cna卡的硬件设计与实现

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS（电子科技大学图标）论文题目CNA卡的硬件设计与实现学科专业通信与信息系统学号201021010826作者姓名杨俊伟指导教师涂晓东副教授万方数据分类号密级注1UDC学位论文CNA卡的硬件设计与实现（题名和副题名）杨俊伟（作者姓名）指导教师涂晓东副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业通信与信息系统提交论文日期2013.04论文答辩日期2013.05学位授予单位和日期电子科技大

2、学2013年06月30日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据HARDWAREDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFCNAAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:CommunicationandInformationSystemAuthor:JunweiYangAdvisor:XiaodongTuSchool:SchoolofCommunicationandInformationEngin

3、eering万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全

4、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要数据中心常见的网络类型为区域网络（LAN）用的以太网、存储网络（SAN）用的光纤通道、高性能服务器网络用的InfiniBand。多种类型网络的并存使得服务器端需要多种类型的适配器，如NIC卡、FCHBA卡、InfiniBandHCA卡。多种卡的并存不仅占用服务器有限的扩展槽，而且带来的大量线缆和不同类型接入交换机这样不仅增加的了数据中心的管理难度，而且还增加了数据中心的成本和

5、能耗。本文研究的对象是CNA（ConvergedNetworkAdapter）卡，它是基于FCoE技术的主机适配器。以太网光纤通道（FCoE:FibreChanneloverEthernet）技术标准的出现为网络融合以及I/O整合提供了一种解决方案。该技术标准的基本原理是在增强型以太网上传输FC（FC:FibreChannel）数据。CNA卡实现FCoE节点设备与FCoE交换机的数据通信。服务器通过一张CNA卡能同时接入LAN网络和FCSAN网络，这样能显著的减少数据中心的物理连接复杂度，方便管理。本文中的CNA卡硬件部分主要的功能是将10G以太网

6、链路上的FCoE数据通过PCIEpress2.0总线写入计算机内存和从内存读取数据发送到10G以太网链路。CNA卡的实现基于FPGA，采用Altera公司的StrativIV530芯片。拥有一个10G以太网端口支持802.1Qbb基于优先级的流控；支持FCoE协议帧处理实现FCoE帧的正常收发；采用PCIExpress2.0总线，数据收发使用可变长度DMA传输方式。这本文主要的工作内容。本文首先介绍了FCoE相关协议、DMA技术以及PCIExpress总线技术。通过分析协议中的CNA卡的功能模型提出了CNA卡的设计方案。其次对设计中的FCoE接口和

7、DMA控制器进行了详细介绍，通过修改仿真模型搭建仿真平台对本设计进行功能仿真。最后进过下板测试验证CNA卡是否功能正确。关键词：以太网光纤通道，融合网络适配器，直接存储器访问I万方数据ABSTRACTABSTRACTThedatacenterpossessescommontypenetwork:thelocalareanetworkusingEthernet;storageareanetworkusingfiberchannel;high-performanceservernetworkwithInfiniBand.Thecoexistenceof

8、multipletypesofnetworksmakestheserverneedmorethanonetypeofada