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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

基于NVME固態(tài)硬盤的6U VPX存儲(chǔ)板（以下簡(jiǎn)稱“本板卡”）用于實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流的存儲(chǔ)和回放，主要應(yīng)用于科學(xué)儀器,、雷達(dá),、電子戰(zhàn),、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域,，典型應(yīng)用包括實(shí)現(xiàn)ADC采樣數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)記錄,、DAC重構(gòu)數(shù)據(jù)流的供給,、光纖或RapidIO等高速數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)記錄等場(chǎng)景,。

本板卡采用標(biāo)準(zhǔn)6U VPX構(gòu)架，使用FPGA片上系統(tǒng)技術(shù)構(gòu)架,，基于完全自主研發(fā)的數(shù)字芯片邏輯及系統(tǒng)固件實(shí)現(xiàn)對(duì)多塊M.2 NVMe固態(tài)硬盤的并發(fā)控制和多個(gè)IO端口伺服,，其主要技術(shù)特性如下。

技術(shù)規(guī)格

—— 模塊形態(tài)：6U VPX標(biāo)準(zhǔn)板,，可定制風(fēng)冷或?qū)Ю浣Y(jié)構(gòu),。

—— 主控芯片：1片XILINX XCKU115+1片XILINX XC7Z100,。

—— 高速緩存：16GB DDR4 SDRAM。

—— 固態(tài)存儲(chǔ)：1~6條NVME M.2固態(tài)盤（總?cè)萘靠蛇_(dá)24TB）,。

—— 陣列模式：支持RAID0/5/6/10,。

—— 存儲(chǔ)速率：連續(xù)寫入或讀出速率>10GBps,。

—— 數(shù)據(jù)接口：背板6條4xRapidIO,，1條1000BASE-T或-X千兆網(wǎng)。

—— 控制協(xié)議：我公司基于RapidIO的自定義協(xié)議（文檔編號(hào)：S0-1303）,。

—— 文件系統(tǒng)：針對(duì)高速實(shí)時(shí)記錄而設(shè)計(jì)的自定義文件系統(tǒng),。

—— 程序配置：XC7Z100高速動(dòng)態(tài)配置XCKU115，可預(yù)存>1萬個(gè)配置文件,。

—— 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)：提供各類電壓/溫度/IO狀態(tài)/存儲(chǔ)狀態(tài)/歷史統(tǒng)計(jì)等各類信息,。

—— 主控軟件：提供運(yùn)行于Windows系統(tǒng)的主控軟件以及API。

—— 技術(shù)服務(wù)：充足的技術(shù)資料和技術(shù)支持,，確保用戶快速集成和使用,。

硬件配置

—— 子板結(jié)構(gòu)：通過5個(gè)高速連接器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，子板最多負(fù)載6條NVME硬盤,。

—— 背板信號(hào)：

• VPX-P1 A/B/D位置3條4xRapidIO,，速率可配置；VPX-P2 A/C/D位置3條4xRapidIO,，速率可配置,；

• VPX-P3定義12v LVDS, VPX-P4定義16對(duì)LVDS連接子板；

• P4 定義1條1000BASE-T及1000BASE-X千兆網(wǎng),；

• P4定義4條485總線,。

—— XCKU115驅(qū)動(dòng)4組獨(dú)立的32bit/4GB DDR4 SDRAM。

—— XC7Z100實(shí)現(xiàn)千兆網(wǎng),、對(duì)KU115的配置,、1塊mSATA硬盤控制。

—— 板上實(shí)現(xiàn)多個(gè)溫度/電壓監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn),。

—— 1路STM32單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電源管理,。

—— 集成eMMC/SD卡/SPI Flash等外圍器件。

技術(shù)構(gòu)架

本板卡以Xilinx公司的UltraScale系列芯片XCKU115為核心處理器,，基于片上系統(tǒng)SOC構(gòu)架驅(qū)動(dòng)1~6塊NVME固態(tài)硬盤,，實(shí)現(xiàn)了完整的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，包括高速數(shù)據(jù)接口,、存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng),、RAID管理、緩存管理,、系統(tǒng)調(diào)度,、文件系統(tǒng)等各項(xiàng)功能,。相較于使用通用計(jì)算機(jī)體系構(gòu)架實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，本產(chǎn)品能以更高的靈活性,、更小的體積,、更低的功耗實(shí)現(xiàn)更高的性能。本板卡另集成一片Xilinx公司的Zynq7系列芯片XC7Z100,，用以擴(kuò)展出千兆網(wǎng)接口,，并實(shí)現(xiàn)對(duì)主芯片XCKU115的配置管理。本板卡還集成總?cè)萘繛?6GB的DDR4 SDRAM+1GB的DDR3 SDRAM用以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖,。