一种支持虚拟接口的存储网络适配器

摘要

基于虚拟接口的存储网络适配器，属于计算机存储技术领域。通过在FPGA芯片内采用软硬件结合的方式实现虚拟接口协议、数据缓存管理功能，减少主机通信开销，达到拓展存储网络有效带宽，提高访问速度，增强网络互连互操作性等目的。本发明包括主机接口、片上系统、以太网接口和虚拟接口专用逻辑电路；片上系统与以太网接口通过片上系统总线互连；主机接口与片上系统采用共享内存的通信机制实现互连与通信。本发明减少节点通信开销，获得更高效的传输性能；采用VIA轻量级通信协议，减少通信过程的数据拷贝，缩短存储数据的关键路径；底层采用以太网作为传输介质，保证了与现有网络的互连互操作性；软硬件协同工作，加快了协议处理过程。

主权项

1.一种支持虚拟接口的存储网络适配器，包括主机接口、片上系统、以太网接口和虚拟接口专用逻辑电路；片上系统与以太网接口通过片上系统总线互连；主机接口与片上系统采用共享内存的通信机制实现互连与通信；(1)主机接口是通信主机与本存储网络适配器进行命令、数据交互的界面，当主机需要进行数据通信传输时，通过主机接口向本存储网络适配器发出请求命令，待本存储网络适配器响应后再向主机接口提交或从主机接口获取通信数据；(2)片上系统包括嵌入式核心处理器、片上系统总线、存储器，构成一个具有协议处理、I/O能力的嵌入式计算机系统，通过执行固件代码，配合虚拟接口专用逻辑电路，完成下述功能：(2-1)数据发送，当获取主机的发送请求VI描述符后，解析描述符获取数据缓存的逻辑地址和数据长度，完成数据缓存的地址映射，获取数据的物理地址，启动DMA从主机主存取得要传输的数据，形成VIA数据包并将其封装成以太网帧，启动以太网接口传输数据；(2-2)数据接收，从以太网获取数据帧，从中解析出VI数据包头，识别出数据目的VI，形成完整的VI数据包，从接收描述符队列中查找出对应的接收描述符，地址映射获取目的用户的缓存物理地址，启动DMA将数据传输到用户的接收缓存；(3)以太网接口包括以太网的媒体访问控制层，完成对以太网帧的发送和接收控制；它一端与片上系统通过系统总线连接，接收片上系统的控制，进行帧的发送和接收，另一端提供GMII或MII接口，方便采用不同的以太网物理介质的接入；(4)虚拟接口专用逻辑电路在FPGA芯片内部通过硬件描述语言实现，包括DMA控制器和实现VI的专用逻辑电路，完成存储数据的DMA传输、地址映射、描述符队列管理、描述符解析以及校验码的生产与验证功能。