[發明專利]一種基于申威CPU的SATA擴展板及其實現方法

在審

• 申請號: 201610037214.5
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105549697A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 朱忠客;李善榮;王振群
• 申請（專利權）人: 山東超越數控電子有限公司
• 主分類號: G06F1/18
• 分類號: G06F1/18;G06F13/42
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 杜鵑花

技術領域

本發明涉及SATA擴展領域，具體地說是一種基于申威CPU的SATA擴展板及其實現 方法。

背景技術

隨著電子信息化技術的迅速發展，大數據的信息安全成為一個至關重要的問題。 但由于國內技術水平及生產工藝等因素的限制，目前市場上主流的存儲服務器設備仍主要 為X86架構，采用自主知識產權處理器的存儲服務器仍然是鳳毛麟角；另外傳統存儲服務器 多為通過PCIE擴展槽搭載SAS卡以及expand卡的方式實現，該種方式需要額外對擴展卡固 定，在一定程度上相對板載SATA可靠性較低。但板載SATA因PCB布局空間限制了其接口數 量。

申威處理器或申威CPU，簡稱“SW處理器”。SW處理器源自于DEC的Alpha21164，其 研制得到了國家“核高基”專項資金支持。在國家“核高基”重大專項支持下、采用自主指令 集，具體負責研發的單位是江南計算機所屬于軍方研究機構（總參56所），且具有完全自主 知識產權的處理器系列。

如何解決申威處理器中，由于PCB布局空間限制了SATA接口數量的問題是目前急 需解決的技術問題。

發明內容

本發明的技術任務是針對以上不足之處，提供一種結構簡單、生產成本低、易于加 工、對環境無污染的基于申威CPU的SATA擴展方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于申威CPU的SATA擴展板，包 括申威CPU、PCIESWTCH芯片、SATA控制器芯片、時鐘芯片、FPGA芯片、Minisas接口和SAS背 板，所述申威CPU連接PCIESWTCH芯片，PCIESWTCH芯片分成四路，每路分別連接一個SATA 控制器芯片；四個SATA控制器芯片均連接時鐘芯片，時鐘芯片給SATA控制器芯片提供時鐘 信號；同時四個SATA控制器芯片均連接FPGA芯片，四個SATA控制器芯片使用一路PCIE復位 信號；FPGA芯片連接申威CPU；

四個SATA控制器芯片中，其中一個SATA控制器芯片直接引出標準SATA接口；另外三個 SATA控制器芯片分別連接一個Minisas接口，三個Minisas接口均連接SAS背板，SAS背板引 出多個標準SATA接口。

作為優選，所述申威CPU的型號為SW1610。其中，申威第三代SW-3在2010年推出， CPU型號：SW1600；CPU頻率：1600MHz；制造工藝：65nm；指令集：RISC，自主指令集；核心數量： 16；數據位寬：64位；架構：Alpha；集成DDR3存儲控制器和標準I/O接口。其中，SW1600處理器 是江南計算所研制申威系列的第三代處理器，擁有16個RISC處理核，浮點高達140GFLOPS。

2012年初，成功完成“申威1600”改進型——“申威1610”處理器研制。該處理器已 通過測試和系統驗證?！吧晖?610”國產處理器，最高達到1.6GHz，最高峰值運算速度為每秒 2048億次。“申威1610”是我國目前唯一一款自主設計的頻率突破1.5GHz的高端通用多核處 理器。該芯片采用多項新技術提高頻率、提升性能、增強功能、降低功耗。測試結果表明，該 處理器核心工作頻率能穩定超過1.5GHz，最高達到1.6GHz，最高峰值運算速度為每秒2048 億次浮點運算，運行功耗在50W以內，能效比提升近一倍，在計算能力、磁盤訪問、網絡處理 等方面已達到了國際主流處理器的同等水平。

作為優選，所述SATA控制器芯片的型號為88SE9230。其中，SATA（SerialAdvanced TechnologyAttachment，串行高級技術附件）是一種基于行業標準的串行硬件驅動器接 口，是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤接口規范。

作為優選，所述申威CPU的一路PCIE*8信號通過PCIESWTCH芯片轉出4路PCIE*2信 號分別提供給SATA控制器芯片。

一種基于申威CPU的SATA擴展的實現方法，該實現方法的步驟如下：

（1）申威CPU提供PCIE*8信號并傳到PCIESWTCH芯片；

（2）步驟（1）中的PCIESWTCH芯片轉出四路PCIE*2信號，并分別將四路PCIE*2信號傳到 四個SATA控制器芯片；

（3）步驟（2）中的四個SATA控制器芯片通過時鐘芯片提供時鐘信號，同時外部連接 SPIFLASH；