一种FPGA可重构网络处理板卡制造技术

本实用新型专利技术涉及一种FPGA可重构网络处理板卡，包括处理板、设置在处理板上的CPU处理模块、储存模块、可编辑单元；可编辑单元包括8路SFP+光网络接口、QSFP光网络接口、Mini PCle接口、3个SATA3接口、HDMI接口、千兆以太网接口、USB接口、UART接口、IIC接口、CAN接口、SD卡接口；储存模块包括DDR3存储器和QSPI Flash存储器；无需改变物理硬件，即可生成新的比特流文件，并对全可编程器件进行重新配置。

【技术实现步骤摘要】
一种FPGA可重构网络处理板卡
本技术涉及网络设备以及信息技术设备
，具体的涉及一种FPGA可重构网络处理板卡。
技术介绍
传统网络的层次结构是互联网取得巨大成功的关键。但是随着网络规模的不断扩大，封闭的网络设备内置了过多的复杂协议，增加了运营商定制优化网络的难度，科研人员无法在真实环境中规模部署新协议。同时，互联网流量的快速增长，用户对流量的需求不断扩大，各种新型服务不断出现，增加了网络运维成本。SDN(软件定义网络)作为下一代网络体系结构，利用分层的思想，将数据与控制相分离。在控制层，包括具有逻辑中心化和可编程的控制器，可掌握全局网络信息，方便管理配置网络和部署新协议。在数据层，仅提供简单的数据转发功能，可以快速处理匹配的数据包，适应流量日益增长的需求。两层之间采用开放的统一接口进行交互。控制器通过标准接口向交换机下发统一标准规则，交换机仅需按照这些规则执行相应的动作即可。因此，SDN技术能够有效降低设备负载，协助网络运营商更好地控制基础设施，降低整体运营成本，成为最具前途的网络技术之一。目前，能够支持SDN技术的网络处理板卡可基于ASIC或FPGA器件来实现。但是ASIC设计周期长、费用昂贵且ASIC器件重构性差，因此采用FPGA为平台，内嵌ARM硬核运行操作系统，组成网络接入层、汇聚层、核心层节点。系统接口丰富，性能优异，同时完全开放、自由度高，是SDN技术研究的理想硬件平台。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本技术的目的是提供一种无需改变物理硬件，即可生成新的比特流文件，并对全可编程器件进行重新配置的FPGA可重构网络处理板卡。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案，一种FPGA可重构网络处理板卡，包括处理板、设置在处理板上的CPU处理模块、储存模块、可编辑单元；所述的可编辑单元包括8路SFP+光网络接口、QSFP光网络接口、MiniPCle接口、3个SATA3接口、HDMI接口、千兆以太网接口、USB接口、UART接口、IIC接口、CAN接口、SD卡接口；所述的储存模块包括DDR3存储器和QSPIFlash存储器；所述的CPU处理模块分别与SFP+光网络接口、QSFP光网络接口、MiniPCle接口、SATA3接口、HDMI接口、千兆以太网接口、USB接口、UART接口、IIC接口、CAN接口、SD卡接口、DDR3存储器和QSPIFlash存储器双向电连接。所述的DDR3存储器是通过插入到设置在处理板一侧上的DDR3SODIMM存储器扩展接口与CPU处理模块连接。所述的DDR3存储器共有两片，每片为16bit位宽共32bit，该DDR3储存器采用MICRON公司的MT4K256M16TW，容量为1024MB。所述的QSPIFlash存储器为QSPIFlash配置存储器。FLASH器件选用MICRON公司的N25Q256A13EF840E串行NORFlash芯片。所述的CPU处理模块为ARM公司Cortex-A9双核处理器硬核。所述的千兆以太网接口为Marvell公司的88E1518PHY芯片。本技术的有益效果是：能够实现的SDN交换机，能够提供足够灵活的数据面可编程能力，可满足SDN市场对于高灵活性硬件的需求，跟进OpenFlow协议的演进速度，采用开放、灵活、复杂的硬件数据面来应对现代差异化的内容导向型网络，支持对高速数据面进行重新编程，在现场进行设计升级，无需改变物理硬件，即可生成新的比特流文件，并对全可编程器件进行重新配置。附图说明图1是本技术的结构框图；具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细的描述。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。实施例1如图1所述的一种FPGA可重构网络处理板卡，包括处理板、设置在处理板上的CPU处理模块、储存模块、可编辑单元；所述的可编辑单元包括8路SFP+光网络接口、QSFP光网络接口、MiniPCle接口、3个SATA3接口、HDMI接口、千兆以太网接口、USB接口、UART接口、IIC接口、CAN接口、SD卡接口；所述的储存模块包括DDR3存储器和QSPIFlash存储器；所述的CPU处理模块分别与SFP+光网络接口、QSFP光网络接口、MiniPCle接口、SATA3接口、HDMI接口、千兆以太网接口、USB接口、UART接口、IIC接口、CAN接口、SD卡接口、DDR3存储器和QSPIFlash存储器双向电连接。所述的DDR3存储器是通过插入到设置在处理板一侧上的DDR3SODIMM存储器扩展接口与CPU处理模块连接。所述的DDR3存储器共有两片，每片为16bit位宽共32bit，该DDR3储存器采用MICRON公司的MT4K256M16TW，容量为1024MB。所述的QSPIFlash存储器为QSPIFlash配置存储器。FLASH器件选用MICRON公司的N25Q256A13EF840E串行NORFlash芯片。所述的CPU处理模块为ARM公司Cortex-A9双核处理器硬核。所述的千兆以太网接口为Marvell公司的88E1518PHY芯片。具体的是所述一种FPGA可重构网络处理板卡核心处理单元为XILINX公司ZYNQ系列全可编程器件，该器件内部集成有双核CPU模块以及大量的可编程逻辑资源。其CPU模块为ARM公司Cortex-A9双核处理器硬核，这部分又称之为ProcessingSystem，简称为PS部分。其可编程逻辑资源即为XILINX公司28nm工艺技术的FPGA模块，这部分又称之为ProgrammableLogics，简称为PL部分。在本实施实例中采用PL部分的I/O资源连接了8路千兆以太网接口、DDR3SODIMM存储器扩展接口、HDMI接口、USB下载接口和GPIO接口；采用PL部分的GTX高速串行收发器资源扩展出8路SFP+光网络接口、1路QSFP光网络接口、1个MiniPCIe接口和3个SATA3接口。采用PS部分的软件可编程I/O资源连接了1路千兆以太网、USB接口、UART接口、IIC接口、CAN接口、SD卡接口、DDR3存储器和QSPIFlash存储器。所述FPGA器件采用XILINX公司的工业级XC7Z100芯片，其速度等级为-2级别，芯片封装为FFG900，可用IO数量为506个，具有高速IO数量为16个，正常工作温度范围为-40度至100度。所述FPGA外部连接的DDR3存储器共有两片，每片为16bit位宽共32bit，DDR3器件采用MICRON公司的MT4K256M16TW，容量共102本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FPGA可重构网络处理板卡，其特征在于，包括处理板、设置在处理板上的CPU处理模块、储存模块、可编辑单元；所述的可编辑单元包括8路SFP+光网络接口、QSFP光网络接口、Mini PCle接口、3个SATA3接口、HDMI接口、千兆以太网接口、USB接口、UART接口、IIC接口、CAN接口、SD卡接口；所述的储存模块包括DDR3存储器和QSPI Flash存储器；所述的CPU处理模块分别与SFP+光网络接口、QSFP光网络接口、Mini PCle接口、SATA3接口、HDMI接口、千兆以太网接口、USB接口、UART接口、IIC接口、CAN接口、SD卡接口、DDR3存储器和QSPI Flash存储器双向电连接。

【技术特征摘要】
1.一种FPGA可重构网络处理板卡，其特征在于，包括处理板、设置在处理板上的CPU处理模块、储存模块、可编辑单元；所述的可编辑单元包括8路SFP+光网络接口、QSFP光网络接口、MiniPCle接口、3个SATA3接口、HDMI接口、千兆以太网接口、USB接口、UART接口、IIC接口、CAN接口、SD卡接口；所述的储存模块包括DDR3存储器和QSPIFlash存储器；所述的CPU处理模块分别与SFP+光网络接口、QSFP光网络接口、MiniPCle接口、SATA3接口、HDMI接口、千兆以太网接口、USB接口、UART接口、IIC接口、CAN接口、SD卡接口、DDR3存储器和QSPIFlash存储器双向电连接。2.根据权利要求1所述的一种FPGA可重构网络处理板卡，其特征在于，所述的DDR3存储器是通过插入到设置在处理板一侧上的DDR3SO...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钢，张新智，
申请(专利权)人：西安彼睿电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61