隨著存儲技術(shù)的迅速發(fā)展,存儲業(yè)務(wù)需求的不斷增長,獨(dú)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(tǒng)的性能。磁盤陣列技術(shù)采用硬件和軟件兩種方式實(shí)現(xiàn),軟件RAID(Redundant Array of Independent Disks)主要利用操作系統(tǒng)提供的軟件實(shí)現(xiàn)磁盤冗余陣列功能,對系統(tǒng)資源利用率高,節(jié)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(tǒng)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(jì)算提高軟件RAID性能。針對RAID5采用FPGA(Field Programmable Gate Array)技術(shù)實(shí)現(xiàn)RAID控制器硬件設(shè)計(jì),完成磁盤陣列啟動、數(shù)據(jù)緩存(Cache)以及數(shù)據(jù)XOR校驗(yàn)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(tǒng)設(shè)計(jì)方案:獨(dú)立微處理器和較大容量的內(nèi)存;實(shí)現(xiàn)RAID級別遷移,在線容量擴(kuò)展,在線數(shù)據(jù)熱備份等高效、用戶可定制的高級RAID功能;利用Virtex-4內(nèi)置硬PowerPC完成RAID服務(wù)器部分配置和管理工作,運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)、RAID管理軟件等。控制器既可以作為RAID控制卡在服務(wù)器上使用,也可作為一個獨(dú)立的系統(tǒng),成為磁盤陣列的調(diào)試平臺。 隨著集成電路的發(fā)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(yīng)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(shí)現(xiàn)時分別從疊層設(shè)計(jì)、布局、電源完整性、阻抗匹配和串?dāng)_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(jìn)行了信號完整性分析及仿真。
標(biāo)簽:
FPGA
磁盤陣列
控制器
上傳時間:
2013-04-24
上傳用戶:jeffery