[发明专利]一种基于FPGA实现的多协议接口固态存储系统

说明书

本发明提供了一种基于FPGA实现的多协议接口固态存储系统，包括高速连接器、FPGA处理单元、时钟单元、DDR缓存单元、存储单元。其中，FPGA处理单元为整个固态存储系统的核心数据处理单元，建立外部高速接口与内部存储单元传输通道；时钟单元用来给FPGA SERDES高速BANK提供参考时钟，以实现需要的高速接口协议；DDR缓存单元挂在FPGA上，为FPGA数据处理的缓存单元；存储单元或是单个存储盘或是存储阵列。本发明基于FPGA实现了多协议接口，解决了当前固态存储系统对外协议接口单一问题，而且存储容量易于扩展，满足用户对存储系统协议接口通用化和个性化需求。

技术领域

本发明属于固态存储技术领域，涉及一种基于FPGA实现的多协议接口固态存储系统。

背景技术

随着高性能嵌入式系统的不断发展，由固态存储盘组成的高速大容量固态存储阵列成为存储方案的首选。然而，目前不论是单个固态存储盘还是存储阵列，其存储单元的对外协议接口协议都比较单一，面对复杂多变的应用环境，就不能满足用户对于存储接口的多元化需求。

发明内容

本发明通过基于FPGA实现多种协议接口的技术方案，解决了当前固态存储系统对外协议接口单一问题，而且存储容量易于扩展，满足用户对存储系统协议接口通用化和个性化需求。具体技术方案如下：

一种基于FPGA实现的多协议接口固态存储方案，主要包含5个部分：高速连接器101、FPGA处理单元102、时钟单元103、DDR缓存单元104、存储单元105。

所述高速连接器101可以是一个连接器，也可以是多个连接器。可以是电连接器，也可以是光纤连接器。

所述FPGA处理单元102，作为整个固态存储系统的核心数据处理单元，主要工作是建立外部高速接口与内部存储单元传输通道。当外部高速接口与内部存储单元接口协议不匹配时，需要通过FPGA进行协议转换。通常FPGA可通过通用的IP核实现标准接口协议，如PCIe、SATA、RocketIO、RapidIO等常用标准协议。也可以根据具体应用实现与外部设备约定的接口协议。这样既满足接口协议的通用化需求又能满足接口协议个性化需求，最终实现接口协议多元化目的。注意所选的FPGA芯片需要包含至少2个以上SERDES高速串口。

高速连接器101与FPGA处理单元102之间互连信号分为必须的高速信号和可选的低速信号。其中低速信号通过FPGA的GPIO直接对外或加接口芯片如RS485、RS422等对外。对外高速信号接口由FPGA的SERDES高速串口实现，好处是能够根据不同的应用环境调整不同的接口协议，对外高速接口可以是一种协议接口(协议接口不固定，可配)，也可以是多种协议接口(协议接口不固定，可配)同时存在。

所述时钟单元103用来给FPGA SERDES高速BANK提供参考时钟，以实现需要的高速接口协议。A.当接口协议不确定时，需要采用可编程时钟芯片，根据所需接口协议以及线速率要求，由FPGA来设定具体时钟值；B.当接口协议确定时，可以采用固定频率晶振或可编程时钟芯片任意一种来为FPGA SERDES高速BANK提供时钟参考；C.当要实现多路接口，则每一路接口都可按照A和B来确定时钟方案。

所述DDR缓存单元104挂在FPGA上，作为FPGA数据处理的缓存单元。

所述存储单元105用来实现数据存储，存储单元可以是单个存储盘或是存储阵列。当为存储阵列时，需要FPGA实现RAID功能。当存储单元为单个存储盘时，FPGA无需实现RAID功能。

要求保护的技术方案范围为：

一种基于FPGA实现的多协议接口固态存储系统，包括:一个或多个高速连接器、FPGA处理单元、时钟单元、DDR缓存单元、存储单元；