利用PCI局部总线实现BIadeServer的数据交换

PCI局部总线是计算机架构中的重要组成部分，它主要用于连接主板和各种扩展插槽，从而实现各种扩展设备如网卡、声卡、显卡等与CPU之间的高速数据交换。PCI总线由于其高带宽、多用途、独立于CPU设计等特点，在计算机系统中得到了广泛的应用。在介绍利用PCI局部总线实现BladeServer数据交换的文档中，我们了解到BladeServer（刀片服务器）是一种新型的机架式服务器，它通过iSCSI协议和TCP/IP协议实现网络存储，并通过Internet将SCSI数据包传送到全球任何地方。 刀片服务器是一种高可用性、高密度的服务器平台，旨在为特定的应用行业和高密度计算环境提供低成本的解决方案。每个刀片通常由系统服务器主板和控制板组成，它们可以共享一个Raid磁盘阵列，而不是每个刀片配备独立硬盘。这种设计既节省空间，又提高了数据访问效率。刀片服务器的灵活性还表现在其支持热插拔功能，即可以在不关闭电源的情况下更换刀片，减少了维护时间并提高了可用性。 在刀片服务器中，PCI总线被用于连接各个刀片与主板，所有的数据传输和交换都是通过这一通道进行。当刀片服务器通过网络启动时，网络配置必须在操作系统引导之前完成，这需要远程启动目标服务器，并通过诸如DHCPD（动态分配IP地址）、ADSS、iSCSI等协议来配置Raid磁盘阵列空间，以保证数据的顺利传输。 文档中还提到了利用FPGA（现场可编程门阵列）来实现PCI数据交换的具体方法。FPGA是一种可编程逻辑设备，能够通过硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，来设计和实现复杂的逻辑功能。在本案例中，FPGA被用于实现PCI总线与Flash芯片之间的通信，这解决了由于PCI总线和Flash使用不同的数据总线标准而产生的数据总线转换问题。 PCI局部总线的具体实现方法依赖于PCI规范，PCI2.2标准定义了PCI设备的功能和引脚布局，它支持高速数据传输，具有33MHz的PCI时钟频率和32位数据宽度。PCI总线的信号可以分为多个组，包括系统信号组、地址数据组、接口控制组、仲裁管理组、错误测试组、中断功能组、缓存支持组以及其他功能组。这些信号共同确保了PCI设备与系统主板之间的正确通信和数据传输。 在FPGA系统设计中，通过分块设计可以有效地组织和实现复杂的逻辑功能。在PCI局部总线与Flash芯片通信的案例中，可以定义一个顶层模块来控制各个功能模块的使能和调用。"配置模块"负责PCI从设备的配置寄存器，而"PCI顶层模块"则负责管理整个系统的端口使能开关和连接各个子模块。利用Verilog等硬件描述语言，可以将整个系统分为多个模块，每个模块的输出可以作为其他模块的输入，从而实现数据的正确处理和传输。 文档中提到的集中控制单元和分散控制单元（DMU）的概念，也是对PCI局部总线在刀片服务器应用中的重要补充。集中控制单元负责网络端口等PC常用输出端口的管理，而分散控制单元（DMU）则通过CompactPCI与刀片服务器通信，并通过串口与集中控制中心（SMU）通信，共同完成KVM切换和刀片状态的采集功能。这一设计不仅提升了系统的灵活性，也为刀片服务器提供了强大的管理能力。