一种硬盘地址的控制电路及其控制方法与流程

本发明涉及电路技术领域，尤其是一种硬盘地址的控制电路及其控制方法。

背景技术：

目前，在存储设备上，当按照接口对硬盘分类时，包括SAS(Serial Attached SCSI(Small Computer System Interface)，串行连接小型计算机系统接口)硬盘和SATA(Serial ATA，串行ATA，ATA(AT Attachment)表示AT计算机的附加设备)硬盘(即串口硬盘)。为了提高可靠性，通常会在存储设备内部署两个CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，这两个CPU都外接有SAS控制器，两个CPU分别通过各自的SAS控制器以及共用的无源背板，访问该背板外挂的硬盘，即通过两个SAS控制器访问该背板外挂的硬盘。

如图1所示，为背板外挂SAS硬盘的示意图，对于SAS硬盘来说，其通常包括两个端口，一个端口由SAS控制器1访问，另一个端口由SAS控制器2访问。如图2所示，为背板外挂SATA硬盘的示意图，对于SATA硬盘来说，其通常只包括一个端口，而SAS控制器1和SAS控制器2均可以访问该端口。如图1和图2所示，在背板与SAS硬盘/SATA硬盘之间，还可以包括一个硬盘转接板，并通过该硬盘转接板实现对SAS硬盘/SATA硬盘的供电功能。如图2所示，还可以在硬盘转接板内部署一个SAS转SATA协议的转换芯片，以使SAS控制器1和SAS控制器2通过转换芯片访问该SATA硬盘的端口。

技术实现要素：

本发明提供一种硬盘地址的控制电路，所述控制电路包括：有源背板、多个硬盘转接板、与所述多个硬盘转接板分别连接的SATA硬盘；其中：

各硬盘转接板均通过自身的第一串口接入到有源背板的槽位上，且不同的第一串口接入到不同槽位上；所述有源背板能够为各硬盘转接板提供电源；

所述有源背板包括复杂可编程逻辑器件CPLD；所述CPLD，用于确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板，获取所述硬盘转接板的硬盘地址，通过有源背板与所述硬盘转接板之间的连接通路，将所述硬盘地址写入到所述硬盘转接板。

所述各硬盘转接板均通过自身的第一串口接入到所述有源背板的槽位是指：针对每个硬盘转接板，所述硬盘转接板的第一串口的两根信号线被接入到SAS连接器上，且所述SAS连接器被插入到所述有源背板的槽位上。

在CPLD确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板后，通过有源背板为当前待写入硬盘地址的硬盘转接板提供电源，且拒绝为其它硬盘转接板提供电源。

所述CPLD，具体用于在确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板的过程中，检测按键按钮被按下的次数，并基于预先配置的次数与硬盘转接板的映射关系，将所述次数对应的硬盘转接板确定为当前待写入硬盘地址的硬盘转接板。

所述有源背板还外接有PC，且所述PC通过自身的第二串口连接到所述有源背板；所述有源背板还包括串口电平转换模块；所述串口电平转换模块，用于接收来自所述PC的硬盘地址，并将所述硬盘地址输出给所述CPLD，由所述CPLD接收所述硬盘地址；其中，所述硬盘地址是所述硬盘转接板的硬盘地址。

所述串口电平转换模块，具体用于在接收来自所述PC的硬盘地址，并将所述硬盘地址输出给所述CPLD的过程中，接收来自所述PC的第一电平，并将所述第一电平转换为第二电平，并将所述第二电平输出给所述CPLD；

所述CPLD，具体用于在接收所述硬盘地址的过程中，接收来自所述串口电平转换模块的第二电平，并利用所述第二电平确定所述硬盘转接板的硬盘地址；

其中，所述第一电平和所述第二电平表示所述硬盘转接板的硬盘地址标识。

所述串口电平转换模块，还用于接收来自所述PC的第三电平，并将所述第三电平转换为第四电平，并将所述第四电平输出给所述CPLD；

所述CPLD，还用于接收来自所述串口电平转换模块的所述第四电平，并利用所述第四电平确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板；

其中，所述第三电平和所述第四电平均表示硬盘转接板的槽位标识。

所述CPLD，还用于在检测到按键按钮被按下的次数之后，在发光二极管LED数码管上显示所述按键按钮被按下的次数对应的标识。

所述硬盘地址具体为SAS地址；

所述硬盘地址被写入到所述硬盘转接板的转换芯片的EEPROM中；

SAS控制器会将与所述硬盘转接板连接的SATA硬盘显示为SAS硬盘。

本发明提供一种硬盘地址的控制方法，所述控制方法应用于控制电路上，所述控制电路包括：有源背板、多个硬盘转接板、与所述多个硬盘转接板分别连接的SATA硬盘；其中：各硬盘转接板均通过自身的第一串口接入到有源背板的槽位上，不同的第一串口接入到不同槽位上；所述有源背板能够为各硬盘转接板提供电源；所述有源背板包括复杂可编程逻辑器件CPLD；

所述CPLD确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板；所述CPLD获取所述硬盘转接板的硬盘地址；所述CPLD通过有源背板与所述硬盘转接板之间的连接通路，将所述硬盘地址写入到所述硬盘转接板。

基于上述技术方案，本发明实施例中，避免搭建整机环境，不需要制作串口线，提高了工作效率，减小了硬盘转接板的PCB面积，降低了LAYOUT风险，提高了产品的性能。具体的，由于背板是有源背板，硬盘转接板可以直接从有源背板取电，从而避免搭建整机环境，节省处理时间，提高了工作效率。而且，通过将硬盘转接板接入到有源背板的槽位上，以在有源背板与硬盘转接板之间形成连接通路，不需要制作3pin的串口线，节省处理时间，提高了工作效率。由于硬盘转接板上删除了电平转换器件和串口插针等器件，从而减小了PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)面积，降低了成本，降低了LAYOUT(布局)风险，延长了硬盘转接板的使用寿命，提高了产品的性能。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或者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，下面所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，还可以根据这些附图获得其他的附图，对此不做限制。

图1是现有技术中的背板外挂SAS硬盘的示意图；

图2是现有技术中的背板外挂SATA硬盘的示意图；

图3是本发明一种实施方式中的硬盘地址的控制电路的结构图；

图4是本发明一种实施方式中的硬盘地址的控制方法的流程图。

具体实施方式

在本发明使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而非限制本发明。本发明和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，此外，所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在存储设备上，为了使SAS控制器能够访问SAS硬盘/SATA硬盘，则需要获取硬盘地址。如图1所示，对于背板外挂SAS硬盘的情况，通常可以在SAS硬盘内直接写入硬盘地址，因此，SAS控制器可以直接读取SAS硬盘内写入的硬盘地址。如图2所示，对于背板外挂SATA硬盘的情况，在一种情况下，SAS控制器会显示背板外挂了SATA硬盘，由于该SATA硬盘内不会写入硬盘地址，因此，存储设备可以自动为SATA硬盘分配硬盘地址，以使SAS控制器可以获取到硬盘地址。在另一种情况下，SAS控制器会显示背板外挂了SAS硬盘(实际上背板外挂了SATA硬盘)，由于SAS硬盘内会写入硬盘地址，因此，当存储设备认为背板外挂了SAS硬盘时，不会自动为SATA硬盘分配硬盘地址，但是实际上，背板外挂的是SATA硬盘，且SATA硬盘内没有写入硬盘地址。

综上所述，针对背板外挂SATA硬盘，且SAS控制器显示背板外挂SAS硬盘的情况，则需要为SATA硬盘分配硬盘地址，并将该硬盘地址写入到硬盘转接板的转换芯片的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，电可擦除可编程只读存储器)中，以使SAS控制器可以从转换芯片内获取到硬盘地址。在本发明实施例的后续过程中，均是针对这种情况的处理过程。

在一个例子中，为了对SATA硬盘分配硬盘地址，并将该硬盘地址写入到硬盘转接板的转换芯片的EEPROM中，由于无源背板无法对硬盘转接板供电，也就无法将硬盘地址写入到硬盘转接板的转换芯片的EEPROM中，因此，需要搭建整机环境，并在整机环境下启动存储设备，以为硬盘转接板供电，从而可以将硬盘地址写入到硬盘转接板的转换芯片的EEPROM中。由于硬盘转接板的面积比较小，只能部署一个3pin的串口插针和一个串口转换芯片(如MAX3232芯片)，而PC(Personal Computer，个人计算机)的RS232串口是DB9插针，无法将RS232串口接入到硬盘转接板的串口插针上。因此为PC制作一个3pin的串口线，在为第一个硬盘转接板写入硬盘地址时，将自制作的串口线插入到第一个硬盘转接板的串口插针，从而将第一个硬盘转接板与PC连接起来，将硬盘地址写入到第一个硬盘转接板的转换芯片的EEPROM中。在为第二个硬盘转接板写入硬盘地址时，拔出自制作的串口线，将自制作的串口线插入到第二个硬盘转接板的串口插针，从而将第二个硬盘转接板与PC连接起来，以此类推。

在上述方式下，搭建整机环境以及制作3pin的串口线，均是浪费时间的操作，而且，需要依次将自制作的串口线插入到每个硬盘转接板的串口插针。

针对上述发现，如图3所示，本发明实施例提出一种硬盘地址的控制电路，该控制电路可以应用于存储设备上。该控制电路可以包括：有源背板、多个硬盘转接板、与多个硬盘转接板分别连接的SATA硬盘。各硬盘转接板均通过自身的第一串口接入到有源背板的槽位上，且不同的第一串口接入到不同槽位上。有源背板能够为各硬盘转接板提供电源，且有源背板可以包括CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)。该CPLD，用于确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板，并获取该硬盘转接板的硬盘地址，并通过有源背板与该硬盘转接板之间的连接通路，将该硬盘地址写入到该硬盘转接板。

在一个例子中，有源背板可以是指能够为各硬盘转接板直接提供电源的背板，不需要搭建整机环境，硬盘转接板就可以直接从有源背板获取到电源。

在一个例子中，硬盘地址具体可以为SAS地址。硬盘地址被写入到该硬盘转接板的转换芯片的EEPROM中。SAS控制器会将与硬盘转接板连接的SATA硬盘显示为SAS硬盘。其中，该SAS控制器类似一款CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，且该SAS控制器位于主板上，可以管理多个SATA硬盘、SAS硬盘，本发明实施例中对此SAS控制器的功能不做限制。

在一个例子中，上述硬盘转接板是不包含3pin的串口插针和串口转换芯片(如MAX3232芯片)的硬盘转接板，可以包含一个转换芯片，且该转换芯片的EEPROM中可以存储硬盘地址。由于未部署串口插针和串口转换芯片，因此硬盘转接板的可使用面积增加，减少布线的PCB层数，为其它信号走线留出更多裕量。

在一个例子中，“各硬盘转接板均通过自身的第一串口接入到有源背板的槽位”是指：针对每个硬盘转接板，该硬盘转接板的第一串口的两根信号线被接入到SAS连接器上，且该SAS连接器被插入到有源背板的槽位上，如位于有源背板的CPLD的槽位上，经过上述处理，第一串口的两根信号线可以被绑定在CPLD的pin脚上。因此，各硬盘转接板均通过自身的第一串口接入到有源背板的CPLD的槽位上，在CPLD与各硬盘转接板之间存在连接通路。

例如，有源背板(或者有源背板的CPLD)可以包括25个槽位，硬盘转接板1的第一串口的两根信号线可以被接入到有源背板的槽位1上，硬盘转接板2的第一串口的两根信号线可以被接入到有源背板的槽位2上，以此类推。其中，该第一串口的两根信号线可以是发送信号线(即TX信号线)和接收信号线(即RX信号线)，此外，该第一串口还可以包括一个地线，对此不再详加赘述。

在一个例子中，虽然有源背板能够为各硬盘转接板提供电源，但是有源背板并不是实时为每个硬盘转接板提供电源，而是在CPLD确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板之后，通过该有源背板为该当前待写入硬盘地址的硬盘转接板提供电源，但是拒绝为其它硬盘转接板提供电源。因此在同一时刻，有源背板只为一个硬盘转接板提供电源，而不为多个硬盘转接板提供电源。

在一个例子中，如图3所示，有源背板还外接有一个PC，且PC通过自身的第二串口连接到有源背板。在图3中，COM1和COM2均是第二串口。在一个例子中，有源背板还可以包括串口电平转换模块，且PC通过自身的第二串口连接到串口电平转换模块，且串口电平转换模块与CPLD连接。

在一个例子中，针对“CPLD确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板”的过程，具体可以包括但不限于如下方式：方式一、CPLD检测按键按钮被按下的次数，并基于预先配置的次数与硬盘转接板的映射关系，将该次数对应的硬盘转接板确定为当前待写入硬盘地址的硬盘转接板。方式二、串口电平转换模块接收来自PC的标识数据，并将该标识数据输出给CPLD；其中，每个标识数据对应唯一的硬盘转接板；CPLD接收来自串口电平转换模块的标识数据，并将该标识数据对应的硬盘转接板确定为当前待写入硬盘地址的硬盘转接板。

针对方式一、在有源背板上配置有按键按钮(BTN)，当需要对硬盘转接板1写入硬盘地址时，可以将BTN按下1次，当需要对硬盘转接板2写入硬盘地址时，可以将BTN按下2次，以此类推。基于此，CPLD可以检测BTN被按下的次数，并将该次数存储到UARTSEL寄存器。在确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板的过程中，从UARTSEL寄存器中解析出该次数，基于预先配置的次数与硬盘转接板的映射关系(如次数1与硬盘转接板1、次数2与硬盘转接板2等)，将该次数对应的硬盘转接板确定为当前待写入硬盘地址的硬盘转接板，如将次数2对应的硬盘转接板2确定为当前待写入硬盘地址的硬盘转接板。

在一个例子中，在有源背板上还可以配置有LED(Light Emitting Diode，发光二极管)数码管。基于此，CPLD还可以在检测到按键按钮被按下的次数之后，在该LED数码管上显示该按键按钮被按下的次数对应的标识。其中，CPLD还可以将UARTSEL寄存器中的次数值(如2)传递到LED数码管，LED数码管按照8段数码管的编码方式进行转码，之后送到两片8段数码管上去进行显示，例如，两个数码管可以显示02，从而非常直观的显示硬盘转接板的信息。

针对方式二、可以由PC确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板，例如，当需要对硬盘转接板1写入硬盘地址时，PC生成的标识数据可以为1，当需要对硬盘转接板2写入硬盘地址时，PC生成的标识数据可以为2，以此类推。PC可以通过第二串口COM1将标识数据发送给串口电平转换模块，串口电平转换模块将收到的标识数据输出给CPLD，CPLD将收到的标识数据存储到UARTSEL寄存器中。在确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板的过程中，从UARTSEL寄存器中解析出该标识数据，并基于预先配置的标识数据与硬盘转接板的映射关系(如标识数据1与硬盘转接板1、标识数据2与硬盘转接板2等)，将该标识数据对应的硬盘转接板确定为当前待写入硬盘地址的硬盘转接板。

在一个例子中，针对“串口电平转换模块接收来自PC的标识数据，并将该标识数据输出给CPLD”的过程，串口电平转换模块接收来自PC的第三电平，并将第三电平转换为第四电平，并将第四电平输出给CPLD。针对“CPLD接收来自串口电平转换模块的标识数据，并将该标识数据对应的硬盘转接板确定为当前待写入硬盘地址的硬盘转接板”的过程，CPLD接收来自串口电平转换模块的第四电平，并利用第四电平确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板。其中，第三电平和第四电平可以表示当前待写入硬盘地址的硬盘转接板的槽位标识。

针对“CPLD获取该硬盘转接板的硬盘地址”的过程，串口电平转换模块可以接收来自PC的硬盘地址，并将该硬盘地址输出给CPLD，由CPLD接收该硬盘地址；其中，该硬盘地址就是该硬盘转接板的硬盘地址。进一步的，串口电平转换模块在接收来自PC的硬盘地址，并将该硬盘地址输出给CPLD的过程中，可以接收来自PC的第一电平，并将该第一电平转换为第二电平，并将该第二电平输出给CPLD。CPLD在接收硬盘地址的过程中，可以接收来自串口电平转换模块的第二电平，并利用该第二电平确定硬盘转接板的硬盘地址。其中，所述第一电平和所述第二电平均表示所述硬盘转接板的硬盘地址标识。在一个例子中，PC可以通过第二串口COM2将硬盘地址输出给串口电平转换模块。

在一个例子中，第二串口COM1和第二串口COM2均可以为RS232串口，第二串口COM1用于传输硬盘转接板的槽位标识电平，第二串口COM2用于传输硬盘转接板的地址标识电平。其中，该RS232串口为标准的RS232电平，即使用正负电压来表示逻辑状态，负逻辑电平-3～-15V为高电平，正逻辑电平3～15V为低电平。此外，CPLD的电平是以高低电平表示逻辑状态，输入电压大于2V为高电平，输入电压小于0.8V为低电平，输出电压大于2.4V为高电平，输出电压小于0.4V为低电平。因此，第二串口COM1、第二串口COM2使用的电平与CPLD使用的电平不同，为了实现接口互联，则需要使用一个串口电平转换模块(如MAX3232芯片)，由该串口电平转换模块接收来自PC的第一电平，将第一电平转换为第二电平，并将第二电平输出给CPLD，具体转换方式不再赘述。此外，由该串口电平转换模块接收来自PC的第三电平，将第三电平转换为第四电平，并将第四电平输出给CPLD，具体转换方式不再赘述。

针对“CPLD通过有源背板与该硬盘转接板之间的连接通路，将该硬盘地址写入到该硬盘转接板”的过程，由于有源背板已经为该硬盘转接板提供电源，且该硬盘转接板的第一串口的两根信号线被接入到SAS连接器上，且该SAS连接器被插入到有源背板的槽位上，因此，在有源背板与该硬盘转接板之间存在了连接通路，且CPLD可以通过该连接通路将该硬盘地址写入到该硬盘转接板。此外，还可以拉低该硬盘转接板的上电信号PWR_EN_N信号(0为上电1为下电)，并点亮硬盘转接板的绿灯，表示硬盘转接板已经上电，芯片已正常工作。

在一个例子中，针对PC确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板，并在硬盘转接板中写入硬盘地址的过程(如可以为基于labview写的上位机软件，来控制整体自动化烧录的过程)，可以包括但不限于如下步骤：

步骤1、PC在第二串口COM1写入标识数据1，以选中1号硬盘转接板。

步骤2、PC通过第二串口COM2读出1号硬盘转接板目前的硬盘地址。

若1号硬盘转接板目前有硬盘地址，则执行步骤3；

若1号硬盘转接板目前没有硬盘地址，则执行步骤4。

步骤3、PC判断硬盘转接板目前的硬盘地址是否为出厂地址。

如果不是出厂地址，则PC不需要写入新地址，结束1号硬盘转接板的处理，并在第二串口COM1写入标识数据2，以选中2号硬盘转接板，其后续处理与1号硬盘转接板的处理相同，在此不再赘述，一直到所有硬盘转接板均处理完成。

如果是出厂地址，则PC需要写入新地址，执行步骤4。

步骤4、PC从包含多个硬盘地址的文件中，取一个新硬盘地址，并通过第二串口COM2将该硬盘地址写入到1号硬盘转接板，并执行步骤5。

步骤5、PC通过第二串口COM2读出1号硬盘转接板目前的硬盘地址，并比较硬盘转接板目前的硬盘地址与步骤4中写入到1号硬盘转接板的硬盘地址。

若1号硬盘转接板目前的硬盘地址与步骤4中写入到1号硬盘转接板的硬盘地址相同，则说明写入成功，结束1号硬盘转接板的处理，并在第二串口COM1写入标识数据2，以选中2号硬盘转接板，其后续处理与1号硬盘转接板的处理相同，在此不再赘述，一直到所有硬盘转接板均处理完成。

若1号硬盘转接板目前的硬盘地址与步骤4中写入到1号硬盘转接板的硬盘地址不同，则说明写入失败，返回步骤4，重新从包含多个硬盘地址的文件中，取一个新硬盘地址，并将该硬盘地址写入到1号硬盘转接板，以此类推。

基于上述技术方案，本发明实施例中，由于背板是有源背板，硬盘转接板可以直接从有源背板取电，从而避免搭建整机环境，节省处理时间，提高了工作效率。而且，通过将硬盘转接板接入到有源背板的槽位上，以在有源背板与硬盘转接板之间形成连接通路，不需要制作3pin的串口线，节省处理时间，提高了工作效率。由于硬盘转接板上删除了电平转换器件和串口插针等器件，从而减小了PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)面积，降低了成本，降低了LAYOUT(布局)风险，延长了硬盘转接板的使用寿命，提高了产品的性能。

基于与上述控制电路同样的发明沟通，本发明实施例中还提出一种硬盘地址的控制方法，所述控制方法应用于控制电路上，所述控制电路包括：有源背板、多个硬盘转接板、与所述多个硬盘转接板分别连接的SATA硬盘；其中：各硬盘转接板均通过自身的第一串口接入到有源背板的槽位上，不同的第一串口接入到不同槽位上；所述有源背板能够为各硬盘转接板提供电源；所述有源背板包括复杂可编程逻辑器件CPLD；参见图4所示，该方法包括以下步骤：

步骤401，所述CPLD确定当前待写入硬盘地址的硬盘转接板。

步骤402，所述CPLD获取所述硬盘转接板的硬盘地址。

步骤403，所述CPLD通过有源背板与所述硬盘转接板之间的连接通路，将所述硬盘地址写入到所述硬盘转接板。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。