一种兼容NVMEAHCI双协议硬盘测试装置及方法

技术领域

本发明涉及硬盘测试计领域，尤其是涉及一种兼容NVME\AHCI双协议硬盘测试装置及方法。

背景技术

在对服务器功能需求越来越强大、集成度越来越高的情况下，随着社会信息化的快速发展，数据量也越来越大，企业对存储量和存储的灵活性需求也越发突出，高端存储跃然于纸上，不同协议的硬盘的兼容硬盘背板越来越多的应用到服务器的行业中。其中NVME(Non-Volatile Memory Express，非易失性存储器)和SATA(Serial Advanced TechnologyAttachment，串行高级技术附件)硬盘，作为存储介质通信主流的应用硬盘，被广泛应用到服务器的存储介质中，而每一种硬盘都具有各自的通信接口协议，在不同的通信接口协议下，每一种硬盘具有不同的通讯数据传输方式。PCIE(peripheral componentinterconnect express，是一种高速串行计算机扩展总线标准)是最新的总线和接口标准，属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备分配独享通道带宽，不共享总线带宽，PCIE总线频率提升：每条串行线路的数据传输率从2.5Gbps翻番至5Gbps，带宽也随之翻倍。PCIE实际上是通道协议，与主板上PCIE接口直接连接，因而几乎没有延时，成为NVME标准的绝佳伴侣，NVME硬盘是一种基于非易失性存储器的硬盘，将固态硬盘接口直接同CPU总线相连接，提高了固态硬盘的传输速率，大大的减少了传输损耗，NVME是目前固态硬盘行业高端旗舰在性能上的通用解决方案。SATA是一种物理接口类型，执行的AHCI(AdvancedHost Controller Interface，高级主机控制器接口)协议标准，是目前最为廉价和常见的固态硬盘接口，也是针对客户多种兼容性并存的一种最直接、最方便的存储实现方式。

针对服务器行业同时支持NVME和SATA硬盘背板的测试原理，需要涵盖NVEM、SATA多种模式下的功能实现和检测，但是目前的测试实现原理是先在NVME协议下接入NVME硬盘，开机进入系统执行测试程序，将NVME协议下的功能全部实现检测。关机更换AHCI协议的SATA硬盘，再次开机，在SATA模式下再次执行SATA模式下的测试程序，将SATA模式下的功能再次全部实现，从而完成这种多协议、多兼容性的硬盘背板的测试方案。

这种测试方案极大的增加了测试时间，导致了很多重复的开关机的动作，同时也增加了很多的工装消耗，降低了工厂端的测试效率，增加了时间成本、人力成本和费用成本。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，创新提出了一种兼容NVME\AHCI双协议硬盘测试装置及方法，降低了测试时间、人力成本，避免了重复开关机，提高了测试效率。

本发明第一方面提供了一种兼容NVME\AHCI双协议硬盘测试装置，包括：控制器、第一硬盘连接器、第二硬盘连接器、协议切换模块，所述第一硬盘连接器与第一协议类型硬盘连接，所述第二硬盘连接器与第二协议类型硬盘连接；所述控制器分别与第一硬盘连接器、第二硬盘连接器通信连接，用于根据第一协议类型硬盘的RST信号电平判断是否将当前第一协议类型硬盘设置为工作状态，通过协议切换模块控制第一协议类型硬盘、第二协议类型硬盘工作切换，其中第一协议类型硬盘为NVME硬盘，第二协议类型硬盘为SATA硬盘。

可选地，兼容NVME\AHCI双协议硬盘测试装置通过第三硬盘连接器与主板通信连接，第一硬盘连接器的公头分别于第二硬盘连接器、第三硬盘连接器连接，第一硬盘连接器的母头与主板通信连接。

可选地，控制器包括通信模块、处理模块、控制模块，所述通信模块用于接收第一协议类型硬盘的信号以及第二协议类型硬盘的信号；所述处理模块与通信模块连接，根据接收到的第一协议类型硬盘的RST信号电平判断是否将当前第一协议类型硬盘设置为工作状态，并输出控制对应控制命令；所述控制模块与处理模块通信连接，根据接收到的处理模块的控制命令控制协议切换模块对第一协议类型硬盘、第二协议类型硬盘进行工作切换。

进一步地，如果第一协议类型硬盘的RST信号电平为低电平，则将当前第一协议类型硬盘设置为工作状态，第二协议类型硬盘处于不工作状态；如果第一协议类型硬盘的RST信号电平为高电平，则将当前第一协议类型硬盘设置为不工作状态，第二协议类型硬盘设置为工作状态。

可选地，所述协议切换模块包括继电器以及时钟芯片，所述继电器输入端与控制器连接，输出端分别与第一硬盘连接器以及第第二硬盘连接器连接，用于根据控制器的控制命令控制第一协议类型硬盘的除RST信号之外的其他信号的电平以及第二协议类型硬盘的RST信号的电平；所述时钟芯片输入端与控制器连接，输出端与第一硬盘连接器连接，用于根据控制器的控制命令控制第一协议类型硬盘以及第二协议类型硬盘的工作切换。

进一步地，将第一协议类型硬盘设置为工作状态时，所述时钟芯片打开查分时钟信号；将第一协议类型硬盘设置为不工作状态时且第二协议类型硬盘设置为工作状态时，所述时钟芯片关禁止查分时钟信号。

可选地，所述控制器为PSOC控制器。

本发明第二方面提供了一种兼容NVME\AHCI双协议硬盘测试方法，基于本发明第一方面所述的兼容NVME\AHCI双协议硬盘测试装置的基础上实现的，包括：

控制器接收第一协议类型硬盘的RST信号电平，并根据第一协议类型硬盘的RST信号电平判断是否将当前第一协议类型硬盘设置为工作状态；

如果将当前第一协议类型硬盘设置为工作状态，控制器通过控制协议切换模块使得第一协议类型硬盘除RST信号以外的其他信号处于工作状态，第一协议类型硬盘开始工作，第二协议类型硬盘不工作；

如果将当前第一协议类型硬盘设置不工作状态，控制器通过控制协议切换模块使得第一协议类型硬盘除RST信号以外的其他信号处于不工作状态，第一协议类型硬盘不工作，第二协议类型硬盘开始工作。

可选地，如果第一协议类型硬盘的RST信号电平为低电平，则将当前第一协议类型硬盘设置为工作状态，第二协议类型硬盘设置为不工作状态；如果第一协议类型硬盘的RST信号电平为高电平，则将当前第一协议类型硬盘设置为不工作状态，第二协议类型硬盘设置为不工作状态。

进一步地，当将第一协议类型硬盘设置为工作状态时，所述时钟芯片打开查分时钟信号，继电器根据控制器的控制命令控制第一协议类型硬盘的除RST信号之外的其他信号的电平为高电平，第二协议类型硬盘的RST信号的电平为低电平；当将第一协议类型硬盘设置为不工作状态且第二协议类型硬盘设置为工作状态时，所述时钟芯片关禁止查分时钟信号，继电器根据控制器的控制命令控制第一协议类型硬盘的除RST信号之外的其他信号的电平为低电平，第二协议类型硬盘的RST信号的电平为高电平。

本发明采用的技术方案包括以下技术效果：

1、本发明通过控制器、继电器和时钟芯片来控制NVME硬盘和SATA硬盘的工作状态切换，从而实现在硬盘背板不断电的情况下能够相互切换两种硬盘工作模式，提高硬盘背板两中硬盘模式下的功能测试效率，降低了测试时间、人力成本，避免了重复开关机。

2、本发明通过时钟芯片以及继电器实现NVME硬盘和SATA硬盘的工作状态切换，相比于传统切换方式，更简单易操作，而且进一步地降低测试成本。

3、本发明控制器采用PSOC(可编程化系统单芯片)控制器，可以根据实际需要进行灵活编程，提高了实现的便利性。

应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明方案中实施例一装置的结构示意图；

图2为本发明方案中实施例一中第三硬盘连接器的引脚定义示意图；

图3为本发明方案中实施例二方法的流程示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

实施例一

如图1所示，本发明提供了一种兼容NVME\AHCI双协议硬盘测试装置，包括：控制器1、第一硬盘连接器2、第二硬盘连接器3、协议切换模块4，第一硬盘连接器2与第一协议类型硬盘5连接，第二硬盘连接器3与第二协议类型硬盘6连接；控制器1分别与第一硬盘连接器2、第二硬盘连接器3通信连接，用于根据第一协议类型硬盘5的RST信号电平判断是否将当前第一协议类型硬盘5设置为工作状态，通过协议切换模块4控制第一协议类型硬盘5、第二协议类型硬盘6工作切换，其中第一协议类型硬盘5为NVME硬盘，第二协议类型硬盘6为SATA硬盘。

进一步地，兼容NVME\AHCI双协议硬盘测试装置可以通过第三硬盘连接器7与主板8通信连接，第一硬盘连接器7的公头分别于第二硬盘连接器2、第三硬盘连接器3连接，第一硬盘连接器7的母头与主板8通信连接；主板8可以通过第一硬盘连接器7分别于第一协议类型硬盘5或第二协议类型硬盘6通信，对第一硬盘连接器7分别于第一协议类型硬盘5或第二协议类型硬盘6读写操作。

第三硬盘连接器7可以采用U.2连接器，其引脚定义可以如图2所示，所有的PIN分别定义为NVME硬盘接口信号功能和SATA硬盘接口信号功能，使其同时支持NVME和SATA硬盘。线路中电源信号和地信号为共用信号，NVME硬盘需要用12V电源，SATA硬盘需要用12V电源和5V电源，线路中标注带有NVME指的是NVME硬盘的信号，有PCIE信号和I2C信号，其中TX和RX代表一对高速差分对，走PCIE信号，用于连接硬盘上面PCIE信号和主板PCIE信号。TX代表发送端，发送数据信号，RX代表接收端，接收数据信号，CLK_100M、SCL(串行时钟线)、SDA(串行数据线)为时钟信号，走的是I2C(一种简单、双向二线制同步串行总线)总线。线路图中标注NVME_SSD0_TX_DP0\NVME_SSD0_TX_DN0和NVME_SSD0_RX_DP0\NVME_SSD0_RX_DN0为NVME硬盘的一组PCIE信号，一共有4组PCIE信号线。线路中标注带有SATA和HDD0，为SATA硬盘的信号线，有PCIE信号和I2C信号，其中SATA_P0_TX_DP\SATA_P0_TX_DN和SATA_P0_RX_DP\SATA_P0_RX_DN为SATA硬盘的一组信号，一共有1组PCIE信号，PRSNT(在位信号)和RDY(ready信号，准备完成，即本发明中第二协议类型硬盘的RST信号)为普通信号，走的是I2C信号。

具体地，控制器1包括通信模块11、处理模块12、控制模块13，通信模块11用于接收第一协议类型硬盘5的信号以及第二协议类型硬盘6的信号；处理模块12与通信模块11连接，根据接收到的第一协议类型硬盘5的RST信号(硬盘初始化信号)电平判断是否将当前第一协议类型硬盘5设置为工作状态，并输出控制对应控制命令；控制模块13与处理模块12通信连接，根据接收到的处理模块12的控制命令控制协议切换模块4对第一协议类型硬盘5、第二协议类型硬盘6进行工作切换。

具体地，通信模块11分别于第一硬盘连接器、第二硬盘连接器、连接，获取接收第一协议类型硬盘5的信号以及第二协议类型硬盘6的信号，目的主要是为了获取第一协议类型硬盘5的RST信号以及除了RST信号以外的其他信号(第一协议类型硬盘5)，第二协议类型硬盘RST信号(RDY信号)以及除了RST信号以外的其他信号(第二协议类型硬盘6)。

具体地，如果第一协议类型硬盘5的RST信号电平为低电平，则将当前第一协议类型硬盘5设置为工作状态，第二协议类型硬盘6处于不工作状态；如果第一协议类型硬盘5的RST信号电平为高电平，则将当前第一协议类型硬盘5设置为不工作状态，第二协议类型硬盘6设置为工作状态。

协议切换模块4包括继电器41以及时钟芯片42，继电器41输入端与控制器1的控制模块13连接，输出端分别与第一硬盘连接器2以及第二硬盘连接器3连接，用于根据控制器1的控制命令控制第一协议类型硬盘5的除RST信号之外的其他信号的电平以及第二协议类型硬盘6的RST信号的电平；时钟芯片42输入端与控制器1的的控制模块13连接，输出端与第一硬盘连接器2连接，用于根据控制器1的控制命令控制第一协议类型硬盘5以及第二协议类型硬盘6的工作切换。

具体地，将第一协议类型硬盘5设置为工作状态时，时钟芯片42打开查分时钟信号，继电器41根据控制器1的控制命令控制第一协议类型硬盘5的除RST信号之外的其他信号的电平为高电平，第二协议类型硬盘6的RST信号的电平为低电平；将第一协议类型硬盘5设置为不工作状态时且第二协议类型硬盘设置为工作状态时，所述时钟芯片关禁止查分时钟信号，继电器41根据控制器1的控制命令控制第一协议类型硬盘5的除RST信号之外的其他信号的电平为低电平，第二协议类型硬盘6的RST信号的电平为高电平。

进一步地，控制器可以为PSOC控制器，支持自定义编程。

本发明通过控制器、继电器和时钟芯片来控制NVME硬盘和SATA硬盘的工作状态切换，从而实现在硬盘背板不断电的情况下能够相互切换两种硬盘工作模式，提高硬盘背板两中硬盘模式下的功能测试效率，降低了测试时间、人力成本，避免了重复开关机。

本发明通过时钟芯片以及继电器实现NVME硬盘和SATA硬盘的工作状态切换，相比于传统切换方式，更简单易操作，而且进一步地降低测试成本。

本发明控制器采用PSOC(可编程化系统单芯片)控制器，可以根据实际需要进行灵活编程，提高了实现的便利性。

实施例二

如图3所示，本发明技术方案还提供了一种兼容NVME\AHCI双协议硬盘测试方法，基于实施例一的基础上实现的，包括：

S1，控制器接收第一协议类型硬盘的RST信号电平，并根据第一协议类型硬盘的RST信号电平判断是否将当前第一协议类型硬盘设置为工作状态；如果判断结果为是，则执行步骤S2；如果判断结果为否，则执行步骤S3；

S2，控制器通过控制协议切换模块使得第一协议类型硬盘除RST信号以外的其他信号处于工作状态，第一协议类型硬盘开始工作，第二协议类型硬盘不工作；

S3，控制器通过控制协议切换模块使得第一协议类型硬盘除RST信号以外的其他信号处于不工作状态，第一协议类型硬盘不工作，第二协议类型硬盘开始工作。

在步骤S1-S3中，如果第一协议类型硬盘的RST信号电平为低电平，则将当前第一协议类型硬盘设置为工作状态，第二协议类型硬盘设置为不工作状态；如果第一协议类型硬盘的RST信号电平为高电平，则将当前第一协议类型硬盘设置为不工作状态，第二协议类型硬盘设置为不工作状态。

具体地，当将第一协议类型硬盘设置为工作状态时，时钟芯片打开查分时钟信号，继电器根据控制器的控制命令控制第一协议类型硬盘的除RST信号之外的其他信号的电平为高电平，第二协议类型硬盘的RST信号的电平为低电平；当将第一协议类型硬盘设置为不工作状态且第二协议类型硬盘设置为工作状态时，时钟芯片关禁止查分时钟信号，继电器根据控制器的控制命令控制第一协议类型硬盘的除RST信号之外的其他信号的电平为低电平，第二协议类型硬盘的RST信号的电平为高电平。

本发明通过控制器、继电器和时钟芯片来控制NVME硬盘和SATA硬盘的工作状态切换，从而实现在硬盘背板不断电的情况下能够相互切换两种硬盘工作模式，提高硬盘背板两中硬盘模式下的功能测试效率，降低了测试时间、人力成本，避免了重复开关机。

本发明通过时钟芯片以及继电器实现NVME硬盘和SATA硬盘的工作状态切换，相比于传统切换方式，更简单易操作，而且进一步地降低测试成本。

本发明控制器采用PSOC(可编程化系统单芯片)控制器，可以根据实际需要进行灵活编程，提高了实现的便利性。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。