[实用新型]可编程刀片服务器结构

说明书

技术领域

本实用新型属于刀片服务器领域，具体是一种可编程刀片服务器结构。      

背景技术

目前的刀片服务器的基本都是基于固定逻辑芯片设计的，设计制造完成后，其硬件逻辑功能保持不变，其背板仅有数据交换或信号通道功能。另外目前已有的刀片服务器内的协议交换是不能随意改变的，扩展性和灵活性有限。而且传统刀片服务器的网络接口、SAN光纤通讯、Infiniband通讯以及FC接口，都需要在服务器刀片上有相应的接口卡，外部需要相应协议的交换机，系统复杂，成本高，可靠性不高。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可编程刀片服务器结构。

一种可编程刀片服务器结构，包括背板和若干个插在背板PCIE插槽上的处理器刀片，其特征在于每个PCIE插槽的收发通道连接FPGA的高速收发器，其中主端点通道连接到FPGA 的cvp配置功能指定的通道，FPGA内通过若干个PCIE端点IP核按对应的PCIE插槽分别与对应的设备端点连接，设备端点与可编程逻辑模块连接，可编程逻辑模块与PCIE IO 接口连接。

所述的一种可编程刀片服务器结构，其特征在于所述处理器刀片中的主处理器刀片设置有用于远程更新的前面板网络接口。

所述的一种可编程刀片服务器结构，其特征在于所述PCIE IO 接口通过高速收发通道与以太网SFP光接口连接，所述设备端点连接FPGA内的以太网MAC，以太网MAC连接PCS，PCS连接PMA。

所述的一种可编程刀片服务器结构，其特征在于所述设备端点连接FPGA内的以太网MAC，以太网MAC与以太网协议交换逻辑连接，以太网协议交换逻辑通过FPGA逻辑实现协议交换。

所述的一种可编程刀片服务器结构，其特征在于所述设备端点连接FPGA内的SATA MAC，SATA MAC连接PCS，PCS连接PMA，所述PCIE IO 接口通过高速收发通道与SATA接口连接。

所述的一种可编程刀片服务器结构，其特征在于所述处理器刀片之间通过设备端点的BAR寄存器的读写访问实现FIFO高速互联通信。

所述的一种可编程刀片服务器结构，其特征在于每个处理器刀片分配一个DMA地址，其中主处理器刀片的端点设备可以控制地址映射读写控制模块，通过中断控制模块发起对其他处理器的中断。

本发明的可编程刀片服务器结构，在背板中使用Altera 公司Stratix V(或Arria V或Cyclone V)FPGA作为背板核心芯片，使用了三级灵活性创新处理，第一个灵活性处理是：特定的组合了1、FPGA动态重配置cvp功能，2、FPGA PCIE配置通道设计为主通道结构，3、FPGA PCIE端点设备的可编程性、4、带网络连接和配置FPGA功能的主刀片，连接支持各种不同外设，未来需要的外设可通过主处理器刀片网络实时动态更新到本发明结构中，使本结构支持远程网络软件定义的硬件逻辑更新，使这种结构适应硬件可定制服务器中应用。结构第二个灵活性处理是在背板PCIE插槽后联入FPGA，将PCIE设备逻辑在FPGA中实现，利用FPGA设备逻辑的可编程性，只要提供逻辑编程后的FPGA协议处理模块就可以实现应用需要的任何数字交换协议，不限定某一特定的协议，结构的第三个灵活性处理是将输出接口部分通过相同的PCIE插槽连接IO刀片，使输出接口适应各种不同需求，因此本结构具有目前刀片服务器结构无法比拟的PCIe设备扩展性和处理协议灵活性。同时该结构还能利用FPGA器件的逻辑互通提供服务器刀片之间的高速数据交换功能、高性能群集计算功能。本结构中扩展连接设备在FPGA内实现，服务器内刀片之间的协议交换同样在FPGA内实现，省去了接口卡和交换机投入，降低了系统成本和复杂性。芯片内逻辑连接代替了外部线缆的物理接插连接减少，提高了系统可靠性。本结构的连接方式使不同服务器刀片的PCIE外设处于相同FPGA内，使得服务器刀片之间的管道数据通信不再需要复杂的协议，能有效提高数据通讯的效率。该结构让不同Pcie域空间的设备处于同一FPGA逻辑芯片内，能提供刀片主机之间的高速通信。结构支持FPGA内实现Pcie-Pcie不透明桥逻辑功能，支持刀片服务器间内存相互访问。

附图说明

图1是本实用新型的可编程刀片服务器的物理结构图；

图2是本实用新型的可编程刀片服务器的FPGA逻辑结构图；

图3是本实用新型的可编程刀片服务器的主处理器刀片结构；

图4是本实用新型的可编程刀片服务器的FPGA内扩展千兆／万兆SFP光接口以太网逻辑结构示意图；