基于FPGA可信远程内存交换卡的制作方法

本实用新型属于网络设备技术领域，尤其是涉及一种基于FPGA可信远程内存交换卡。

背景技术：

随着网络的快速发展，特别在公共安全、公用事业等专网为了实现关联业务互联互通，资源共享的电子化、自动化网络建设，广泛应用了数据交换服务器。而服务器与网络的连接则依赖网卡，其性能和稳定性对于网络通讯来说至关重要，随着通讯技术的不断发展，服务器及其网卡性能也在不断提升。但面对大数据交换、高并发等应用的快速增长，现有TCP/IP软硬件架构和应用高CPU消耗的技术特征导致服务器应用程序运行速度慢，数据交换效率低的问题日趋突出。这主要由于以太网数据交换服务器，当网络流量较高时，单位时间内需处量的报文数量就越多，会导致服务器系统带来极高的CPU负载，并降低其它任务的处理速度及数据交换传输的效果。同样，如果服务器应用较多时会消耗大量CPU资源，降低了服务器处理速度，制约了数据交换的效果。

针对上述问题，人们提出了各种不同的解决方案，例如，为了提高以太网服务器间数据交换的效果，常用方法主要是提高硬件性能和采用更高速率传输协议。1、采用最高性能的服务器及网络设备，其拥有多CPU(处理器)多核，较大的内存空间，更高的单端口带宽，如将原来速率为1Gbps(千兆)网口升级为10Gbps(万兆)或更大的20G，40G等，以提高数据处理速度及传输速率。但代价是高昂的成本，对现有网络进行改造的话很可能工程量巨大。2、采用更高速的传输协议，克服了传输数据软件的固有瓶颈，提高传输速率，虽然在应用层有一定改善，但它仍然大量依赖于服务器的CPU、TCP/IP栈，所以还是会存在以上问题。因此，设计出一种数据交换传输的效果好的交换卡显得尤为必要和迫切。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种硬件架构简单，提高数据交换效果的基于FPGA可信远程内存交换卡。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本基于FPGA可信远程内存交换卡，包括线路板，其特征在于，所述的线路板上设有FPGA芯片以及与FPGA芯片相连的PCI-E接口，在线路板上分别依次设有和FPGA芯片相连的EEPROM存储器、Flash存储器、SDRAM内存和时钟电路，所述的FPGA芯片分别和设置在线路板上的调试接口和拨码开关相连，在线路板上还设有分别和线路板与FPGA芯片相连的电源电路，且所述的FPGA芯片还分别和若干设置在线路板上的SFP+万兆光接口相连。

在上述的基于FPGA可信远程内存交换卡中，所述的线路板上设有至少一个和FPGA芯片相连的电路状态指示模块。

在上述的基于FPGA可信远程内存交换卡中，在线路板上分别设有串口模块和micro USB接口。

在上述的基于FPGA可信远程内存交换卡中，所述的FPGA芯片连接有若干设置在线路板上的状态指示灯。

在上述的基于FPGA可信远程内存交换卡中，所述的FPGA芯片为支持RDMA功能的FPGA芯片。

在上述的基于FPGA可信远程内存交换卡中，所述的线路板上设有分别和FPGA芯片相连的算法模块、安全模块以及物理噪声源模块。

在上述的基于FPGA可信远程内存交换卡中，所述的FPGA芯片为支持万兆传输速率的FPGA芯片，且所述的FPGA芯片上连接有PCI-E Gen2接口和/或PCI-E Gen3接口。

与现有的技术相比，本基于FPGA可信远程内存交换卡的优点在于：硬件架构简单，FPGA作为其核心运算芯片，采用的FPGA处理器具有并行处理的优势,运算高效，将FPGA结构设计的板卡属于专用电路，可以提高数据交换的安全性，结合RDMA高速、超低延时、极低CPU使用率的特点，不仅能提高数据交换的速率，提升应用系统中服务器CPU的处理能力，也在保证信息安全性的同时，在实现相同功能的前提下，其结构简单，可靠性强并且具有更高的灵活性和提高数据交换效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的原理框图。

图中，线路板1、电源电路11、SFP+万兆光接口12、电路状态指示模块13、串口模块14、micro USB接口15、状态指示灯16、FPGA芯片2、EEPROM存储器21、Flash存储器22、SDRAM内存23、时钟电路24、调试接口25、拨码开关26、算法模块27、安全模块28、物理噪声源模块29、PCI-E接口3。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本基于FPGA可信远程内存交换卡，包括线路板1，线路板1上设有FPGA芯片2以及与FPGA芯片2相连的PCI-E接口3，优选地，这里的FPGA芯片2为支持RDMA功能的FPGA芯片。在线路板1上分别依次设有和FPGA芯片2相连的EEPROM存储器21、Flash存储器22、SDRAM内存23和时钟电路24，FPGA芯片2分别和设置在线路板1上的调试接口25和拨码开关26相连，在线路板1上还设有分别和线路板1与FPGA芯片2相连的电源电路11，且FPGA芯片2还分别和若干设置在线路板1上且用于光纤连接通讯的SFP+万兆光接口12相连，例如，这里的FPGA芯片2为支持万兆传输速率的FPGA芯片，且FPGA芯片2上连接有PCI-E Gen2接口和/或PCI-E Gen3接口。

进一步地，这里的线路板1上设有至少一个和FPGA芯片2相连的电路状态指示模块13。

其中，在线路板1上分别设有串口模块14和micro USB接口15。micro USB接口15实现完成身份认证及密码管理功能，串口模块14用于打印调试信息。

进一步地，这里的FPGA芯片2连接有若干设置在线路板1上的状态指示灯16。

优选地，这里的线路板1上设有分别和FPGA芯片2相连的算法模块27、安全模块28以及物理噪声源模块29。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了线路板1、电源电路11、SFP+万兆光接口12、电路状态指示模块13、串口模块14、mi cro USB接口15、状态指示灯16、FPGA芯片2、EEPROM存储器21、Flash存储器22、SDRAM内存23、时钟电路24、调试接口25、拨码开关26、算法模块27、安全模块28、物理噪声源模块29、PCI-E接口3等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。