，所述nand闪存到sata芯片的持续读取速度为110mb/sec，所述sata芯片到nand闪存的持续写入速度为60mb/sec。

7.一种板载表贴存储硬盘的设计方法，其特征在于，用于如权利要求1至6任一项所述的板载表贴存储硬盘，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的板载表贴存储硬盘的设计方法，其特征在于，所述步骤s7中还需要设计适当的固定和保护措施，确保存储硬盘在使用过程中不会受到外部冲击或损坏，且考虑存储硬盘的热管理，确保它能够在高负载情况下保持正常的工作温度。

技术总结本申请涉及计算机应用技术领域，公开一种板载表贴存储硬盘，所述存储硬盘以通用密集型计算刀片作为技术验证平台，以X86架构E5V4服务器平台作为核心处理器，搭配PCH桥片，选用佰维128GB SATA NANDrive嵌入式闪存固态硬盘芯片，采用单路SATA信号连接处理器与SATA芯片，所述计算刀片设计符合ANSI/VITA 65‑2010：SLT6‑PAY‑4F1Q2U2T‑10.2.1标准，采用标准6U VPX架构。本发明中，该硬盘采用完全板载表贴设计将芯片、电路、元器件等全部内置在一块小型化的PCB板上，实现高度集成，降低了空间占用和系统复杂度，板载设计可以通过优化布局和线路设置等方法有效提升电路的抗干扰能力，减少外界噪声对系统的影响，从而提高系统的稳定性和可靠性。本申请还涉及一种板载表贴存储硬盘的设计方法。技术研发人员：宋凯华,朱忠客,冯磊受保护的技术使用者：西安超越申泰信息科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15