CN1487389A - 磁盘阵列器件和给磁盘阵列器件供电的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种由至少两个AC输入供电的磁盘阵列器件以及给磁盘阵列器件供电的方法。其中对应每个所述AC输入提供至少两个AC/DC电源组，每个所述AC/DC电源组包括连接到对应该组的AC输入的至少两个AC/DC电源，来自所述AC/DC电源的输出对于每组分别相加以获得每组的组总输出，和所述组总输出输入到所述磁盘阵列器件内的多个负载的每个上，以便给每个负载供电。

Description

磁盘阵列器件和给磁盘阵列器件供电的方法
技术领域
本发明涉及磁盘阵列器件和给磁盘阵列器件供电的方法。
背景技术
公知这样一种装置，通过添加装有磁盘驱动器(以下称为HDD)的器件可增加其储存容量。这种装置的例子可以是所谓的机架安装型磁盘阵列器件(或存储器件)。HDD外壳安装到装置的安装机架或装置的每个外壳上。这种HDD外壳可包括一个基本外壳和按照需要增加的其它附加外壳。如图14所示，每个外壳含有多个HDD、用于提供HDD控制的阵列控制器(以下简称为“控制器”)、和各种外围电路，如AC/DC电源。这种存储器件在国际申请No.PCT/US93/04444的日本公报No.JP-7-508112-T中公开了。
AC/DC电源从外部接收AC功率(AC输入)，将其转换成直流(DC)，并向外壳中的所有HDD和外围电路输送功率。AC/DC转换电路可安装在电源外壳中的电源电路板上，作为AC/DC电源。
每个AC功率输入(AC输入1和AC输入2)具有其自身的AC/DC电源，建立双重AC/DC电源系统。每个AC/DC电源的DC输出经过母板上的电源线输送给所有的HDD和外围电路，如用于控制与控制器的接口的接口控制电路。
还提供备用电池部分作为不间断供电电源(UPS)，用于任何电源故障。该电池部分例如可以是储存电能并能放电的辅助电池。电池部分的DC输出借助或运算并经母板上的电源线耦合到AC/DC电源的DC输出端。在没有遇到电源故障而进行正常操作时，电池部分由AC/DC电源充满电并保持备用状态。如果发生电源故障，电池部分放电以输送功率，代替AC/DC电源。
为提供可量测性以便控制数量趋于增加的安装HDD，上述磁盘阵列器件可以增加安装在外壳中的HDD的数量。与这种可量测性的措施一致，还请求改进电源系统。
下面介绍由电源故障产生的各种问题。如果电源线与母板上的地短路，安装在外壳中的所有HDD和接口控制电路由于最终的电压降而变得不能工作。换言之，外壳中的所有部件受到电源故障的不良影响。此外，电源故障还有害地影响安装在其它外壳中并连接到已经出现故障的接口控制电路的接口控制电路。随着电源故障的影响以这种方式扩大，需要大量的时间和人力来得到恢复。
如果电源故障发生在母板上，则安装在母板上的所有HDD都将不能访问。结果是，根据RAID(廉价磁盘冗余阵列)存储的数据将部分丢失。因此母板恢复之后，必须从剩余数据恢复丢失数据并将其写回到已经恢复的HDD中。这种写操作所需要的时间随着HDD存储容量的增加而增加。如果在完成漫长的恢复程序之前在其它HDD或母板中发生其它故障，则不可能实现数据恢复。为使发生这种情况的概率最小化，鉴于朝向降低HDD、母板和其它相关部件的故障率，必须采用高可靠性的、昂贵的部件。
即使在HDD、控制器、或母板中的其它部件中发生电源故障，都将影响母板并降低输送电压。结果是，安装在母板上的所有HDD不能工作。
下面介绍由母板上的HDD数量的增加产生的问题。当安装HDD的数量增加时，它们的负载电流增加。则由于增加的负载电流的波动而使电压噪声增加。结果是，不能保持电压稳定性。
此外，HDD数量的增加可能由于电源故障或提供电源到HDD的母板上的导电图形内的噪声增加而引起电压下降。为避免这个问题，必须保证导电图形厚度和宽度适当。然而，这就请求母板的导电图形层的数量增加。结果是，母板厚度增加，由此增加母板价格。
下面介绍由HDD热插入物或热非堵塞产生的问题。如果HDD被热插入物到母板上的有效电源线上，则将产生到HDD中的涌入电流。由于涌入电流而使电压线电压不稳定，因此不能保持输送给被激励HDD的电压的稳定性。为避免这个问题，必须增加新的电路，用于阻止可能由于HDD热插入物引起的涌入电流。
下面介绍双重AC电源的两个AC输入之间的平衡。如果功耗根据安装HDD的工作状态而改变，则由于两个AC输入不能相等地分配而产生不平衡。
下面介绍在降级(destaging)期间可能发生的电源故障。如果到磁盘阵列器件的AC输入例如由于电源故障而丢失，则电池部分将供电，以便储存在控制器的高速缓冲存储器中的数据可以写入每个HDD中。然而，电池部分必须向所有HDD供电并且不能限制输送给进行储存数据的HDD的电源目标。更具体地说，在单个HDD基础上不进行电源控制，因此，直到降级完成，强制电池部分给包括不能工作的所有HDD供电。结果是，电池部分的容量必须增加。这种容量增加导致尺寸、重量和价格的增加。
同时，在电源路径中FET、继电器或其它开关器件可安装到每个HDD上以使电池部分选择地给专用HDD供电。这种开关器件可以关断以截断供给不工作的HDD的电源。采用这种方法可以使功耗最小化并避免电池部分的容量的增加。然而，在没有遇到故障而进行正常操作时，即，HDD从AC电源接收电源并正常工作时，可能由于电源路径中的FET或其它开关器件的导通电阻而发生电压下降或产生噪声。因此，开关器件不应该安装在引向每个HDD的电源路径上。
即使HDD存储容量没有问题，也必须设置AC电源和电池部分，它们能为安装在外壳内的最大数量的HDD输送合适的功率。因此，如果安装不希望的小数量的HDD，则不仅功率效率降低，而且由于使用不必要大的AC电源和电池部分而使磁盘阵列器件的尺寸和价格增加。
发明内容
因此本发明的目的是增强磁盘阵列器件的可靠性。
根据本发明的一个方面，提供一种磁盘阵列器件以及给磁盘阵列器件供电的方法。
在由至少两个AC输入供电的磁盘阵列器件中或给这种磁盘阵列器件供电的方法中，其中对应每个AC输入提供至少两个AC/DC电源组，每个AC/DC电源组包括连接到对应该组的AC输入端的至少两个AC/DC电源，来自AC/DC电源的输出对于每组分别加起来以获得每组的组总输出，并且组总输出输入到磁盘阵列器件中的多个负载的每个负载上，以便给每个负载供电。
通过参考附图并阅读本说明书的文字说明使除了上述之外的本发明的特征和目的更清楚明了。
附图说明
为了更完全地理解本发明及其优点，下面参照附图进行说明，其中：
图1是表示本发明的一个实施例的方框图；
图2是表示根据本发明一个实施例的在母板上发生接地短路事件的方框图；
图3是表示本发明的一个实施例如何限制误差校正组内遇到的故障的方框图；
图4是表示本发明的一个实施例如何减小功率馈送路径中的电流和电压降的方框图；
图5是表示本发明的一个实施例如何热插入物HDD外壳的方框图；
图6是表示根据本发明一个实施例的用于相等功率分配的连接的方框图；
图7是表示根据本发明一个实施例由DC-DC转换器的输出操作独立进行的控制的方框图；
图8是表示本发明的一个实施例在备用磁盘上如何保存数据的方框图；
图9是表示本发明的一个实施例如何复制给磁盘阵列器件的数据备份的方框图；
图10是表示根据本发明的一个实施例的磁盘阵列器件用于虚拟化的情况的方框图；
图11是表示本发明的一个实施例的改型的方框图；
图12是表示本发明的另一实施例的方框图；
图13是表示本发明的另一实施例的改型的方框图；和
图14是表示用于常规磁盘阵列器件的电源设计方案的方框图。
具体实施方式
通过下面的详细说明和附图将更完全地理解本发明的至少下列特征和优点。
每个负载可设有稳压DC电源，用于从组总输出产生输送电压。
稳压DC电源可以是DC-DC转换器。
负载可以是磁盘驱动器，并且包含磁盘驱动器的外壳可包括稳压DC电源。
AC/DC电源的输出电压可以高于稳压DC电源的输出电压。
每个组总输出可由第一组总输出和第二组总输出构成；每个负载的每个DC稳压电源可具有第一防止回流器件和第二防止回流器件，第一防止回流器件具有第一导通电压，第二防止回流器件具有高于第一导通电压的第二导通电压；每个DC稳压电源中的第一防止回流器件的一端和第二防止回流器件的一端可互相连接，并且其中第一防止回流器件的另一端连接到第一组总输出的DC稳压电源的数量和其中第一防止回流器件的另一端连接到第二组总输出的DC稳压电源的数量基本上相同。
DC稳压电源的数量相同意味着存在相同数量或大约相同数量的稳压DC电源，同时要输送给稳压DC电源的上述第一和第二组总输出相等地分配。相等地分配表示作为第一组总输出的电源的AC输入和作为第二组总输出的电源的AC输入相等地分配。
稳压DC电源可根据输入到稳压DC电源的控制信号输出电源电压到负载。
可以提供用于产生控制信号的电源控制电路，其中，当响应从外部主器件接收的写指令进行写程序以将储存在存储器中的数据写入磁盘驱动器上时，电源控制电路输出控制信号以停止用于向磁盘驱动器输出电源电压所提供的稳压DC电源的操作，其中该磁盘驱动器的写程序已经完成。
根据本发明的另一方面，一种由AC输入供电的磁盘阵列器件包括：至少两个连接到AC输入端的AC/DC电源，其中每个AC/DC电源的输出端连接以提供总输出；和电池部分，总输出提供给该电池部分作为其输入，其中该总输出和电池部分的输出输入到磁盘阵列器件中的多个负载的每个负载上，以便向每个负载供电。
本发明还提供一种给由AC输入供电的磁盘阵列器件供电的方法。
＝＝实施例＝＝
下面介绍允许存储容量增加/减少并结合HDD的磁盘阵列器件的一个实施例。当机架安装型用做其中安装HDD的器件的例子时，在机架的右边和左边内表面上形成多个纵向安装架并且在垂直方向排列。抽屉式基本外壳和附加外壳沿着安装架安装。本发明还适用于其中安装HDD的各种器件，即使它们不是机架安装型的。应该注意到“磁盘阵列器件”可以是DKU器件(磁盘驱动器件)1000、HDU外壳2000或磁盘子系统，如图所示。
如图1的方框图所示，外壳(HDD外壳)100包含各种板和单元。这些板和单元安装在母板上并给磁盘阵列器件提供各种功能。包含HDD210的多个HDD外壳200安装到母板上并设置在上述外壳100的前上部。为磁盘阵列器件提供两串AC输入。在每个外壳100中，AC/DC电源的n个单元(1-1到1-n)300a和AC/DC电源的n个单元(2-1到2-n)300b分别并联连接到两个AC输入端的每个上。这些AC/DC电源300a、300b用做电源，给负载如HDD和各个板供电。在公报(例如Transistor GijutsuSpecial No.28，2nd Edition，page 7，Figure1，CQ publishing Co.，Ltd.；于1993年1月20日发布)中所述的公知电源可用做AC/DC电源300a、300b。电池部分400安装在每个外壳100中，当来自AC/DC电源的电源300a和300b由于例如电源故障而切断时可用做UPS或备用电源。电池部分400由辅助电池如铅电池构成。作为电池部分，可使用各种替换装置代替辅助电池，直到可用做UPS的辅助电源装置。
用于进行磁盘阵列器件的总控制的控制器由其上安装电子部件以执行其控制功能的电路板构成。安装的电子部件可包括以下部件：微处理器；外围电路，如用于储存要写到HDD 210中或从其中读取的数据的高速缓冲存储器、RAM、和用于储存执行预定功能的程序的ROM；以及用于执行各种功能的专用电路和芯片。控制器的功能可包括：监控HDD 210的状态；执行操作控制(例如根据RAID的控制)；和与主计算机的通信接口。
当主开关关断或电源系统出现故障时，控制器进行降级程序，以便将保留在高速缓冲存储器中的未写数据写到HDD 210中。
此外，母板承载用于与其它HDD 210通信连接的接口控制电路500A、500B和用于控制电源系统的电源控制逻辑部分(电源控制电路)600。电源控制逻辑部分600由逻辑电路构成。
采用DC电源线A和B，AC/DC电源300a和300b的输出分别合并(总和)成用于两组AC输入的每个组的“组总输出”。更具体地说，采用DC电源线A将AC/DC电源300a的n个单元的输出加起来成为第一AC输入的第一组总输出(第一总线输出)，并采用DC电源线B将AC/DC电源300b的n个单元的输出加起来成为第二AC输入的第二组总输出(第二总线输出)。从这两个DC电源线A和B输送的第一和第二总线输出(例如30V或24V的输送电压)经母板进行或运算(wired-or，OR电路)，并并联进入磁盘阵列器件中的所有负载作为操作功率。负载可以是功率消耗部件，如HDD外壳200和控制器，包括接口控制电路500A和500B。
每个HDD外壳200包含下降(step-down)DC-DC转换器220作为稳压DC电源，其接收从DC电源线A和B输送的第一和第二总输出并向HDD 210输送预定输送电压(例如12V或5V)。代替下降DC-DC转换器，公知的调节器可用做稳压DC电源。例如，各种电源如在公报(例如Transistor Gijutsu Special No.28，2nd Edition，第4页，图4-6，CQ Publishing Co.Ltd.；于1993年1月20日发布)中介绍的电源可用做稳压DC电源。当降压DC-DC转换器用做稳压DC电源时，AC/DC电源的输出电压可设置得比稳压DC电源的输出电压高。接口控制电路500A和500B也具有DC-DC转换器(在图1中的标记“DC/DC”)作为稳压DC电源，以便采用从DC电源线A和B输送的第一和第二总输出作为输入而输送预定输送电压。
在每个HDD 200中的DC-DC转换器220中，安装在图1的上部的防止回流二极管(以下称为上部防止回流二极管)和安装在图1下部的防止回流二极管(以下称为下部防止回流二极管)通过连接它们的阴极而互连。下部防止回流二极管包括在正向串联连接的一对防止回流二极管。上部防止回流二极管的阴极和下部防止回流二极管的阴极进行或运算(wired-or，OR电路)并连接到DC-DC转换器220中的恒定电压电路部分220a。在本实施例中，包括下部防止回流二极管和一个上部防止回流二极管的两个防止回流二极管是具有相同导通电阻(导通电压)的相同电子部件。因此，为上部防止回流二极管设定的导通电阻可低于为下部防止回流二极管设定的导通电阻。为提供这种导通电阻设置，下部防止回流二极管可由导通电阻高于上部防止回流二极管的导通电阻的一个二极管构成。
关于如图1中所示的奇数HDD 210当从顶部计算HDD时，其上部防止回流二极管的阳极连接到DC电源线A，以便第一总线输出可以输送给阳极，其下部防止回流二极管的阳极连接到DC电源线B，以便其第二总线输出可输送给阳极。关于如图1所示的偶数HDD 210，其上部防止回流二极管的阳极连接到DC电源线B，以便第二总线输出可以输送给阳极，其下部防止回流二极管的阳极连接到DC电源线A，以便其第一总线输出可输送给阳极。
在如上述构成的电源系统中，在没有遇到电源故障的正常操作期间，第一总线输出或第二总线输出从具有低导通电阻的上部防止回流二极管经过恒定电压电路部分220a输送给每个HDD 210。如果出现引起来自具有低导通电阻的上部防止回流二极管的总线输出丢失的电源故障，该总线输出从具有高导通电阻的下部防止回流二极管输送到恒定电压电路部分220a。
控制器的电源控制逻辑部分600经过母板布线连接到每个DC-DC转换器220的恒定电压电路部分220a和每个接口控制电路500A和500B的DC-DC转换器(DC/DC)，并向这些部件发送控制信号。恒定电压电路部分220a和DC-DC转换器(DC/DC)根据该控制信号启动或停止操作。例如，完成根据从外部主器件接收的写指令将存储器中储存的数据写入HDD 210中的程序之后，电源控制控制逻辑部分600输出控制信号以停止恒定电压电路部分200a的操作，否则会向已经完成写程序的HDD 210输出电源电压。
下面参照图2所示的方框图介绍由于例如与母板上地短路造成的电源故障的情况。如图2所示，如果由于DC电源线A与母板上的地短路而使第一总线输出损失，则沿着DC电源线B输送第二总线输出，以便补偿该损失。更具体地说，如果短路的DC电源线A连接到具有低导通电阻的上部二极管，当第一总线输出损失时，已经向其输送第一总线输出的HDD 210将经过DC电源线B自动转换到第二总线输出输送方案。该DC电源线B连接到具有高导通电阻的下部二极管。这就保证了即使发生与母板上的地短路的事件也可以正常访问HDD 210和其它部件。
作为设置在母板上的负载的HDD接口控制电路500A和500B形成冗余电路并经过DC-DC转换器从总线输出接收操作功率。因此，例如，如果在HDD接口控制电路500A中发生任何故障，DC-DC转换器可防止其它部件受到该故障的影响。因而，其余HDD接口控制电路500B可连续正常工作。结果是，由于安装到母板上的HDD 210保持可以访问，因此磁盘阵列器件中不会出现问题。
此外，如图3中的方框图所示，即使由于例如某个HDD外壳200上的短路而造成电源故障，由独立线提供的操作功率并联输送给所有HDD 210。因此，该故障限定在有故障的HDD外壳200及其错误校正组(ECC组)内。其中图中的粗虚线所包围示出。因此，该故障不影响整个磁盘阵列器件。
结果是，在故障恢复之后的数据恢复所需要的时间与恢复一个HDD210所需要的时间大约相同。这就不再需要采用可忍受所有安装的HDD210的数据恢复时间的高可靠性部件。
当使用如图14所示的常规技术时，由沿着AC/DC电源300a、300b和HDD 210之间的长电源路径的HDD 210的所有n个单元产生电源噪声。该电源噪声是由共享同一电源的多个HDD产生的。这个电源噪声例如是由于因HDD当中的操作状态差(例如，访问状态如空闲、搜索和读/写的差)产生的波纹电流或因电源路径所具有的阻抗产生的电压降产生的。
然而，在本实施例中，提供DC-DC转换器作为负载如HDD 210的电源，DC-DC转换器连接到负载的电源输入端，如图4中的方框图所示。因此，只在独立HDD外壳200内的电源路径中出现电压降和电源噪声。更具体地说，电压降和电源噪声发生在恒定电压电路部分220a和HDD 210之间的短电源路径内。结果是，可以大大降低电压降和电源噪声的程度。此外，DC-DC转换器220可在负载变化上继续执行，以便使由于负载变化造成的输入电压变化最小化。
此外，AC/DC电源300a和300b的输出电压设定在高于DC-DC转换器220的输出电压的值。通过这种方式，可减少AC/DC电源300a、300b和DC-DC转换器之间的电源路径中的电流和电压降，如图4所示。因此，不仅可以减少由电源馈送路径产生的噪声的量，而且低功耗、小尺寸、便宜部件可用于电源馈送路径。
关于图5中所示的HDD 200的热插入物，只在HDD外壳200适当安装到母板上之后，用于电源指令的控制线从电源控制逻辑部分600连接到DC-DC转换器220，以便使DC-DC转换器220工作。通过这种方式，DC-DC转换器220将不工作，直到HDD外壳200适当地安装到母板上并且转换器220接收到电源指令信号(电源导通信号)为止。
当DC-DC转换器220开始工作并振荡时，线性建立输出电压。结果是，好象抑制了到HDD 210的涌入电流。因此可以说DC-DC转换器220具有涌入电流保护功能。此外，由于只有被DC-DC转换器220限制的输入电流从AC/DC电源300a、300b流到DC-DC转换器220，因此可以向被输送相同总线输出的其它负载输送稳定电压，并且不需要设置用于保护涌入电流的专用电路。
如图6所示，关于从顶部计算HDD时的奇数的HDD 210，具有低导通电阻的上部防止回流二极管上的阳极连接到DC电源线A，因此第一总线输出可输送到该阳极，并且具有高导通电阻的下部防止回流二极管上的阳极连接到DC电源线B，因此第二总线输出可输送到该该阳极。关于从顶部计算HDD时的偶数的HDD 210，具有低导通电阻的上部防止回流二极管上的阳极连接到DC电源线B，因此第二总线输出可输送到该阳极，并且具有高导通电阻的下部防止回流二极管上的阳极连接到DC电源线A，因此第一总线输出可输送到该阳极。
换言之，设有连接到第一总线输出的具有低导通电阻的防止回流二极管的DC-DC转换器220的数量等于设有连接到第二总线输出的具有低导通电阻的防止回流二极管的DC-DC转换器220的数量。“DC-DC转换器220的数量相等”说法具有下列含义：当偶数个HDD 210存在于外壳内时，该数量可以除以二，这是组(线)的数量，该数量是相同的；当奇数个HDD 210存在于外壳内时，数量差为1。因此，在没有遇到电源故障的正常工作期间，它表示DC-DC转换器220的数量精确地相等或大概相等，直到输送给DC-DC转换器220的第一总线输出和第二总线输出相等地分配。“相等地分配”说法也可理解为作为第一总线输出的源的AC输入和作为第二总线输出的源的AC输入就电气来说相等地分配。
将DC电源线A和B连接到上部和下部防止回流二极管以确保输送给DC-DC转换器220的第一和第二总线输出相等地分配的结构不限于本实施例中的结构，也可采用各种其它设计。
如图7所示，控制器(图中的磁盘控制部分)700包括主接口控制部分710、存储器720、和HDD接口控制部分730。根据数据被写入HDD 210的状态，控制器700经过HDD接口控制部分730向电源控制逻辑部分600发送信号，用于控制每个DC-DC转换器220的操作。根据接收到的信号，电源控制逻辑部分600向每个DC-DC转换器220的恒定电压电路部分220a输送ON或OFF控制信号。
结果是，独立地控制DC-DC转换器220的输出操作，以便在HDD 210上独立的基础上进行电源馈送控制。此外，通过为每个HDD 210单独设置的DC-DC转换器可提供稳定的输出电压馈送。因此，当每个负载如HDD 210不操作时，可根据控制信号适当地切断DC-DC转换器220的输出。
在评估作为辅助电源的电池部分400的容量时，往常，需要使用大容量以便在例如降级期间确保外壳内的所有HDD工作。然而，本发明可以单独地切断给不必工作的负载的电源输出。
下面介绍在故障事件中的数据保证。当在母板等部件上发生电源系统故障时，该故障通常影响整个外壳。因此不能向备用磁盘复制/转录数据。然而，在本发明中，每个HDD 210的电源监控部分210b监视电源状态并向控制器(磁盘控制部分)700报告，如前所述和如图8所示。根据报告的电源状态，控制器700保存数据或进行某些其它故障恢复操作。因此，即使DC-DC转换器发生故障，只有相关的HDD将出现故障，所有其它部件保持完好。因此可以在备用磁盘上保存数据。
下面参照图7和8详细说明该操作。当由一个HDD 210的电源监控部分210b检测到电源故障(图8中的(1))时，如总线输出装置用于向如前述各个部分(图8中的(2))输送操作功率。同时，HDD 210的电源监控部分210b报告监控磁盘控制部分700的结果(图8中的(3))。当磁盘控制部分70从HDD 210的电源监控部分210b接收电源故障报告时，如果用于出故障的HDD 210的数据已经被写入磁盘控制部分700的存储器720中，磁盘控制部分700从存储器720读取数据并将其写在某些其它正常HDD 210中的备用磁盘上(图8中的(5))。然后磁盘控制部分700使用正常HDD 210中的备用磁盘工作，直到修复电源故障为止。没有出现故障的其它正常HDD 210通知磁盘控制部分700工作正常(图8中的(4))。
下面参照图9说明其中包含有缺陷HDD 210的磁盘阵列器件(图9中的磁盘子系统)是用于数据备份的复制目的的情况。往常，当在母板等部件上发生电源故障时，由于该故障将影响整个外壳，因此不能接受数据备份的请求。然而，根据本发明，可以保持磁盘阵列器件作为整体处于正常状态，因为某个HDD 210中的故障只是局部故障，如前所述。因此，在本发明中，数据备份可以复制给正常工作的HDD 210。
下面参照图7和9详细介绍该操作。当由HDD 210的电源监控部分210b检测到电源故障(图9中的(1))时，如总线输出装置用于向如前述各个部分(图9中的(2))输送操作功率。同时，HDD 210的电源监控部分210b向磁盘控制部分700报告监控结果。在磁盘阵列器件(图中的“磁盘子系统”)1中，通过从HDD 210的电源监控部分210b接收电源故障报告，磁盘控制部分700向主器件发送请求以停止从磁盘阵列器件1向磁盘阵列器件2(图中的磁盘子系统2)的数据转移和改变数据读取/数据写程序的目的地(图9中的(3))。磁盘阵列器件1中的磁盘控制部分700确认磁盘阵列器件2正常工作(图9中的(4))。确认之后，磁盘阵列器件1中的磁盘控制部分700将磁盘阵列器件1中的必须数据复制到正常工作的磁盘阵列器件2中(图9中的(5))。然后主器件将数据读/写程序的目的地从磁盘阵列器件1改变到磁盘阵列器件2(图9中的(6))。
图10中的方框图表示本发明用于磁盘阵列器件虚拟化的情况。在图中，假设包含在远处的HDD 210的多个HDD 210作为一个磁盘被管理和工作。即使在这种情况下在某个HDD 210中发生故障，根据本发明，这只是局部故障，如上所述。因此，可以保持磁盘阵列器件整体处于正常状态。根据本发明，即使发生这种局部故障，有可能采用正常工作的HDD 210进行数据读/写程序。
下面参照图7和10详细说明该操作。当由HDD 210的电源监控部分210b检测到电源故障(图10中的(1))时，如总线输出装置用于向如前述各个部分(图10中的(2))输送操作功率。同时，HDD 210的电源监控部分210b向磁盘控制部分700报告监控结果(图10中的(3))。如果出故障的HDD 210的数据已经写入磁盘控制部分700的存储器720中，在磁盘控制部分70从HDD 210的电源监控部分210b接收电源故障报告时，磁盘控制部分700从存储器720读取数据并将其写在某些其它正常HDD 210中的备用磁盘上(图10中的(5))。然后磁盘控制部分700使用正常HDD 210工作，直到修复电源故障为止。其没有出现故障的其它正常HDD 210(包括在远处的HDD)通知磁盘控制部分700它们正常工作(图10中的(4))。
下面参照图11介绍本实施例的改型。虽然改型没有电池部分400，也可以实施本发明，因为以冗余方式提供双重AC输入，作为电源系统。两个AC输入中的任一个执行电池部分400的辅助电源功能。
下面参照图12介绍本发明的另一实施例。在本实施例中，只提供一串(组)AC输入代替双重AC输入，并且AC/DC电源300a的总输出连接到电池部分400。这个电池部分的输出输送给DC电源线B并用做另一总输出。图13表示图12中所示的实施例的改型。在该改型中，AC/DC电源300a的总输出输送给电池部分400和电源控制逻辑部分600。此外，在DC电源线B中提供开关器件，该开关器件连接到电池部分400。这个开关器件包括功率MOS FET并承受由电源控制逻辑部分600进行ON/OFF控制。电源控制逻辑部分600监控总输出状态；只有在需要电池部分400的输出时，逻辑部分600使开关器件导通，否则，开关器件保持关断。
前面已经关于实施例介绍了本发明，应该理解本发明不限于这些实施例，在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以做各种改变。
下面将介绍由本发明的实施例提供的一些优点。
多个总线输出用做磁盘阵列器件内的每个负载的工作电源。因此，即使某个总线输出由于例如出现故障而损失，可向磁盘阵列器件内的所有负载输送另一个总线输出，作为工作电源。因此该磁盘阵列器件保持工作正常。
即使在负载如HDD中发生短路或其它电源故障，该故障被限制在存在故障的负载内，因为对于每个线(组)来说是独立输送工作电源的。结果是，故障不会影响整个磁盘阵列器件。
此外，故障可限制在单个有故障的HDD内。因此，故障修复之后的数据恢复所需要的时间不超过恢复一个HDD所需要的时间。这就不再需要使用高可靠性部件，其保证所有安装HDD的数据恢复的时间。
作为安装在母板上一个负载的HDD接口控制电路是双向的并经过DC-DC转换器从总线输出接收工作电源。因此，即使在一个HDD接口控制电路中发生故障，DC-DC转换器可防止故障扩散，由此确保其余HDD接口控制电路的正常工作。结果是，在访问安装在母板上的HDD中没有出现问题；因此，作为整体在磁盘阵列器件中没有出现问题。
其上安装作为被输送工作电源的负载的HDD、HDD接口控制电路和其它部件的电路板具有DC-DC转换器，其中DC-DC转换器连接到这些负载的电源输入端。因此可以使电源输入端和DC-DC转换器之间的布线距离最小，由此大大降低了电压降和噪声的产生。DC-DC转换器还跟踪每个负载的负载变化，由此使由于这种负载变化引起的输入电压变化最小化。
通常，当例如在母板上发生电源系统故障时，数据不能保存到备用磁盘上，因为故障影响了整个外壳。然而，在本发明的一个实施例中，在DC-DC转换器中产生的故障被限制在相关HDD内，因此不会影响其它部件。因此，数据可以保存到备用磁盘上。
用于指示电源的控制线连接到DC-DC转换器，以便只在HDD外壳适当安装到母板上之后使DC-DC转换器工作。因此，直到HDD外壳适当安装到母板上和接收到电源指令信号之后，DC-DC转换器才工作。
当DC-DC转换器开始工作和振荡时，线性形成输出电压。结果是，好象抑制了到HDD的涌入电流。因此可以说DC-DC转换器具有涌入电流保护功能。此外，由于只有被DC-DC转换器限制的输入电流从AC/DC电源流到DC-DC转换器，因此可以向被输送相同总线输出的其它负载输送稳定的电压，并且不必设置用于涌入电流保护的专用电路。
AC/DC电源的输出电压设定在高于稳压DC电源的输出电压的值。通过这种方式，可以减小AC/DC电源和DC-DC转换器之间的功率馈送路径中的电流和电压降。因此，不仅减少了从功率馈送路径的噪声产生的量，而且低功耗、小尺寸、便宜部件可用于功率馈送路径。
作为用于稳压DC电源的输入，使用输出的两个线(组)即第一和第二总线输出。当第一和第二总线输出正常时，连接到具有低导通电阻的防止回流二极管的总线输出用做稳压DC电源的输入。
该系统如此构成，使得设有具有低导通电阻并连接到第一总线输出的防止回流二极管的DC稳定电源的数量和设有具有低导通电阻并连接到第二总线输出的防止回流二极管的DC稳定电源的数量基本相同。这就保证了要输送给所有稳压DC电源的第一和第二总线输出是相等地分配。
当通过这种方式使AC/DC电源输出基本上相等时，在正常工作期间用于AC/DC电源的输入电流约为总电流消耗的一半(1/2)。结果是，可以减少由AC/DC电源产生的高频噪声的量。
独立地控制为各个负载如HDD提供的稳压DC电源的输出工作。更具体地说，可以为所有HDD独立地进行功率馈送控制，并且由为HDD单独设立的稳压DC电源可提供稳定的输出电压输送。因此，当负载如HDD不工作时，可根据控制信号适当切断稳压DC电源的输出。因此，在评估作为辅助电源的电池部分的容量时，往常，使用在例如降级期间为了确保外壳内的所有HDD工作所需要的大容量。然而，本发明可以独立地切断输出给不必工作的负载的电源。
结果是，不仅能提供电池部分容量可比以前更小，而且提高了设置的灵活性。因此，可以降低磁盘阵列器件的尺寸、重量和价格。
例如，在出现电源故障的情况下，在使用来自电池部分的电源完成降级程序之后，每个稳压DC电源的工作停止，其中提供每个稳压DC电源是用于向已经完成写程序的磁盘驱动器输出输送电压。这减少了用于降级程序的电池部分的功耗。
本发明可增强磁盘阵列器件的可靠性。

Claims (18)

1、一种由至少两个AC输入供电的磁盘阵列器件，包括：
对应每个所述AC输入提供的至少两个AC/DC电源组，每个所述AC/DC电源组包括连接到对应该组的AC输入的至少两个AC/DC电源，
其中，
来自所述AC/DC电源的输出对于每组分别相加作为组总输出，和
所述组总输出输入到所述磁盘阵列器件内的多个负载的每个上，以便给每个负载供电。
2、根据权利请求1的磁盘阵列器件，其中每个所述负载设有用于从所述组总输出产生输送电压的稳压DC电源。
3、根据权利请求2的磁盘阵列器件，其中所述稳压DC电源是DC-DC转换器。
4、根据权利请求2的磁盘阵列器件，其中所述负载是磁盘驱动器，和
包含所述磁盘驱动器的外壳包括所述稳压DC电源。
5、根据权利请求2的磁盘阵列器件，其中所述AC/DC电源的输出电压高于所述稳压DC电源的输出电压。
6、根据权利请求2的磁盘阵列器件，其中每个所述组总输出由第一组总输出和第二组总输出构成，
每个所述负载的每个所述DC稳压电源具有：
具有第一导通电压的第一防止回流器件，和
具有高于所说第一导通电压的第二导通电压的第二防止回流器件，
每个所述DC稳压电源中的所述第一防止回流器件的一端和所述第二防止回流器件的一端互相连接，和
其中所述第一防止回流器件的另一端连接到所述第一组总输出的DC稳压电源的数量和其中所述第一防止回流器件的另一端连接到所述第二组总输出的DC稳压电源的数量基本相同。
7、根据权利请求2的磁盘阵列器件，其中所述稳压DC电源根据输入到所述稳压DC电源的控制信号向所述负载输出所述输送电压。
8、根据权利请求4的磁盘阵列器件，还包括用于产生控制信号的电源控制电路，其中
当响应从外部主器件接收到的写指令而进行写程序以将储存在存储器中的数据写到所述磁盘驱动器中时，
所述电源控制电路输出控制信号以停止稳压DC电源的工作，其中稳压DC电源是用于向已经完成写程序的所述磁盘驱动器输出所述输送电压而提供的。
9、一种由AC输入供电的磁盘阵列器件，包括：
连接到所述AC输入的至少两个AC/DC电源，其中每个所述AC/DC电源的输出连接以提供总输出，和
向其提供所述总输出作为其输入的电池部分，其中
所述总输出和所述电池部分的输出输入到所述磁盘阵列器件内的多个负载的每个上，以便给每个负载供电。
10、一种给由至少两个AC输入供电的磁盘阵列器件供电的方法，所述方法包括：
对应每个所述AC输入提供至少两个AC/DC电源组，并且每个所述AC/DC电源组包括连接到对应该组的AC输入的至少两个AC/DC电源，
来自所述AC/DC电源的输出对于每组分别相加以获得每组的组总输出，和
将所述组总输出输入到所述磁盘阵列器件内的多个负载的每个上，以便给每个所述负载供电。
11、根据权利请求10的方法，其中每个所述负载设有用于从所述组总输出产生输送电压的稳压DC电源。
12、根据权利请求11的方法，其中所述稳压DC电源是DC-DC转换器。
13、根据权利请求11的方法，其中所述负载是磁盘驱动器，和
包含所述磁盘驱动器的外壳包括所述稳压DC电源。
14、根据权利请求11的方法，其中所述AC/DC电源的输出电压高于所述稳压DC电源的输出电压。
15、根据权利请求11的方法，其中每个所述组总输出由第一组总输出和第二组总输出构成，
每个所述负载的每个所述DC稳压电源具有：
具有第一导通电压的第一防止回流器件，和
具有高于所说第一导通电压的第二导通电压的第二防止回流器件，
每个所述DC稳压电源中的所述第一防止回流器件的一端和所述第二防止回流器件的一端互相连接，和
其中所述第一防止回流器件的另一端连接到所述第一组总输出的DC稳压电源的数量和其中所述第一防止回流器件的另一端连接到所述第二组总输出的DC稳压电源的数量基本相同。
16、根据权利请求11的方法，还包括：
所述稳压DC电源根据输入到所述稳压DC电源的控制信号向所述负载输出所述输送电压。
17、根据权利请求13的方法，还包括：
当响应从外部主器件接收到的写指令而进行写程序以将储存在存储器中的数据写到所述磁盘驱动器中时，
输出控制信号，以便停止用于向已经完成所说写程序的所述磁盘驱动器输出所述输送电压而提供的稳压DC电源的工作。
18、一种给由一个AC输入供电的磁盘阵列器件供电的方法，所述方法包括：
至少两个AC/DC电源连接到所述AC输入，连接每个所述AC/DC电源的输出以提供总输出，和向电池部分提供所述总输出作为其输入，
向所述磁盘阵列器件内的多个负载的每个输入所述总输出和所述电池部分的输出，以便给每个负载供电。
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