[发明专利]基于FPGA和RAID技术的大容量存储刀片及存取方法

说明书

本发明提供一种基于FPGA与RAID技术的大容量存储刀片及存取方法。该存储刀片包括：FPGA模块、RAID模块以及均与所述FPGA模块连接的板载SPI FLASH、DDR3存储器、RJ45连接器和VPX连接器；所述FPGA模块包括PL端和PS端，所述RAID模块包括多个mSATA固态硬盘；所述PL端和所述PS端通过AXI总线通讯；所述PL端通过SATA IP核与多个所述mSATA固态硬盘互联；所述板载SPI FLASH用于存储所述PL端的逻辑和所述PS端的Linux。本发明可以节约PCB布局空间，减少PCB设计难度，降低功耗。

技术领域

本发明涉及存储设备技术领域，尤其涉及一种基于FPGA和RAID技术的大容量存储刀片及存取方法。

背景技术

随着高分辨雷达带宽的增加和超高速采集技术的发展，数字雷达系统在数据实时存储过程中，要求存储设备具有长时间提供连续高速的存储性能。

为满足大容量的需求，独立冗余磁盘阵列(Redundant Array of IndependentDisk，RAID)技术可以充分发挥出多块硬盘的优势，提升硬盘速度，增大容量，提供容错功能以确保数据安全性，且易于管理，在任何一块硬盘出现问题的情况下都可以继续工作，不会受到损坏硬盘的影响。

目前比较常见的是2U存储服务器，通常采用x86处理器外挂RAID阵列卡配以相应数量硬盘的方式实现，而将x86处理器作为管理器无法实现性能与功耗的高收益比。

发明内容

针对现有采用x86处理器作为管理器的存储服务器所存在的性能与功耗的收益较差问题，本发明提供一种基于FPGA和RAID技术的大容量存储刀片，功耗低且具有高速大容量的存储性能。

本发明提供的一种基于FPGA和RAID技术的大容量存储刀片，包括：FPGA模块、RAID模块以及均与所述FPGA模块连接的板载SPI FLASH、DDR3存储器、RJ45连接器和VPX连接器；

所述FPGA模块包括PL端和PS端，所述RAID模块包括多个mSATA固态硬盘；所述PL端和所述PS端通过AXI总线通讯；所述PL端通过SATA IP核与多个所述mSATA固态硬盘互联；所述板载SPI FLASH用于存储所述PL端的逻辑和所述PS端的Linux。

进一步地，所述PS端通过SDIO接口外接有板载EMMC颗粒。

进一步地，所述PL端通过两路SRIO x4接口连接所述VPX连接器，经由所述VPX连接器与第三方设备互联。

进一步地，所述FPGA模块还通过第一路RGMII接口与第一88E1512芯片互联，所述第一88E1512芯片连接所述VPX连接器，经由所述VPX连接器对外提供SerDes网络；以及通过第二路RGMII接口与第二88E1512芯片互联，所述第二88E1512芯片连接RJ45连接器，经由所述RJ45连接器对外提供MDI网络。

进一步地，所述存储刀片还包括：

板级健康管理控制器，用于实时获取所述存储刀片的功耗和温度。

进一步地，所述板级健康管理控制器采用GD32单片机。

进一步地，所述FPGA模块采用XC7Z045芯片。

进一步地，所述存储刀片还包括供电模块，所述供电模块连接所述VPX连接器，通过所述VPX连接器接入直流12V电压；所述供电模块包括直流降压电源和LDO模块，用于输出各模块所需电压。

本发明还提供一种基于上述的大容量存储刀片的数据存储方法，包括：

步骤1：将用户数据通过VPX连接器经由SRIO接口进入FPGA模块的PL端；

步骤2：采用DMA方式将所述用户数据暂存至DDR3存储器中；