利用PCI局部總線(xiàn)實(shí)現BIade Server的數據交換

摘要：通過(guò)對刀片服務(wù)器基本概念、主要組成以及內部架構的分析和研究，針對刀片與主板之間的高速通信需求，采用PCI總線(xiàn)作為系統的數據通信協(xié)議，給出了PCI局部總線(xiàn)的詳細分析和設計流程，以及系統所采用的“PCI+FPGA+FLASH”方案的具體實(shí)現方法和步驟，最后給出了實(shí)際的測試驗證結果，相關(guān)結論，對設計PCI通信系統具有較強的借鑒意義。
關(guān)鍵詞：刀片服務(wù)器；主板；PCI；局部總線(xiàn)；FPGA

新一代機架式服務(wù)器Blade Server(刀片服務(wù)器)，應用iSCSI協(xié)議，通過(guò)TCP／IP實(shí)現網(wǎng)絡(luò )存儲，利用Intemet，可將SCSI數據包傳到地球上的任何地方。
筆者著(zhù)眼于刀片服務(wù)器的內部構架和整體方案的介紹，主要論述了基于FPGA的刀片與主板之間PCI數據交換的具體實(shí)現方法。

1 刀片服務(wù)器系統構架
刀片服務(wù)器是一種HAHD(High Availability High Density，高可用高密度)的低成本服務(wù)器平臺，是專(zhuān)門(mén)為特殊應用行業(yè)和高密度計算機環(huán)境設計的。每一塊刀片均由“系統服務(wù)器主板+控制板”組成，可以遠程啟動(dòng)Windows NT／2000、Linux、Solaris等操作系統。類(lèi)似于獨立的服務(wù)器，每塊刀片可以沒(méi)有獨立硬盤(pán)來(lái)存儲數據，而是多個(gè)刀片共享一個(gè)Raid磁盤(pán)陣列。在該模式下，每個(gè)刀片運行自己的系統，服務(wù)于用戶(hù)指定的不同用戶(hù)群，相互之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)，不過(guò)也可以通過(guò)系統軟件將這些刀片集合成一個(gè)服務(wù)器集群，在集群模式下，所有的刀片連接起來(lái)提供高速網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，實(shí)現資源共享，為相同的用戶(hù)群服務(wù)。用戶(hù)若需提高整體性能，只需在集群中插入新的刀片即可。刀片可熱插拔，替換便捷，且維護時(shí)間減到最小。
機架中的服務(wù)器(刀片)可以通過(guò)智能KVM轉換板共享一套鍵盤(pán)、顯示器和鼠標，以訪(fǎng)問(wèn)多臺服務(wù)器(刀片)，從而便于進(jìn)行升級、維護和訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器上的文件。單個(gè)刀片通過(guò)PCI總線(xiàn)連接至主板，刀片中據的傳輸和交換，均通過(guò)該通道進(jìn)行，刀片的實(shí)際組成如圖1所示。

刀片在單機架系統中的位置如圖2所示。