一种NVMe硬盘的自适应端接与驱动电路的制作方法

本技术涉及数据存储设备，尤其涉及一种nvme硬盘的自适应端接与驱动电路。

背景技术：

1、nvme硬盘通过pcie总线提供高带宽存储；在控制器引脚或pcb布线空间受限的特定应用场景下，为实现高密度低成本部署，存在采用多分支共享总线拓扑连接多个硬盘的设计需求。

2、然而，该非标准拓扑结构在高速信号下存在固有缺陷：信号在分支点因阻抗不连续会产生严重反射，且多负载变化会进一步劣化信号完整性，导致眼图闭合、误码率上升，难以满足pcie链路的电气规范要求。

3、现有技术方案多集中于协议切换、控制器算法或ssd内部架构优化，例如通过逻辑电路实现接口协议自适应，或改进控制器调度策略。

4、这些方法均未从主板侧(host side)的物理电路构造入手，直接解决因采用上述非标准拓扑而产生的信号反射与串扰这一根本问题。

5、因此，有必要提供一种创新的硬件电路结构，以在所述特定设计需求下，克服多分支拓扑的电气缺陷，拓展pcie总线的可靠应用场景。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种nvme硬盘的自适应端接与驱动电路，通过在主控制器发送端串联可切换电阻网络以动态匹配阻抗抑制信号反射，并在接收端采用多路复用器仲裁各硬盘接收通道，以简单的硬件电路结构提升了多硬盘共享总线下的信号完整性，能够有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种nvme硬盘的自适应端接与驱动电路，包括主控制器、多个nvme硬盘连接器、共享总线、动态可配置的并行端接与仲裁模块；

3、所述主控制器通过共享总线连接多个nvme硬盘连接器；

4、所述动态可配置的并行端接与仲裁模块包括可切换端接电阻网络和多路复用器；所述共享总线具有多分支拓扑结构，所述可切换端接电阻网络串联在所述主控制器的发送引脚与该共享总线的信号源端之间，用于提供可选的源端匹配阻抗；可切换端接电阻网络包括多条并联的阻抗支路，每条阻抗支路由定值电阻和受控的开关器件串联而成；其中，各定值电阻的阻值互不相同，各开关器件的控制端分别连接至主控制器的通用输入输出引脚；

5、所述多路复用器的数据输入端分别连接至各nvme硬盘连接器的接收数据线，多路复用器的控制端连接至主控制器，多路复用器的输出端连接至主控制器的接收引脚。

6、优选的，所述开关器件包括nmos开关管、栅极泄放电阻和振铃抑制电阻；

7、所述可切换端接电阻网络中，每条阻抗支路的定值电阻的一端连接至第一节点，另一端连接至对应nmos开关管的漏极，nmos开关管的源极连接至第二节点，其栅极作为控制端串联振铃抑制电阻后连接至主控制器的通用输入输出引脚，所述栅极泄放电阻连接在栅极与源极之间。

8、优选的，所述多路复用器为具有多路差分输入通道和一路差分公共输出通道的模拟开关集成电路；其各差分输入通道对应地连接至各nvme硬盘连接器的接收差分线对；其地址选择引脚连接至主控制器以接收通道选通信号。

9、优选的，还包括信号质量检测模块；所述信号质量检测模块的输入端连接至主控制器的发送引脚与可切换端接电阻网络之间的信号线，输出端连接至主控制器；主控制器根据信号质量检测模块输出的信号质量参数，动态调整可切换端接电阻网络中各开关器件的通断状态。

10、优选的，所述信号质量检测模块包括高速比较器和数模转换器；

11、所述高速比较器的一个输入端连接至主控制器的发送引脚与可切换端接电阻网络之间的信号线，另一输入端连接至数模转换器的输出端，数模转换器的输入端连接主控制器的通用输入输出引脚,用于与实际的信号电压进行比较；所述高速比较器的输出端连接至主控制器的中断引脚或通用输入输出引脚。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过由多条含不同阻值电阻与受控开关器件的阻抗支路并联构成的可切换端接电阻网络，将其直接串联在控制器发送引脚与共享总线之间，能根据接入硬盘数量动态调整源端匹配阻抗，有效抑制了多分支结构下的信号反射，提升了物理层信号完整性。

13、通过采用具有多路差分输入通道的模拟开关集成电路作为多路复用器，其输入端分别点对点连接各硬盘的独立接收走线，输出端连接控制器接收引脚，以简单的硬件电路结构实现了多个硬盘接收通道的仲裁，避免了信号冲突，且布线清晰、成本较低。

1.一种nvme硬盘的自适应端接与驱动电路，包括主控制器、多个nvme硬盘连接器、共享总线、动态可配置的并行端接与仲裁模块，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种nvme硬盘的自适应端接与驱动电路，其特征在于：所述开关器件包括nmos开关管、栅极泄放电阻和振铃抑制电阻；

3.根据权利要求1所述的一种nvme硬盘的自适应端接与驱动电路，其特征在于：所述多路复用器为具有多路差分输入通道和一路差分公共输出通道的模拟开关集成电路；其各差分输入通道对应地连接至各nvme硬盘连接器的接收差分线对；其地址选择引脚连接至主控制器以接收通道选通信号。

4.根据权利要求1所述的一种nvme硬盘的自适应端接与驱动电路，其特征在于：还包括信号质量检测模块；所述信号质量检测模块的输入端连接至主控制器的发送引脚与可切换端接电阻网络之间的信号线，输出端连接至主控制器；主控制器根据信号质量检测模块输出的信号质量参数，动态调整可切换端接电阻网络中各开关器件的通断状态。

5.根据权利要求4所述的一种nvme硬盘的自适应端接与驱动电路，其特征在于：所述信号质量检测模块包括高速比较器和数模转换器；