[发明专利]千兆虚拟网卡

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种千兆虚拟网卡。

背景技术

目前，现有技术中的网卡功能单一，不能同时支持多种接口、多种协议。如果要实现千兆网卡，就需要专用的千兆以太网控制芯片或专用网络控制芯片(POS协议)。现有技术中的网卡芯片，功能被定制，比较单一，而且在数据包处理上还主要依赖CPU，增加了CPU的负担。目前很多技术都是在网卡上增加硬件加速功能，如TOE、虚拟化等技术来减轻CPU负载，提高CPU的效率。

需要一种能够解决以上一个或多个问题的网卡。

发明内容

针对相关技术中存在的一个或多个问题，本发明的目的在于提供一种千兆虚拟网卡，以解决上述问题中的至少之一。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种千兆虚拟网卡，采用FPGA芯片来实现千兆以太网控制器功能，该千兆虚拟网卡包括：FPGA模块，用于通过FPGA芯片来实现千兆网卡控制器功能；以及物理接口收发器，连接至FPGA模块，用于与FPGA模块结合，接收和发送数据包。

根据本发明的实施例，FPGA模块包括：PCIe控制器，用于实现PCIe总线协议；PCIe主机接口模块，用于在PCIe控制器的控制下，与中央处理器进行通信；数据包发送模块，与PCIe主机接口模块连接，用于发送数据包到主机；数据包接收模块，与PCIe主机接口模块连接，用于接收来自主机的数据包；过滤模块，与数据包发送模块和数据包接收模块连接，用于对数据包进行过滤；以及千兆MAC模块，与过滤模块连接，用于进行媒体接入控制。。

根据本发明的实施例，数据包发送模块支持TSO功能。

根据本发明的实施例，数据包接收模块支持LRO功能。

根据本发明的实施例，过滤模块支持一种或多种过滤功能。

根据本发明的实施例，FPGA芯片为Xilinx Virtex5LX50T。

根据本发明的实施例，千兆虚拟网卡的物理接口收发器为BroadcomBCM5482。

根据本发明的实施例，千兆虚拟网卡支持1000Base-T和1000Base-XGigabit Ethernet协议。

根据本发明的实施例，通过改变物理接口收发器外部时钟的频率，千兆虚拟网卡支持POS协议。

根据本发明的实施例，千兆虚拟网卡连接有DDR2SDRAM模块。

借助本发明上述至少一个技术方案，本发明充分利用了FPGA内部丰富的资源，用其来实现千兆以太网控制器功能。与专用以太网控制芯片相比，更加灵活，网络接口更加丰富。可以通过软件定制不同功能的网卡，实现不同的网络协议，如千兆以太网协议、POS协议等。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的千兆虚拟网卡的示意图；以及

图2是根据本发明的实施例的千兆虚拟网卡的逻辑框图。

具体实施方式

图1是根据本发明的实施例的千兆虚拟网卡的示意图。如图1所示，根据本发明的实施例的千兆虚拟网卡，采用FPGA芯片来实现千兆以太网控制器功能，该千兆虚拟网卡包括：FPGA模块102，用于通过FPGA芯片来实现千兆网卡控制器功能；以及物理接口收发器104，连接至FPGA模块，用于与FPGA模块结合，接收和发送数据包。

另外，千兆虚拟网卡可以连接DDR2SDRAM模块106。

图2是根据本发明的实施例的千兆虚拟网卡的FPGA模块的示意图。如图2所示，FPGA模块102包括：PCIe控制器102-2，用于实现PCIe总线协议；PCIe主机接口模块102-4，用于在PCIe控制器的控制下，与中央处理器进行通信；数据包发送模块102-6(Tx，支持TSO功能)，与PCIe主机接口模块连接，用于发送数据包到主机；数据包接收模块102-8(Rx，支持接收端大包分割(Larger Receive Offload，LRO)功能)，与PCIe主机接口模块连接，用于接收来自主机的数据包；过滤模块102-10，与数据包发送模块和数据包接收模块连接，用于对数据包进行过滤；以及千兆MAC模块102-12，与过滤模块连接，用于进行媒体接入控制。以太网MAC模块由IEEE-802.3以太网标准定义，它实现了一个数据链路层，与其接口的是千兆以太网PHY-BCM5482(物理层)。主机通过PCIe总线获得FPGA内部的状态信息、进行数据的传递。

根据本发明的实施例，数据包发送模块可以支持TSO(TCP/IPSegmentation offload，TCP卸载)功能，数据包接收模块可以支持LRO功能。