一種基於FPGA雲存儲架構的關鍵技術研究

一種基於FPGA雲存儲架構的關鍵技術研究

雲南大學  陳成

目前常見的雲存儲服務有：亞馬遜的Simple Storage Service(S3)、Nutanix的存儲服務、搜狐企業網盤、百度雲盤等等,而這些並不提供小型開發板所需的雲服務。 本系統則是以TCP/IP做為基本通信手段,並且加入自訂的資料通訊協定,通過整合分散式存儲的調度思想,來實現基於FPGA的雲存儲架構。 這樣不僅使FPGA開發板能夠實現雲存儲的功能,同時也為基於FPGA的雲計算打下了堅實的基礎。 本系統利用集群以及分散式的思想,將多塊FPGA開發板類比成大量的存放裝置,通過對目標資料的統一映射規約處理,實現對資料安全、穩定、可靠的雲存儲,從而最終實現本系統的功能。 因為FPGA具有並行性以及動態可重構性的等等特性,使得本系統能夠很好的在FPGA硬體集群上完成預定的功能。 本系統在設計實現的過程中,使用了Quartus Ⅱ、Eclipse等整合式開發環境,使用Ethereal軟體進行網路抓包驗證,並且使用了交換器完成開發過程中的各種實驗,用到的編碼語言包括：verilog、java、htm15 、js等。 最終的測試、運行平臺選擇了Altera公司的DE2開發板、PC機、路由器等,此外還需要一個交互軟體(即一個網站,提供使用者使用介面)。 經過測試、驗證,本系統可以穩定的運行在50MHz時鐘頻率的DE2開發板上。 本文從資料傳輸速率、資料存儲正確性、資料存儲穩定性等方面對系統進行了詳細的分析與評估。 結果表明,本系統能夠正確完成雲存儲的功能,擁有FPGA所特有的功耗低、集成度高、穩定性好的特點,具有明顯的性能優勢,並且是開發FPGA雲計算的重要鋪墊。 因此,基於FPGA的雲存儲架構具有較好的理論價值和實際意義。

一種基於FPGA雲存儲架構的關鍵技術研究