[发明专利]一种刀片服务器的数据分发平台

说明书

技术领域

本发明涉及数据分发系统的架构，具体来说，涉及一种基于FPGA的刀片服务器的数据分发平台。

背景技术

目前龙芯刀片服务器系统一般采用的是Inifband交换模块，但它并不支持千兆、万兆光纤接口。而且他也没办法在交换之外对收到数据进行筛选、处理和分发。所以有必要实现一款数据分发板，将通过多个千兆以太网和万兆以太网收到的数据，筛选、处理后分发到各个刀片中去。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种刀片服务器的数据分发平台。

一种刀片服务器的数据分发平台，包括主控模块，刀片控制模块，中板，万兆网模块和千兆网模块，所述万兆网模块和千兆网模块将信号传递给主控模块，主控模块将信号处理后转发给刀片控制模块，刀片控制模块通过中板传递信号给刀片。

优选的，所述主控模块包括差分晶振，FPGA芯片，QDR2+模块和DDR3模块；所述差分晶振，QDR2+模块和DDR3模块直接与FPGA芯片连接。

优选的，所述QDR2+模块作为高速缓存，所述DDR3模块作为大容量缓存。

优选的，所述差分晶振在千兆网和万兆网切换时切换工作频率。

优选的，所述千兆网模块包括4路SFP模块，所述SFP模块将接收到的光信号转换为电信号发送给主控模块。

优选的，所述万兆网模块包括XFP模块和串并转换模块；接收两路10GE输入时，先通过XFP模块将光信号转换为XFI电信号，然后通过串并转换模块进行转换，将转换后的信号传递给主控模块。

优选的，所述刀片控制模块数量为10个，所述刀片控制模块在接收到主控模块的分流信号后，将信号通过PCIE4x总线通过中板传递给刀片。

优选的，所述主控模块的配置文件存储在3块以菊花链方式连接的XCF32P芯片上。

优选的，所述串并转换模块通过访问IIC总线访问内部寄存器的方式来工作。

优选的，所述FPGA采用XC6VLX240T芯片，所述刀片控制模块采用XC5VLX50T，所述串并转换模块采用VSC8479A芯片。

本发明实现了数据的处理分发，使得只通过一块数据分发板就可以将接受到的千兆以太网和万兆以太网收到的数据进行筛选处理后分发到各个刀片中去。

附图说明

图1是本发明系统结构图

具体实施方式

使用一片XC6VLX240T作为主控芯片构建整个系统。系统的数据输入端有两个，一种是通过两路万兆光纤接口，另一种是通过4路千兆管接口。万兆的光信号通过XFP模块转换成电信号，再通过串并转换芯片变为低速的信号连接到240T的LVDS IO上；千兆的关信号通过SFP模块转成电信号以后，直接连接到240T的GTX模块上，不需要额外的收发器。在FPGA上还连接了两路DDR3、TCAM和QDR2+，用来做数据缓存。

系统的数据输出端为10路PCIEx4，240T输出20对高速差分信号两两一组连接到10片XC5VLX50T上，再由50T内部的PCIE协议硬核转换成PCIEx4的信号。最后这10路PCIEx4连接到中板上，经中板转接到10片刀片上。

系统数据输入的一个方法是通过两路1OGE输入。首先通过XFP模块将光信号转变成XFI的电信号，然后连接到SERDES芯片VSC8479上。通过VSC8479转换成SFI-4接口，然后再连接到FPGA上。由于IO资源不够，VSC8479只有少量的控制信号连接到了FPGA上，芯片的工作状态主要通过IIC总线访问内部寄存器的方式来控制。两个VSC8479和两个XFP串接在同一个IIC总线上。由于是光接口，所以没有将GND分割开来。

系统数据输入的另一个方法是通过四路SFP模块输入。四路光信号通过SFP模块以后变换成电信号，然后连接到FPGA的GTX模块上，利用FPGA的高速IO来收发数据。为了能够使用不同的协议和速率，系统设计了一个可变的时钟。这个由IIC总线控制的差分晶振可以输出不同的频率，然后通过一个1∶5clock buffer分发到4个SFP和FPGA中去，这样可以保证他们的时钟总是一起变化。

最终连接到刀片上的信号是4XPCIE，中板上最多有10个刀片所以在板上需要实现10路PCIE4X。每个50T实现一路PCIE，而每路的参考时钟也直接从中板上引过来。这10个50T可以独立工作，也有独立的复位信号连接到中板上。此外中板的IIC总线也连接到240T上，以备有人想与这块板通信。

240T需要的配置文件大小为76Mb。由于XCF128X配置片无法直接通过JTAG烧写，而需要利用FPGA中转，会占用大量的IO。为了节省IO，系统采用8bit配置模式。但是支持这种模式的XCF32P只有32Mb容量，所以需要用多片PROM串联起来使用。这里选择3片XCF32P总容量为96Mb，富余的容量可以在压缩bit后作为版本控制。因为要使用压缩和版本控制FPGA的配置方式只能为“Slave SelectMAP”或“Slave Serial”模式。这三片PROM和FPGA以菊花链的方式串接在JTAG链上。