CN202472636U - 基于fpga的pci-e共享设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于FPGA的PCI-E共享设备。本实用新型该设备包括一共享设备板，共享设备板上设有一FPGA共享芯片；共享设备板的一侧设有至少两个PCI-E电缆接口，另一侧设有设备接口；所述的FPGA共享芯片的一端与PCI-E电缆接口连接，另一端与设备接口连接。本实用新型有效地利用了PCI-E传输的低延迟、高带宽和高性能的特点，适应了云计算对设备共享的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于FPGA的共享设备，特别涉及一种基于FPGA的通过PCI-E进行传输的共享设备。
背景技术
目前计算环境中的设备共享基本都是网络共享设备，但是通过普通网线传输的网络互联的传输速率与目前诸如云存储等应用的大数据传输需求相比相当有限，已经不能适应大数据量、高性能云计算环境中通过网络共享带宽和性能的需求，随着FPGA器件的迅速发展，成熟的40/45nm工艺或最新型的28nm工艺FPGA芯片都已经带2个或多个PCI-E(即PCI-Express)硬核，因此研发一款基于FPGA的通过PCI-E传输通道进行传输的共享设备，成为了业界亟待解决的课题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种基于FPGA的PCI-E共享设备，本实用新型有效地利用了PCI-E传输的低延迟、高带宽和高性能的特点，适应了云计算对设备共享的需求。
本实用新型的技术方案：基于FPGA的PCI-E共享设备，该设备包括一共享设备板，共享设备板上设有一FPGA共享芯片；共享设备板的一侧设有至少两个PCI-E电缆接口，另一侧设有设备接口；所述的FPGA共享芯片的一端与PCI-E电缆接口连接，另一端与设备接口连接。
上述的基于FPGA的PCI-E共享设备中，所述的FPGA共享芯片用于将PCI-E电缆接口接收到的PCI-E信号进行共享和仲裁，再通过设备接口实现设备的共享。
优选地，上述的基于FPGA的PCI-E共享设备中，所述的PFGA共享芯片包括；
至少两个PCI-E控制模块，与PCI-E电缆接口相连；
共享仲裁模块，设置于PFGA共享芯片上，一端与PCI-E端模块相连，一端与设备控制模块相连；该模块提供访问控制、提供访问排序以及响应设备控制模块的请求；
设备控制模块，一端与共享仲裁模块相连，另一端与设备接口相连；该模块用于设备的连接和控制。
进一步地，前述的基于FPGA的PCI-E共享设备中，所述的PCI-E控制模块包括与PCI-E电缆接口相连PCI-E核，PCI-E核连接有PCI-E接口模块，PCI-E接口模块连接有数据传输控制模块，数据传输控制模块的输出端经系统总线与共享仲裁模块相连。
进一步地，前述的基于FPGA的PCI-E共享设备中，设备控制模块包括网络设备控制模块和存储设备控制模块。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型包括一FPGA共享芯片，此芯片可以用于将PCI-E电缆接口接收到的PCI-E信号进行共享仲裁，再通过设备接口实现设备的共享。由此，本实用新型实现多个主机系统连接到一个多PCI-E端点的FPGA内，并在FPGA内实现共享仲裁，从而共享设备接口连接的设备，有效利用了PCI-E总线传输低延迟、高带宽和高性能特点，适应了云计算对设备共享的需求。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
实施例：基于FPGA的PCI-E共享设备，如附图1所示，该设备包括，
一共享设备板；
至少两个PCI-E电缆接口和设备接口，设置于共享设备板上；
一FPGA共享芯片，设置于共享设备板上，一端与PCI-E电缆接口相连，一端与设备接口相连；该芯片用于将PCI-E电缆接口接收到的PCI-E信号进行共享或仲裁，再通过设备接口实现设备的共享。
所述的PFGA共享芯片包括；
至少两个PCI-E控制模块，与PCI-E电缆接口相连；
共享仲裁模块，设置于PFGA共享芯片上，一端与PCI-E端模块相连，一端与设备控制模块相连；该模块提供访问控制、提供访问排序以及响应设备控制模块的请求；该模块本领域技术人员根据其功能即可得到。
设备控制模块，一端与共享仲裁模块相连，另一端与设备接口相连；该模块用于设备的连接和控制。
所述的PCI-E控制模块包括PCI-E核、PCI-E接口模块和数据传输控制模块；其中：
PCI-E核(FPGA PCI-E Core，可以是PCI-E硬核也可以是软核)，上端与PCI-E电缆接口相连，下行连接有PCI-E接口模块；PCI-E核是FPGA集成的PCI-E核模块，它向下完成与PCI-E总线的接口(包含物理、链路层和传输层)，向上提供给PCI-E接口模块控制接口；
PCI-E接口模块，上行与PCI-E核连接，下行与数据传输控制模块连接；其作用是，一端在PCI-E端点核提供的接口上接收和发送数据以及中断控制，并提供接口给数据传输控制模块。
数据传输控制模块，上行与PCI-E接口模块相连，下行经系统总线与共享总裁逻辑控制相连，同时经系统总线还与设备控制模块相连；其作用是，向上连接PCI-E接口模块，向下连接内部系统总线，逻辑上连接仲裁逻辑模块和外部设备，当主机系统存取设备时，数据传输控制模块先向仲裁逻辑模块提出申请，得到允许应答后访问外部设备。
所述的设备控制模块包括网络设备控制模块、存储设备控制模块以及其它设备控制模块；其中
网络设备控制模块连接各类网络设备接口控制逻辑；存储设备控制模块连接存储设备接口或控制器；其它设备控制模块利用FPGA的可编程特性，提供未来各种设备的连接和控制功能。上述各个设备控制模块上行经系统总线与PCI-E控制模块和共享仲裁模块相连，下行连接各自的设备接口。
Claims (5)
1.基于FPGA的PCI-E共享设备，其特征在于；该设备包括一共享设备板，共享设备板上设有一FPGA共享芯片；共享设备板的一侧设有至少两个PCI-E电缆接口，另一侧设有设备接口；所述的FPGA共享芯片的一端与PCI-E电缆接口连接，另一端与设备接口连接。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的PCI-E共享设备，其特征在于，所述的FPGA共享芯片用于将PCI-E电缆接口接收到的PCI-E信号进行共享和仲裁，再通过设备接口实现设备的共享。
3.根据权利要求1或2所述的基于FPGA的PCI-E共享设备，其特征在于，所述的PFGA共享芯片包括；
至少两个PCI-E控制模块，与PCI-E电缆接口相连；
共享仲裁模块，设置于PFGA共享芯片上，一端与PCI-E端模块相连，一端与设备控制模块相连；该模块提供访问控制、提供访问排序以及响应设备控制模块的请求；
设备控制模块，一端与共享仲裁模块相连，另一端与设备接口相连；该模块用于设备的连接和控制。
4.根据权利要求3所述的基于FPGA的PCI-E共享设备，其特征在于，所述的PCI-E控制模块包括与PCI-E电缆接口相连PCI-E核，PCI-E核连接有PCI-E接口模块，PCI-E接口模块连接有数据传输控制模块，数据传输控制模块的输出端经系统总线与共享仲裁模块相连。
5.根据权利要求4所述的基于FPGA的PCI-E共享设备，其特征在于，设备控制模块包括网络设备控制模块和存储设备控制模块。
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| CN2012200993415U CN202472636U (zh) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | 基于fpga的pci-e共享设备 |
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Publications (1)
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| CN202472636U true CN202472636U (zh) | 2012-10-03 |
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2012
- 2012-03-16 CN CN2012200993415U patent/CN202472636U/zh not_active Expired - Fee Related
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| US11121915B2 (en) | 2015-12-31 | 2021-09-14 | Amazon Technologies, Inc. | FPGA-enabled compute instances |
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