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基于FPGA的磁盤陣列控制器的硬件設計與實現.rar

  • 資源大小:834 K
  • 上傳時間: 2023-10-12
  • 上傳用戶:qdxqdxqdxqdx
  • 資源積分:2 下載積分
  • 標      簽: FPGA

資 源 簡 介

隨著存儲技術的迅速發展,存儲業務需求的不斷增長,獨立的磁盤冗余陣列可利用多個磁盤并行存取提高存儲系統的性能。磁盤陣列技術采用硬件和軟件兩種方式實現,軟件RAID(Redundant Array of Independent Disks)主要利用操作系統提供的軟件實現磁盤冗余陣列功能,對系統資源利用率高,節省成本。硬件RAID將大部分RAID功能集成到一塊硬件控制器中,系統資源占用率低,可移植性好。 分析了軟件RAID的性能瓶頸,使用硬件直接完成部分計算提高軟件RAID性能。針對RAID5采用FPGA(Field Programmable Gate Array)技術實現RAID控制器硬件設計,完成磁盤陣列啟動、數據緩存(Cache)以及數據XOR校驗等功能。基于硬件RAID的理論,提出一種基于Virtex-4的硬件RAID控制器的系統設計方案:獨立微處理器和較大容量的內存;實現RAID級別遷移,在線容量擴展,在線數據熱備份等高效、用戶可定制的高級RAID功能;利用Virtex-4內置硬PowerPC完成RAID服務器部分配置和管理工作,運行Linux操作系統、RAID管理軟件等。控制器既可以作為RAID控制卡在服務器上使用,也可作為一個獨立的系統,成為磁盤陣列的調試平臺。 隨著集成電路的發展,芯片的體積越來越小,電路的布局布線密度越來越大,信號的工作頻率也越來越高,高速電路的傳輸線效應和信號完整性問題越來越明顯。RAID控制器屬于高速電路的范疇,在印刷電路板(Printed Circuit Block, PCB)實現時分別從疊層設計、布局、電源完整性、阻抗匹配和串擾等方面考慮了信號完整性問題,并基于IBIS(I/O Buffer Information Specification)模型進行了信號完整性分析及仿真。

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