千万门级FPGA芯片设计平台的数据存储技术

朱瑜

摘要：高档芯片设计平台中，数字存储技术是关键技术。采用虚拟化技术构成NetApp8060中心存储分布式虚拟化系统，实现集团3个子公司存储资源共享，给出了数据存储双活容灾与备份功能，以及存储快照技术，快速恢复丢失数据。结合网络与服务器系统的一体式虚拟化技术，构成FPGA芯片设计系统，可满足千万门级FPGA芯片设计要求。

关键词：FPGA；EDA；虚拟化；快照

中图分类号：TN791 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）06-0143-01

1 引言

集成电路芯片技术是信息技术产业的核心，为完成高水千万门级FPGA芯片设计，必须建立相应的企业云与虚拟化EDA（电子设计自动化）设计平台，将 设计软硬件资源通过虚拟化技术部署在企业中心机房云端，实现自动化的管理，在平台上进行EDA设计，实现对资源的快速部署，降低成本、节省设计时间。在此平台中数据存储技术是关键的核心技术。数据存储技术与系统很多技术相互关联，但其核心技术是分布式虛拟化存储系统实现、双活容灾与备份功能的实现、存储快照等。统一数据存储平台在存储效率，虚拟服务器和虚拟桌面的即时虚拟机（VM）和数据存储拷贝、以及虚拟数据中心备份和业务连续性解决方案等领域提供业界领先的技术。

2 高性能虚拟化存储系统实现

存储方案如图1所示。

（1）分布式虚拟化。本文采用NetApp8060中心存储器虚拟化，将所有的SATA、SAS和SSD混合硬盘构成一个全局的块存储系统，分配给3家子公司独立使用与管理，且互相隔离。这样的技术节省了投资，一台存储提供多个子公司使用，并且混合硬盘虚拟化模式，带来的是写I/O性能显著提升，最大的使用到SSD盘的高速性能，满足并发用户激增时对写I/O性能的严格要求。

（2）中心云平台虚拟化服务器共享存储阵列。连接到共享存储阵列时，VMware ESX支持VMware虚拟机文件系统（VMFS）和网络连接存储（NAS），中心各应用服务进行虚拟化可提高运行效率，共享服务器资源。

（3）数据RAID-DP保护。虚拟基础架构中的数据保护要求比传统物理服务器基础架构中的要高。 数据保护是共享存储设备的首要特征。NetApp RAID-DP是一种先进的RAID技术，作为所有FAS系统的默认RAID级别提供。RAID-DP可防止单个RAID组中同时丢失两个驱动器。部署非常经济； 使用默认RAID组的开销仅为12.5%。 这种弹性和存储效率使得RAID-DP上的数据比存储在RAID 5上的数据更安全，并且比RAID 10更具成本效益。

（4）双活容灾。选用NetApp8060双主控容灾备份功能，即有两台相同的主控机，子公司1由于规模比较大，其应用单独运行在主控机A上，当发生故障无法自动修复时候，自动切换到主控B上，所有应用与进程均不受到影响，同样的子公司2和子公司3日常使用主控B，当发生故障时自动切换使用主控A，实现双活容灾。两台存储主控设备均处于运行状态，互为冗余，可相互接管的应用模式来实现存储的高可用，高安全性。

（5）存储快照技术，快速恢复丢失数据。在不影响生产操作的情况下我们选用了NatApp提供基于阵列的备份技术，这些备份仅消耗存储块级更改，可以在一天中提供多个恢复点。备份是存储阵列中的集成组件，因此快照提供的恢复时间比任何其他方式提供的恢复时间更快。

3 结语

采用虚拟化技术构成中心存储虚拟化系统，实现子公司存储资源共享，给出了数据存储双活容灾与备份功能，以及存储快照技术，快速恢复丢失数据。结合网络与服务器系统的一体式虚拟化技术，将 设计软硬件资源部署在企业中心机房云端，实现自动化的管理，高效地在 设计平台上进行EDA 设计，实现对资源的快速部署，极大地降低成本、节省设计时间，本文数据存储技术应用于设计平台，已设计鉴定了3500万门FPGA芯片产品。

参考文献

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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