[发明专利]一种基于申威CPU的SATA扩展板及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及SATA扩展领域，具体地说是一种基于申威CPU的SATA扩展板及其实现 方法。

背景技术

随着电子信息化技术的迅速发展，大数据的信息安全成为一个至关重要的问题。 但由于国内技术水平及生产工艺等因素的限制，目前市场上主流的存储服务器设备仍主要 为X86架构，采用自主知识产权处理器的存储服务器仍然是凤毛麟角；另外传统存储服务器 多为通过PCIE扩展槽搭载SAS卡以及expand卡的方式实现，该种方式需要额外对扩展卡固 定，在一定程度上相对板载SATA可靠性较低。但板载SATA因PCB布局空间限制了其接口数 量。

申威处理器或申威CPU，简称“SW处理器”。SW处理器源自于DEC的Alpha21164，其 研制得到了国家“核高基”专项资金支持。在国家“核高基”重大专项支持下、采用自主指令 集，具体负责研发的单位是江南计算机所属于军方研究机构（总参56所），且具有完全自主 知识产权的处理器系列。

如何解决申威处理器中，由于PCB布局空间限制了SATA接口数量的问题是目前急 需解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种结构简单、生产成本低、易于加 工、对环境无污染的基于申威CPU的SATA扩展方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于申威CPU的SATA扩展板，包 括申威CPU、PCIESWTCH芯片、SATA控制器芯片、时钟芯片、FPGA芯片、Minisas接口和SAS背 板，所述申威CPU连接PCIESWTCH芯片，PCIESWTCH芯片分成四路，每路分别连接一个SATA 控制器芯片；四个SATA控制器芯片均连接时钟芯片，时钟芯片给SATA控制器芯片提供时钟 信号；同时四个SATA控制器芯片均连接FPGA芯片，四个SATA控制器芯片使用一路PCIE复位 信号；FPGA芯片连接申威CPU；

四个SATA控制器芯片中，其中一个SATA控制器芯片直接引出标准SATA接口；另外三个 SATA控制器芯片分别连接一个Minisas接口，三个Minisas接口均连接SAS背板，SAS背板引 出多个标准SATA接口。

作为优选，所述申威CPU的型号为SW1610。其中，申威第三代SW-3在2010年推出， CPU型号：SW1600；CPU频率：1600MHz；制造工艺：65nm；指令集：RISC，自主指令集；核心数量： 16；数据位宽：64位；架构：Alpha；集成DDR3存储控制器和标准I/O接口。其中，SW1600处理器 是江南计算所研制申威系列的第三代处理器，拥有16个RISC处理核，浮点高达140GFLOPS。

2012年初，成功完成“申威1600”改进型——“申威1610”处理器研制。该处理器已 通过测试和系统验证。“申威1610”国产处理器，最高达到1.6GHz，最高峰值运算速度为每秒 2048亿次。“申威1610”是我国目前唯一一款自主设计的频率突破1.5GHz的高端通用多核处 理器。该芯片采用多项新技术提高频率、提升性能、增强功能、降低功耗。测试结果表明，该 处理器核心工作频率能稳定超过1.5GHz，最高达到1.6GHz，最高峰值运算速度为每秒2048 亿次浮点运算，运行功耗在50W以内，能效比提升近一倍，在计算能力、磁盘访问、网络处理 等方面已达到了国际主流处理器的同等水平。

作为优选，所述SATA控制器芯片的型号为88SE9230。其中，SATA（SerialAdvanced TechnologyAttachment，串行高级技术附件）是一种基于行业标准的串行硬件驱动器接 口，是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。

作为优选，所述申威CPU的一路PCIE*8信号通过PCIESWTCH芯片转出4路PCIE*2信 号分别提供给SATA控制器芯片。

一种基于申威CPU的SATA扩展的实现方法，该实现方法的步骤如下：

（1）申威CPU提供PCIE*8信号并传到PCIESWTCH芯片；

（2）步骤（1）中的PCIESWTCH芯片转出四路PCIE*2信号，并分别将四路PCIE*2信号传到 四个SATA控制器芯片；

（3）步骤（2）中的四个SATA控制器芯片通过时钟芯片提供时钟信号，同时外部连接 SPIFLASH；