[发明专利]多系统数据拷贝的RDMA架构

说明书

技术领域

本发明涉及数据传输领域，具体地，涉及一种多系统数据拷贝的RDMA架构。

背景技术

目前，DMA（Direct Memory Access）直接内存访问是指一种不经过CPU和操作系统，而直接从内存存取数据的数据访问方式。在这种方式中，CPU只须向DMA控制器下达指令，让DMA控制器来处理数据的传送，数据传送完毕再把信息反馈给CPU，这样就很大程度上减轻了CPU资源占有率，可以大大节省系统资源。DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制，因此数据的存取过程不经过CPU，而直接在内存和I/O设备之间进行，由DMA控制器直接向内存发出地址和控制信号，进行地址修改，并且以中断方式向CPU报告传送操作的结束。      

DMA一般用于高速传送成组的数据或快速设备和主存储器成批交换数据。DMA的优点是：减少大批量数据传输时CPU的开销；采用专用DMA控制器生成访问内存地址并控制访问内存过程；操作均由硬件电路实现，传输速度快；CPU基本不干预，仅在初始化和结束时参与，CPU与外设并行工作，效率高。

RDMA（Remote Direct Memory Access）远程直接内存访问是指通过网络连接的两台机器间通过DMA的方式，一台机器（服务器或者PC系统）可以不经过CPU和操作系统，直接从另一台机器的内存中进行数据访问。这样就可以把数据从一个系统快速移动到远程系统存储器中，而不对操作系统造成任何影响，也不需要用到多少计算机的处理功能。它消除了外部存储器复制和文本交换操作，因而能腾出CPU周期和总线空间用于改进应用系统性能。

RDMA技术全称远程直接数据存取技术，就是为了解决网络传输中服务器端数据处理的延迟而产生的。RDMA通过网络把资料直接传入计算机的存储区，将数据从一个系统快速移动到远程系统存储器中，而不对操作系统造成任何影响，这样就不需要用到多少计算机的处理功能。它消除了外部存储器复制和文本交换操作，因而能解放内存带宽和CPU周期用于改进应用系统性能。   

随着信息资源的快速增长，数据的安全性，可靠传输性要求越来越高，对存储系统在存储容量、数据可靠性以及I/O性能等方面提出了越来越高的要求。尽管CPU处理速度也在提高，但是在多系统间大数据量的传输和拷贝过程对于传统的硬件和软件架构给服务器的CPU和内存带来了很大的负担，因为数据必须在内核和应用程序之间进行拷贝，当连接速度超过服务器的处理能力和内存带宽时，内存瓶颈问题变得更为严重。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种多系统数据拷贝的RDMA架构，以实现快速、稳定的传输数据的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多系统数据拷贝的RDMA架构，包括RDMA状态机模块、A端DMA状态机模块、A端地址状态机模块、B端DMA状态机模块、B端地址状态机模块、数据CRC校验模块、数据做异或校验模块、数据做PQ计算模块和多端口接口（MUIF）模块；

所述RDMA状态机（RDMA_FSM）模块：是RDMA架构的主状态机，是RDMA架构的主控制模块，访问RDMA架构硬件的寄存器接口通过RDMA_FSM模块，并执行相关命令来进行管道两端内存的访问，从而实现两端系统的数据拷贝；

所述A端DMA状态机（A_DMA_FSM）模块：是数据拷贝的执行者，分为读内存和写内存两个方向：在读内存时，它接收上述RDMA_FSM模块的控制命令，并从A_Addr_FSm模块获得数据的映射的内存地址，直接把内存数据搬移到B_DMA_FSM模块的输入接口；在写内存时，它接收到上述RDMA_FSM的控制命令，并从A_Addr_FSM模块获得数据的映射的内存地址，把从B_DMA_FSM模块读取过来的数据写到内存位置；

所述A端地址状态机（A_Addr_FSM）模块：定义了一个FPGA内部的RAM来缓存RDMA架构数据拷贝时发送和接收的数据和和地址信息，定义了内存的扇区作内存拷贝的储存空间；

所述B端DMA状态机（B_DMA_FSM）模块：是作数据拷贝的执行者，分为读内存和写内存两个方向：在读内存时，它接收到上述RDMA_FSM模块的控制命令，并从B_Addr_FSm模块获得数据的映射的内存地址，直接把内存数据搬移到A_DMA_FSM模块的输入接口；在写内存时，它接收到RDMA_FSM的控制命令，并从上述B_Addr_FSM模块获得数据的映射的内存地址，把从A_DMA_FSM模块读取过来的数据写到内存位置；