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实现多端口1Gbps和10Gbps TCPiSCSI协议处理任务卸

归档日期:04-24       文本归类:多端口存储器      文章编辑:爱尚语录

  ,让基于以太网的解决方案承载数据业务成为一种经济可行的方法,并且不会降低性能,延长时延。基于硬件的主机接口(如PCI Express 和千兆级以太网(GbE)),为设计面向计算机和数据处理市场的低成本、高性能产品创造了可能性。Xinlinx Virtex-5 现场可编程门阵列(FPGA)系列,为设计具备更强功能和更低功耗的片上系统(SoC)解决方案奠定了基础。

  Virtex-5 架构具有一系列关键特性,能够大大简化TCPiSCSI卸载引擎的SoC设计:

  内置千兆位级以太网媒体接入控制器(GEMAC)四个硬核GEMAC,为实现多端口千兆位级解决方案创造了条件,从而减少了SoC设计的板卡空间要求。

  线输入查找表(LUT)技术提高对单元的利用率,缩短路由时延,从而提高性能。

  36-Kb 双端口 block RAM带有纠错电路、存储密度更高的存储器,为实现可靠的计算逻辑结构和增加同步收发操作的片上TCP会话数量创造了条件。

  DSP48E单元支持面向图像处理和多媒体应用的大规模并行运算模式。

  由于 Virtex 系列是一种可编程平台,您可以根据不断变化的标准和市场要求调整自己的设计。借助 Virtex-5 系列所提供的资源,设计人员可以为服务器、存储器、多协议交换机,以及生命周期更长的无线基站创建成本低廉的TCPiSCSI卸载解决方案。

  当前的TCP卸载解决方案主要依赖于完整的软件堆栈或基于ASIC(用于TCP/IP协议处理)的专用网卡(NIC)。软件解决方案对于低带宽应用是可行的,但高性能应用会消耗所有 CPU 资源,结果形成了关键应用的系统瓶颈。

  基于ASIC的解决方案一般由初创公司提供,主要面向高性能 10Gbps市场。这些解决方案的价格仍然不菲,而且提供它们的厂商的财务状况不甚稳定。

  Xilinx及其第三方IP合作伙伴可提供完全符合 TCP/iSCSI规范的卸载解决方案。您可以在不加改动的情况下轻松实现这些解决方案,或者按照所要求的功能、尺寸、速度或目标应用对其进行定制设计。

  内置标准化 GEMAC、PCIe核以及容量更大的 Block RAM的Virtex-5器件是一种可编程平台芯片,系统架构设计师可利用它轻松完成TCP和iSCSI协议处理设计,而不用担心网络或主机接口侧的串行连接问题。以下是协议处理任务卸载设计中经常遇到的一些难题:要支持的TCP连接的数量、TCP数据包重组/重排序、IP 数据包分片和重组、时延、片上和片外TCP会话管理之间的关系。

  有了Virtex-5 器件的独特功能以及 IP 核,所有这些问题都可以迎刃而解。借助内置GEMAC 和PCIe接口,您只需最少的 FPGA 资源即可实现直接内存存取解决方案,从而缩短了内存存取时延,并且在无需调用临时内存的情况下即可实现TCP封包重组。Virtex-5 FPGA 还搭载了一个 36-Kb 双端口 block RAM,从而使您可以支持的TCP连接数量倍增。借助 Xilinx 的LogiCORE高速存储控制器,您可以使用外部DDR2内存来扩充TCP会话管理功能。让我们来看看基于 FPGA 的网卡设计可以节约哪些资源。

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