基于MPC8377E的網(wǎng)絡(luò)電子存儲陣列關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)今，在電子信息科學和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域正在發(fā)生著的高速變革和發(fā)展，使得包括軍事科技、測量探測和民用通訊等在內(nèi)的各行各業(yè)都催生出了大容量數(shù)據(jù)的存儲需求，有許多還要提供方便的聯(lián)網(wǎng)下載功能。縱覽目前已存在的和正在蓬勃發(fā)展中的大容量存儲技術(shù)，如RAID陣列排布、網(wǎng)絡(luò)存儲和新興磁介質(zhì)存儲等，其各有利弊，或各自在擅長的領(lǐng)域獨自發(fā)揮著作用，或剛剛研發(fā)成功正在進入市場的過程中，也有一些并沒有提供合適的聯(lián)網(wǎng)下載能力。基于這一現(xiàn)狀，本文在網(wǎng)絡(luò)大容量存儲方

2、面提出了一種新的解決方案。
　　本文以Freescale（飛思卡爾）公司的PowerPC構(gòu)架處理器MPC8377E為主控芯片，以嵌入式Linux系統(tǒng)為主控系統(tǒng)，以SATA接口的固態(tài)硬盤為存儲介質(zhì)，設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)電子存儲陣列實現(xiàn)方案。重點對陣列所涉及的主控芯片MPC8377E軟件系統(tǒng)移植、對外網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口以及陣列內(nèi)部的PCI Express總線數(shù)據(jù)交互等關(guān)鍵技術(shù)進行了研究實現(xiàn)。本網(wǎng)絡(luò)電子存儲陣列由1塊管理板和10塊存儲板構(gòu)成，所有板卡都

3、是以MPC8377E為主控芯片而設(shè)計實現(xiàn)的，基于MPC8377E處理器內(nèi)部集成的SATA控制器、千兆以太網(wǎng)控制器和PCI Express總線控制器等模塊，均可以通過嵌入式linux系統(tǒng)統(tǒng)一管理使用，本方案中管理板通過千兆以太網(wǎng)與外部實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，陣列內(nèi)部利用PCI Express總線實現(xiàn)管理板與10塊存儲板之間的數(shù)據(jù)交互，每個存儲板最終將PCI Express總線交互的數(shù)據(jù)通過SATA接口實現(xiàn)了固態(tài)盤的數(shù)據(jù)存儲。該陣列實現(xiàn)的關(guān)鍵是MPC

4、8377E的軟件系統(tǒng)方面，本文以嵌入式Linux為主導，從引導加載程序U-Boot移植開始，逐步在包括管理板和存儲板的各個板卡內(nèi)分別移植了嵌入式Linux系統(tǒng)，這其中包括Linux內(nèi)核鏡像文件，PowerPC構(gòu)架下特有的，U-Boot引導程序與嵌入式Linux內(nèi)核之間的橋梁文件——DTB設(shè)備樹文件，還有內(nèi)核啟動后第一個要掛載的根文件系統(tǒng)鏡像。并基于該根文件系統(tǒng)，完成了PCI Express驅(qū)動程序源代碼的編譯和驅(qū)動模塊的生成，在嵌入式L

5、inux系統(tǒng)的基礎(chǔ)上編寫了本存儲陣列對外數(shù)據(jù)交互的接口，一個與傳統(tǒng)FTP不同的自定義的FTP服務(wù)程序，并針對PowerPC構(gòu)架交叉編譯了可執(zhí)行的二進制文件，最終完成了本網(wǎng)絡(luò)電子存儲陣列的軟件移植和設(shè)計。總體上實現(xiàn)了與上位機的FTP聯(lián)網(wǎng)通信和固態(tài)SATA硬盤陣列中數(shù)據(jù)的下載。
　　本系統(tǒng)共包含10個MPC8377E存儲板，每個存儲板管理兩路容量為500GB的SATA接口固態(tài)盤，從整體上構(gòu)成了一個總?cè)萘窟_10TB的存儲陣列，并在此基礎(chǔ)