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串行RapidIO总线在存储系统中的应用研究

发布时间:2018-04-02 06:31

  本文选题:RapidIO 切入点:FPGA 出处:《西安电子科技大学》2013年硕士论文


【摘要】:信息技术在各个领域中扮演着越来越重要的角色,信息技术的不断发展正推动存储体系发生着革命性变化。这些变革因素主要体现在数据存储量的急剧膨胀、数据访问量的迅速增加和数据存储速率的不断提高。基于传统并行总线的集中式数据存储模式在系统的存储容量、访问带宽和规模扩展等方面都逐渐显现出不足,研究新的基于串行交换体系架构的数据高速存取技术成为了迫切的军事需求之一。 本文针对传统系统的不足设计了串行交换存储系统,采用RapidIO总线作为端点器件和交换机之间的互连协议,实现系统内数据和命令高速交换。主要工作包括: 首先,,设计存储系统硬件平台,主要节点:网络主机MPC8641,网络端点FPGAXC5VLX50TFF1136以及连接主机和端点的交换器件Tsi578; 然后,在平台中实现底层链路建立、网络配置;在外部数据端点实现RapidIO事务的包参数控制和收发;在存储端点实现数据和命令接收、解析、DDR2缓存和转发。 最后,在配置成功的平台中实现端点之间的命令和数据的高速交换和传输,并对RapidIO的直接I/O事务、消息事务及本文设计的读写事务的有效数据传输速率和事务响应时间进行测试,并作出同类事务间的传输性能对比,测试结果作为工程应用参考。 测试结果表明采用串行RapidIO作为系统内传输协议解决了传统存储系统传输效率低、系统带宽低和扩展性差等问题,并且还拥有低延迟、架构灵活、性能稳定等优点。本文设计平台的总带宽可达80Gbps,性能指标能够满足当前存储系统的工程需求。
[Abstract]:Information technology plays a more and more important role in various fields , and the continuous development of information technology is driving a revolutionary change in the storage system . These changes are mainly reflected in the rapid expansion of data storage , the rapid increase of data access and the improvement of data storage rate . The centralized data storage mode based on the traditional parallel bus has become insufficient in the storage capacity , access bandwidth and scale extension of the system , and it becomes one of the urgent military needs to study the new data high - speed access technology based on the serial switching system architecture .

In this paper , the serial switching storage system is designed aiming at the deficiency of the traditional system , and the data and order high - speed switching in the system is realized by using the Rapid IO bus as the interconnection protocol between the endpoint device and the switch . The main work includes :

Firstly , the hardware platform of the storage system is designed , and the main nodes are the network host MPC 8641 , the network endpoint FPGAXC5VLX50TFF1136 , and the switching device of the connecting host and the endpoint .


then , the base layer link establishment and the network configuration are realized in the platform ;
implementing the packet parameter control and the sending and receiving of the Rapid IO transaction at the external data end point ;
Data and command receive , resolution , DDR2 cache , and forwarding are implemented at the storage endpoint .

Finally , the high - speed switching and transmission of commands and data between the endpoints are realized in the successful platform , and the direct I / O transactions , the message transactions and the effective data transmission rate and transaction response time of the read - write transactions designed in this paper are tested , and the transmission performance comparison among the similar transactions is made , and the test results are used as reference for engineering applications .

The test results show that the transmission efficiency of the traditional storage system is low , the bandwidth of the system is low and the expansibility is poor , and the system has the advantages of low transmission efficiency , low system bandwidth , stable performance and the like , and the total bandwidth of the design platform can reach 80Gbps , and the performance index can meet the engineering requirements of the current storage system .

【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP333

【参考文献】

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本文编号:1699161

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