CN107731260B

CN107731260B - 一种ssd的供电方法、系统及ssd

Info

Publication number: CN107731260B
Application number: CN201711091493.4A
Authority: CN
Inventors: 徐玉坤
Original assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Inspur Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2037-11-08
Also published as: CN107731260A

Abstract

本申请公开了一种SSD的供电方法，应用于符合NVMe标准的SSD，包括：当监控到主电源正常，通过所述主电源向目标回路供电；当监测到所述主电源异常，断开主电源，通过备用电源向所述目标回路供电；其中，所述备用电源由副电源结合电压转换电路得到；其中，所述主电源和所述备用电源的电压值均为第一电压，所述副电源的电压值为第二电压。本方案将副电源的第二电压转换为第一电压作为备用电压，当主电源供电出现异常时，由备用电源对目标回路进行供电，使SSD可以继续工作，提高了系统的可靠性。本申请还相应公开了一种SSD的供电系统及一种SSD。

Description

一种SSD的供电方法、系统及SSD

技术领域

本发明涉及NVMe SSD，特别涉及一种SSD的供电方法、系统及SSD。

背景技术

随着SSD(Solid State Disk，固态硬盘)技术不断成熟与性能的增强，原有的SATA接口与AHCI标准逐渐成为限制SSD性能的一大瓶颈。因此，早在2009年，由Intel牵头，包括美光、戴尔、三星、Marvell、NetAPP、EMC、IDT等公司制定了NVMe(Non-Volatile MemoryExpress，非易失性存储标准)，目的就是为SSD建立新的存储规范标准，让它在老旧的SATA与AHCI中解放出来。2011年，NVMe标准正式出炉，该标准是根据SSD的特点量身定制的，新的标准解除了旧标准施放在SSD上的各种限制。2017年，发布了最新的NVMe1.3。

NVMe标准与AHCI标准相比，具有高IOPS，低延时，低功耗，驱动适应性广等优势。NVMe标准使用PCIe总线作为SSD的数据传输接口，PCIe(Peripheral ComponentInterconnect Express，外设部件互连标准)总线是由PCISIG(PCI SpecialInterestGroup，主要是Intel)推出的一种局部并行总线标准，主要应用于电脑和服务器的主板上。目前几乎所有的主板都有PCIe的插槽，功能是连接外部设备，如显卡、存储、网卡、声卡、数据采集卡等。目前最新的标准为PCIe4.0。

目前支持NVMe SSD的接口，如M.2接口或U.2接口通常提供三路电源，分别为+12V，+3.3V及+3.3V_AUX。SSD的供电通常使用+12V电源，少数低电压工作的SSD可使用3.3V供电，或使用+12V与+3.3V分别给SSD内部不同的模块供电，而3.3V_AUX通常用来给部分电源管理逻辑及特殊寄存器供电，用来降低功耗并缩短系统恢复时间。

上述方案要求电源的高可靠性，一旦对该系统或系统内模块供电的该路电源出现问题，则可能导致SSD停止工作甚至损坏。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可靠安全的SSD的供电方法、系统及SSD。其具体方案如下：

一种SSD的供电方法，应用于符合NVMe标准的SSD，包括：

当监控到主电源正常，通过所述主电源向目标回路供电；

当监测到所述主电源异常，断开所述主电源，通过备用电源向所述目标回路供电；其中，所述备用电源由副电源结合电压转换电路得到；

其中，所述主电源和所述备用电源的电压值均为第一电压，所述副电源的电压值为第二电压。

优选的，所述供电方法还包括：

当监测到所述主电源和所述副电源均异常，停止向所述目标回路供电。

优选的，所述第一电压为12V，所述第二电压为3.3V；

相应的，所述电压转换电路为升压电路。

相应的，本发明公开了一种SSD的供电系统，应用于符合NVMe标准的SSD，包括主电源、由副电源和电压转换电路结合得到的备用电源、逻辑电路及监控电路，其中，所述逻辑电路用于执行以下动作：

当所述监控电路监测到所述主电源正常，通过所述主电源向目标回路供电；

当所述监控电路监测到所述主电源异常，断开所述主电源，通过所述备用电源向所述目标回路供电；

优选的，所述逻辑电路还用于：

当所述监控电路监测到所述主电源和所述备用电源均异常，停止向所述目标回路供电。

优选的，所述第一电压为12V，所述第二电压为3.3V；

相应的，所述电压转换电路为升压电路。

优选的，所述逻辑电路具体包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻；其中，

所述第一MOS管的漏极连接所述主电源，所述第一MOS管的栅极连接所述监控电路的第一输出端，所述第一MOS管的源极连接所述目标回路的输入端；

所述第二MOS管的漏极连接所述备用电源，所述第二MOS管的栅极连接所述监控回路的第二输出端，所述第二MOS管的源极连接所述目标回路的输入端；

所述第一电阻的第一端连接所述主电源，第二端连接所述第二电阻的第一端；

所述第二电阻的第一端还连接所述监控电路的第一输出端，第二端接地；

所述第三电阻的第一端连接所述监控电路的第二输出端，第二端接地。

优选的，所述逻辑电路还包括：第一二极管和第二二极管，其中：

所述第一MOS管的源极与第一二极管的阳极相连；

所述第二MOS管的源极与第二二极管的阳极相连；

所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极均与所述目标输入端相连。

优选的，所述监控电路为独立电源供电的电路。

相应的，本发明还公开了一种SSD，包括如上文中任一项所述SSD的供电系统。

本发明公开了一种SSD的供电方法，应用于符合NVMe标准的SSD，包括：当监控到主电源正常，通过所述主电源向目标回路供电；当监测到所述主电源异常，断开主电源，通过备用电源向所述目标回路供电；其中，所述备用电源由副电源结合电压转换电路得到；其中，所述主电源和所述备用电源的电压值均为第一电压，所述副电源的电压值为第二电压。本方法将副电源的第二电压转换为第一电压作为备用电压，当主电源供电出现异常时，由备用电源对目标回路进行供电，使SSD可以继续工作，提高了系统的可靠性。

附图说明

为了更清楚地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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种SSD的供电方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例中一种SSD的供电系统的结构分布图；

图3为本发明实施例中一种具体的SSD的供电系统的结构分布图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种SSD的供电方法，应用于符合NVMe标准的SSD，参见图1所示，包括：

S1：当监控到主电源正常，通过所述主电源向目标回路供电；

S2：当监测到所述主电源异常，断开主电源，通过备用电源向所述目标回路供电；

其中，所述备用电源由副电源结合电压转换电路得到；

可以理解的是，电压转换电路将副电源的第二电压转换为备用电源的第一电压，目标回路的工作电压为第一电压，因此供电电压可以在主电源和备用电源之间进行切换。

进一步的，所述供电方法还可以包括：

S3：当监测到所述主电源和所述副电源均异常，停止向所述目标回路供电。

可以理解的是，停止供电可以避免SSD因为电压异常造成损害。

一般的，PCIe总线提供的所述第一电压为12V，所述第二电压为3.3V；相应的，所述电压转换电路为升压电路，升压电路具体可以是BOOST电路。

相应的，本发明公开了一种SSD的供电系统，应用于符合NVMe标准的SSD，参见图2所示，包括主电源1、由副电源21和电压转换电路22结合得到的备用电源2、逻辑电路3及监控电路4，其中，逻辑电路3用于执行以下动作：

当监控电路4监测到主电源1正常，通过主电源1向目标回路5供电；

当监控电路4监测到主电源1异常，断开主电源1，通过备用电源2向目标回路5供电；

其中，主电源1和备用电源2的电压值均为第一电压，副电源21的电压值为第二电压。

进一步的，逻辑电路还可以用于：

当监控电路监测到主电源和备用电源均异常，停止向目标回路5供电。

可以理解的是，本系统将副电源的第二电压转换为第一电压作为备用电压，当主电源供电出现异常时，由备用电源对目标回路进行供电，是SSD可以继续工作，提高了系统的可靠性。

本发明实施例公开了一种具体的SSD的供电系统，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。参见图3所示：

一般的，主电源和副电源均由PCIe总线提供，其中第一电压为12V，第二电压为3.3V；

相应的，电压转换电路为升压电路，一般为BOOST电路。

逻辑电路3具体包括第一MOS管31、第二MOS管32、第一电阻33、第二电阻34、第三电阻35，其中，

第一MOS管31的漏极连接主电源1，第一MOS管31的栅极连接监控电路4的第一输出端，第一MOS管31的源极连接目标回路的输入端；

第二MOS管32的漏极连接备用电源2，第二MOS管32的栅极连接监控回路4的第二输出端，第二MOS管32的源极连接目标回路的输入端；

第一电阻33的第一端连接主电源1，第二端连接第二电阻34的第一端；

第二电阻34的第一端还连接监控电路4的第一输出端，第二端接地；

第三电阻35的第一端连接监控电路4的第二输出端，第二端接地。

根据上述元器件连接而成的逻辑电路3，可以完成上一实施例中提到的逻辑动作。逻辑电路中逻辑电路中的MOS管，均为NMOS管。其具体原理是，第一MOS管31的栅极受监控电路4控制，且栅极电压通过第一电阻33、第二电阻34上拉到+12V，即监控电路4的第一输出端无输出时默认第一MOS管的源极和漏极导通，主电源1对目标回路5供电；第二MOS管32的栅极通过第三电阻35下拉到底，即监控电路4的第二输出端无输出时默认第二MOS管的源极和漏极不导通，备用电源2不对目标回路5供电。

因此，当+12V主电源1正常时，第一MOS管31的栅极为高电平，第二MOS管32的栅极为低电平，由+12V主电源1为系统供电；当+12V主电源1故障，而+12V备用电源2正常时，第一MOS管31栅极为低电平，第二MOS管32栅极为高电平，此时由备用电源为系统供电；当两路电源均不正常时，两个MOS管栅极均为低电平，此时两路电源均断开，避免SSD因电压异常造成损害。

进一步的，逻辑电路3还可以包括：第一二极管36和第二二极管37，其中：

第一MOS管31的源极与第一二极管36的阳极相连；

第二MOS管32的源极与第二二极管37的阳极相连；

第一二极管36的阴极、第二二极管37的阴极均与所述目标输入端相连。

可以理解的是，串联二极管是为了防止电流倒灌损害供电系统。

具体的，图中的目标回路5包括多个DC-DC芯片，主电源1或备用电源2的12V电压由DC-DC芯片转换为SSD内部各个模块需要的电压，再对目标回路中的负载供电。

具体的，监控电路为独立电源供电的电路，一般的，监控电路的供电电源是+3.3V_AUX，由PCIe总线提供，保证了主电源和副电源故障时监控电路可以正常工作。

相应的，本发明还公开了一种SSD，包括如上述实施例中任一项所述SSD的供电系统。

其中，有关SSD的具体细节可以参考上述实施例中SSD的供电系统的描述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种SSD的供电方法、系统及SSD进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种SSD的供电方法，其特征在于，应用于符合NVMe标准的SSD，所述供电方法由逻辑电路实现，包括：

当监控电路监控到主电源正常，通过所述主电源向目标回路供电；

当所述监控电路监测到所述主电源异常，断开所述主电源，通过备用电源向所述目标回路供电；其中，所述备用电源由副电源结合电压转换电路得到；

其中，所述主电源和所述备用电源的电压值均为第一电压，所述副电源的电压值为第二电压；

所述逻辑电路具体包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管和第二二极管；所述第一MOS管的漏极连接所述主电源，所述第一MOS管的栅极连接所述监控电路的第一输出端，所述第一MOS管的源极连接所述第一二极管的阳极；所述第二MOS管的漏极连接所述备用电源，所述第二MOS管的栅极连接所述监控电路的第二输出端，所述第二MOS管的源极连接所述第二二极管的阳极；所述第一电阻的第一端连接所述主电源，第二端连接所述第二电阻的第一端；所述第二电阻的第一端还连接所述监控电路的第一输出端，第二端接地；所述第三电阻的第一端连接所述监控电路的第二输出端，第二端接地；所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极均与所述目标回路的输入端相连。

2.根据权利要求1所述供电方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1或2所述供电方法，其特征在于，

所述第一电压为12V，所述第二电压为3.3V；

相应的，所述电压转换电路为升压电路。

4.一种SSD的供电系统，其特征在于，应用于符合NVMe标准的SSD，包括主电源、由副电源和电压转换电路结合得到的备用电源、逻辑电路及监控电路，其中，所述逻辑电路具体包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管和第二二极管；所述第一MOS管的漏极连接所述主电源，所述第一MOS管的栅极连接所述监控电路的第一输出端，所述第一MOS管的源极连接所述第一二极管的阳极；所述第二MOS管的漏极连接所述备用电源，所述第二MOS管的栅极连接所述监控电路的第二输出端，所述第二MOS管的源极连接所述第二二极管的阳极；所述第一电阻的第一端连接所述主电源，第二端连接所述第二电阻的第一端；所述第二电阻的第一端还连接所述监控电路的第一输出端，第二端接地；所述第三电阻的第一端连接所述监控电路的第二输出端，第二端接地；所述第一二极管的阴极、所述第二二极管的阴极均与目标回路的输入端相连；

所述逻辑电路用于执行以下动作：

当所述监控电路监测到所述主电源正常，通过所述主电源向所述目标回路供电；

5.根据权利要求4所述供电系统，其特征在于，所述逻辑电路还用于：

6.根据权利要求5所述供电系统，其特征在于，

所述第一电压为12V，所述第二电压为3.3V；

相应的，所述电压转换电路为升压电路。

7.根据权利要求4至6任一项所述供电系统，其特征在于，所述监控电路为独立电源供电的电路。

8.一种SSD，其特征在于，包括如权利要求4至7任一项所述SSD的供电系统。