千萬門級FPGA芯片設計平臺的數據存儲技術

朱瑜

摘要：高檔芯片設計平臺中，數字存儲技術是關鍵技術。采用虛擬化技術構成NetApp8060中心存儲分布式虛擬化系統，實現集團3個子公司存儲資源共享，給出了數據存儲雙活容災與備份功能，以及存儲快照技術，快速恢復丟失數據。結合網絡與服務器系統的一體式虛擬化技術，構成FPGA芯片設計系統，可滿足千萬門級FPGA芯片設計要求。

關鍵詞：FPGA；EDA；虛擬化；快照

中圖分類號：TN791 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）06-0143-01

1 引言

集成電路芯片技術是信息技術產業的核心，為完成高水千萬門級FPGA芯片設計，必須建立相應的企業云與虛擬化EDA（電子設計自動化）設計平臺，將 設計軟硬件資源通過虛擬化技術部署在企業中心機房云端，實現自動化的管理，在平臺上進行EDA設計，實現對資源的快速部署，降低成本、節省設計時間。在此平臺中數據存儲技術是關鍵的核心技術。數據存儲技術與系統很多技術相互關聯，但其核心技術是分布式虛擬化存儲系統實現、雙活容災與備份功能的實現、存儲快照等。統一數據存儲平臺在存儲效率，虛擬服務器和虛擬桌面的即時虛擬機（VM）和數據存儲拷貝、以及虛擬數據中心備份和業務連續性解決方案等領域提供業界領先的技術。

2 高性能虛擬化存儲系統實現

存儲方案如圖1所示。

（1）分布式虛擬化。本文采用NetApp8060中心存儲器虛擬化，將所有的SATA、SAS和SSD混合硬盤構成一個全局的塊存儲系統，分配給3家子公司獨立使用與管理，且互相隔離。這樣的技術節省了投資，一臺存儲提供多個子公司使用，并且混合硬盤虛擬化模式，帶來的是寫I/O性能顯著提升，最大的使用到SSD盤的高速性能，滿足并發用戶激增時對寫I/O性能的嚴格要求。

（2）中心云平臺虛擬化服務器共享存儲陣列。連接到共享存儲陣列時，VMware ESX支持VMware虛擬機文件系統（VMFS）和網絡連接存儲（NAS），中心各應用服務進行虛擬化可提高運行效率，共享服務器資源。

（3）數據RAID-DP保護。虛擬基礎架構中的數據保護要求比傳統物理服務器基礎架構中的要高。 數據保護是共享存儲設備的首要特征。NetApp RAID-DP是一種先進的RAID技術，作為所有FAS系統的默認RAID級別提供。RAID-DP可防止單個RAID組中同時丟失兩個驅動器。部署非常經濟； 使用默認RAID組的開銷僅為12.5%。 這種彈性和存儲效率使得RAID-DP上的數據比存儲在RAID 5上的數據更安全，并且比RAID 10更具成本效益。

（4）雙活容災。選用NetApp8060雙主控容災備份功能，即有兩臺相同的主控機，子公司1由于規模比較大，其應用單獨運行在主控機A上，當發生故障無法自動修復時候，自動切換到主控B上，所有應用與進程均不受到影響，同樣的子公司2和子公司3日常使用主控B，當發生故障時自動切換使用主控A，實現雙活容災。兩臺存儲主控設備均處于運行狀態，互為冗余，可相互接管的應用模式來實現存儲的高可用，高安全性。

（5）存儲快照技術，快速恢復丟失數據。在不影響生產操作的情況下我們選用了NatApp提供基于陣列的備份技術，這些備份僅消耗存儲塊級更改，可以在一天中提供多個恢復點。備份是存儲陣列中的集成組件，因此快照提供的恢復時間比任何其他方式提供的恢復時間更快。

3 結語

采用虛擬化技術構成中心存儲虛擬化系統，實現子公司存儲資源共享，給出了數據存儲雙活容災與備份功能，以及存儲快照技術，快速恢復丟失數據。結合網絡與服務器系統的一體式虛擬化技術，將 設計軟硬件資源部署在企業中心機房云端，實現自動化的管理，高效地在 設計平臺上進行EDA 設計，實現對資源的快速部署，極大地降低成本、節省設計時間，本文數據存儲技術應用于設計平臺，已設計鑒定了3500萬門FPGA芯片產品。

參考文獻

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Abstract：The virtualized technology was used to construct the NetApp 8060 central storage virtualization system. The storage resources of the Group's three subsidiaries were shared， and the data storage disaster recovery and backup functions were provided. The snapshot technology was used to quickly recover lost data. Combining the integrated virtualization technology of the network and server systems， the FPGA chip design system can meet the design requirements for 10 million gate FPGA chips

Key words：FPGA；EDA；virtualization；snapshot