[發明專利]一種基于FPGA芯片的sata擴展架構

有效

• 申請號: 201410007402.4
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN103778095A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 張慶敏;張衡;汪圣平;史順波
• 申請（專利權）人: 無錫眾志和達數據計算股份有限公司
• 主分類號: G06F13/42
• 分類號: G06F13/42;G06F13/38
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及sata擴展設計領域，尤其涉及一種基于FPGA芯片的sata擴展架構。

背景技術

隨著計算機和互聯網技術的發展，越來越龐大的用戶數量導致數據急劇增加，對服務器存儲空間的要求也越來越高。

目前很多數據服務提供商通過加入新服務器的方法增加存儲空間以應對存儲數據的劇增。但是在原有系統處理性能足夠，而僅僅是缺少存儲空間的情況下，這種做法無疑會大幅度增加服務提供商的成本。雖然市場上有sata擴展板出售，但是這些sata擴展板大多只能額外擴展幾塊sata存儲器，相對于較為普遍的具有十幾或幾十個硬盤數量的存儲陣列，其能夠提供的硬盤容量擴展有限。

一般基于FPGA芯片的sata相關設計都會把完整的sata協議實現于一塊FPGA芯片芯片內，對于數量較少的sata設計而言不需要太多的關注FPGA芯片資源需求，但是對于多路sata并行設計而言，對FPGA芯片資源要求太高，尤其是高速串行接口資源，這會造成系統成本過高。

aurora是Xilinx公司提出的一種可擴展的、輕量型的、鏈路層的點對點串行差分高速數據傳輸協議，其傳輸的數據采用8b/10b編碼。aurora主要是針對芯片級以及板級的數據傳輸，不具備上層應用協議，即只負責數據傳輸。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術的缺陷，提供一種系統資源均衡化、有效提高存儲空間、降低擴展成本的基于FPGA芯片的sata擴展架構。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種基于FPGA芯片的sata擴展架構，包含sata主機適配器和sata設備適配器，其中sata主機適配器用于實現sata傳輸層功能，sata設備適配器用于實現sata鏈路層和物理層功能，sata主機適配器和sata設備適配器之間基于aurora協議進行通信。

作為本發明一種基于FPGA芯片的sata擴展架構進一步的優化方案，所述sata主機適配器包含第一PCB板、PCIe接口、第一FPGA芯片，所述第一FPGA芯片和PCIe接口設置在第一PCB板上，所述第一FPGA芯片包含PCIe控制模塊、至少一個sata傳輸層模塊、用于sata數據和aurora數據之間相互轉化的第一sata與aurora數據管理模塊和兩個aurora控制模塊，所述PCIe控制模塊與所述PCIe接口相連，所述sata傳輸層模塊分別和所述PCIe控制模塊、第一sata與aurora數據管理模塊相連，所述兩個aurora控制模塊與所述第一sata與aurora數據管理模塊相連。

作為本發明一種基于FPGA芯片的sata擴展架構進一步的優化方案，所述sata設備適配器包含第二PCB板、第二FPGA芯片、個數與所述sata傳輸層模塊的數量相同的stat?pm芯片和個數與所述sata傳輸層模塊的數量相同的sata接口，所述第二FPGA芯片、stat?pm芯片、sata接口均設置在第二PCB板上，所述第二FPGA芯片包含兩個aurora控制模塊、用于sata數據和aurora數據之間相互轉化的第二sata與aurora數據管理模塊、個數與所述sata傳輸層模塊的數量相同的sata鏈路層模塊、以及個數與所述sata傳輸層模塊的數量相同的sata物理層模塊，所述sata設備適配器的兩個aurora控制模塊通過minisas線分別與所述第一FPGA芯片中的兩個aurora控制模塊對應相連，所述第二sata與aurora數據管理模塊分別和所述sata鏈路層模塊、所述sata設備適配器的兩個aurora控制模塊相連，所述sata鏈路層模塊與所述sata物理層模塊對應相連，所述sata物理層模塊與所述stat?pm芯片對應相連，所述stat?pm芯片與所述sata接口對應相連。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

1.將sata協議進行分割實現，使得PCIe和sata?phy物理接口處于不同的FPGA芯片內，大幅提高系統資源均衡化，有效降低系統設計成本，為系統設計帶來極大便利；

2.可以支撐較多的可擴展sata硬盤數量，不僅在很大程度上提高存儲系統的存儲空間，還有效降低存儲空間的擴展成本。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構框圖；

圖2為本發明中sata主機適配器的硬件結構框圖；

圖3為本發明中sata設備適配器的硬件結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明：