一种基于FPGA云存储架构的关键技术研究

云南大学  陈成 

目前常见的云存储服务有：亚马逊的Simple Storage Service(S3)、Nutanix的存储服务、搜狐企业网盘、百度云盘等等,而这些并不提供小型开发板所需的云服务。本系统则是以TCP/IP做为基本通信手段,并且加入自定义的数据通信协议,通过整合分布式存储的调度思想,来实现基于FPGA的云存储架构。这样不仅使FPGA开发板能够实现云存储的功能,同时也为基于FPGA的云计算打下了坚实的基础。 本系统利用集群以及分布式的思想,将多块FPGA开发板模拟成大量的存储设备,通过对目标数据的统一映射规约处理,实现对数据安全、稳定、可靠的云存储,从而最终实现本系统的功能。因为FPGA具有并行性以及动态可重构性的等等特性,使得本系统能够很好的在FPGA硬件集群上完成预定的功能。 本系统在设计实现的过程中,使用了Quartus Ⅱ、Eclipse等集成开发环境,使用Ethereal软件进行网络抓包验证,并且使用了交换机完成开发过程中的各种实验,用到的编码语言包括：verilog、java、htm15、js等。最终的测试、运行平台选择了Altera公司的DE2开发板、PC机、路由器等,此外还需要一个交互软件(即一个网站,提供用户使用界面)。经过测试、验证,本系统可以稳定的运行在50MHz时钟频率的DE2开发板上。 本文从数据传输速率、数据存储正确性、数据存储稳定性等方面对系统进行了详细的分析与评估。结果表明,本系统能够正确完成云存储的功能,拥有FPGA所特有的功耗低、集成度高、稳定性好的特点,具有明显的性能优势,并且是开发FPGA云计算的重要铺垫。因此,基于FPGA的云存储架构具有较好的理论价值和实际意义。

一种基于FPGA云存储架构的关键技术研究