利用PCI局部總線實(shí)現(xiàn)BIade Server的數(shù)據(jù)交換

摘要：通過(guò)對(duì)刀片服務(wù)器基本概念、主要組成以及內(nèi)部架構(gòu)的分析和研究，針對(duì)刀片與主板之間的高速通信需求，采用PCI總線作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議，給出了PCI局部總線的詳細(xì)分析和設(shè)計(jì)流程，以及系統(tǒng)所采用的“PCI+FPGA+FLASH”方案的具體實(shí)現(xiàn)方法和步驟，最后給出了實(shí)際的測(cè)試驗(yàn)證結(jié)果，相關(guān)結(jié)論，對(duì)設(shè)計(jì)PCI通信系統(tǒng)具有較強(qiáng)的借鑒意義。
關(guān)鍵詞：刀片服務(wù)器；主板；PCI；局部總線；FPGA

新一代機(jī)架式服務(wù)器Blade Server(刀片服務(wù)器)，應(yīng)用iSCSI協(xié)議，通過(guò)TCP／IP實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，利用Intemet，可將SCSI數(shù)據(jù)包傳到地球上的任何地方。
筆者著眼于刀片服務(wù)器的內(nèi)部構(gòu)架和整體方案的介紹，主要論述了基于FPGA的刀片與主板之間PCI數(shù)據(jù)交換的具體實(shí)現(xiàn)方法。

1 刀片服務(wù)器系統(tǒng)構(gòu)架
刀片服務(wù)器是一種HAHD(High Availability High Density，高可用高密度)的低成本服務(wù)器平臺(tái)，是專門為特殊應(yīng)用行業(yè)和高密度計(jì)算機(jī)環(huán)境設(shè)計(jì)的。每一塊刀片均由“系統(tǒng)服務(wù)器主板+控制板”組成，可以遠(yuǎn)程啟動(dòng)Windows NT／2000、Linux、Solaris等操作系統(tǒng)。類似于獨(dú)立的服務(wù)器，每塊刀片可以沒(méi)有獨(dú)立硬盤來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而是多個(gè)刀片共享一個(gè)Raid磁盤陣列。在該模式下，每個(gè)刀片運(yùn)行自己的系統(tǒng)，服務(wù)于用戶指定的不同用戶群，相互之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)，不過(guò)也可以通過(guò)系統(tǒng)軟件將這些刀片集合成一個(gè)服務(wù)器集群，在集群模式下，所有的刀片連接起來(lái)提供高速網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源共享，為相同的用戶群服務(wù)。用戶若需提高整體性能，只需在集群中插入新的刀片即可。刀片可熱插拔，替換便捷，且維護(hù)時(shí)間減到最小。
機(jī)架中的服務(wù)器(刀片)可以通過(guò)智能KVM轉(zhuǎn)換板共享一套鍵盤、顯示器和鼠標(biāo)，以訪問(wèn)多臺(tái)服務(wù)器(刀片)，從而便于進(jìn)行升級(jí)、維護(hù)和訪問(wèn)服務(wù)器上的文件。單個(gè)刀片通過(guò)PCI總線連接至主板，刀片中據(jù)的傳輸和交換，均通過(guò)該通道進(jìn)行，刀片的實(shí)際組成如圖1所示。

刀片在單機(jī)架系統(tǒng)中的位置如圖2所示。