[實用新型]FPGA高性能采集卡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720750928.0
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN206962828U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 王興會;竺紅軍;范必能;王勇;劉志慧
• 申請（專利權）人: 杭州勵智科技有限公司
• 主分類號: H04L12/02
• 分類號: H04L12/02
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所33233
• 代理人: 陳龍

技術領域

本實用新型屬于網(wǎng)絡設備技術領域，尤其是涉及一種FPGA高性能采集卡。

背景技術

隨著網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡信息安全管理的需求越來越多，很多行業(yè)提出了對網(wǎng)絡行為、內(nèi)容、流量等網(wǎng)絡數(shù)據(jù)進行監(jiān)控與審計的需求。目前該技術領域主要采用萬兆網(wǎng)卡加服務器的方案來實現(xiàn)，其中萬兆網(wǎng)卡主要用來采集網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，服務器進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的識別、過濾和分析。這些年來網(wǎng)絡傳輸速度及數(shù)據(jù)量在不斷提高，采用原有方案由于依賴于服務器CPU的大量中斷和網(wǎng)絡協(xié)議棧的層層解析，大大降低了數(shù)據(jù)處理速度，導致在萬兆網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象越來越多，問題也愈加突出。如果采用更高性能的服務器將導致成本高昂難以推廣應用。針對上述問題，人們提出了各種不同的解決方案，例如，通過數(shù)據(jù)采集卡來對服務器進行拓展，其中，數(shù)據(jù)采集卡是實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能的計算機擴展卡，它可以通過USB、PXI、PCI、PCIExpress、火線、PCMCIA、ISA、485、232、以太網(wǎng)、各種無線網(wǎng)絡等總線接入個人計算機。但是現(xiàn)有的采集卡存在著諸多問題，例如，數(shù)據(jù)采集的精度較低、無法滿足多路要求，采集速度低，因此，設計出一種多路、精度高、速度快的數(shù)據(jù)采集卡顯得尤為必要和迫切。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種硬件架構簡單采集速度塊的FPGA高性能采集卡。

為達到上述目的，本實用新型采用了下列技術方案：本FPGA高性能采集卡，其特征在于，本采集卡為具有呈層疊設置的核心板和底板的PCIe半高卡，所述的核心板包括FPGA芯片、若干內(nèi)存條、Flash存儲器、有源差分晶振、撥碼開關、加密芯片、EEPROM、高性能印刷電路板連接器和至少一個JTAG接口以及至少一個GPIO接口，且所述的底板上設有與核心板相連且用于與服務器主板相連的PCIe接口，所述的底板上還設有若干分別與核心板相連的SFP+萬兆光接口，且核心板與底板采用高性能印刷電路板連接器連接。

在上述的FPGA高性能采集卡中，所述的核心板具有支持萬兆傳輸速率的FPGA芯片，且所述的FPGA芯片上連接有PCIe Gen2接口和/或PCIe Gen3接口。

在上述的FPGA高性能采集卡中，所述的內(nèi)存條的數(shù)量為兩個且均為512MB DDR3SDRAM內(nèi)存條。

在上述的FPGA高性能采集卡中，所述的Flash存儲器為64MB NOR Flash存儲器。

在上述的FPGA高性能采集卡中，所述的有源差分晶振為200MHz晶振。

在上述的FPGA高性能采集卡中，所述的底板還包括與核心板相連的雙路DC/DC電源系統(tǒng)，且所述的雙路DC/DC電源系統(tǒng)分別連接有若干LED指示燈。

與現(xiàn)有的技術相比，本FPGA高性能采集卡的優(yōu)點在于：擯棄了網(wǎng)卡作為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)審計系統(tǒng)中的采集與過濾的方式，充分利用了FPGA硬件并行處理的優(yōu)勢,運算高效的優(yōu)勢，提高了系統(tǒng)的實時效率，不僅能提高數(shù)據(jù)采集、分析速度，還能提高數(shù)據(jù)傳輸速率，降低丟包率；提高了數(shù)據(jù)采集、分析、傳輸?shù)陌踩浴?/p>

附圖說明

圖1為本實用新型提供的原理框圖。

圖中，核心板1、FPGA芯片11、內(nèi)存條12、Flash存儲器13、有源差分晶振14、撥碼開關15、JTAG接口16、GPIO接口17、加密芯片18、EEPROM19、高性能印刷電路板連接器20、底板2、PCIe接口21、SFP+萬兆光接口22、LED指示燈23、雙路DC/DC電源系統(tǒng)24、外部供電接口25。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步詳細的說明。

如圖1所示，本FPGA高性能采集卡為具有呈層疊設置的核心板1和底板2的PCIe半高卡，核心板1包括FPGA芯片11、若干內(nèi)存條12、Flash存儲器13、有源差分晶振14、撥碼開關15、加密芯片18、EEPROM19、高性能印刷電路板連接器20和至少一個JTAG接口16以及至少一個GPIO接口17，且底板2上設有與核心板1相連且用于與服務器主板相連的PCIe接口22，底板2上還設有若干分別與核心板1相連的SFP+萬兆光接口21，且核心板1與底板2采用高性能印刷電路板連接器20連接。這里的PCIe半高卡(高速串行計算機擴展總線標準半高卡，適用于半高服務器，兼容全高服務器,FPGA具有硬件并行處理的優(yōu)勢,做運算有時只需1個時鐘周期，不僅能提高數(shù)據(jù)采集、分析速度，還能提高數(shù)據(jù)傳輸速率，降低丟包率，提高數(shù)據(jù)采集、分析、傳輸?shù)陌踩浴?/p>