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项目信息
项目名称:基于SOA架构的网络硬盘控制器的设计  
项目信息:
应用领域:存储、服务器
设计摘要:
随着电子邮箱及网络硬盘的普及,用户可不用携带存储设备,而直接通过网络进行数据的上传和下载,实现个人数据的管理。然而,使用网络运营商提供的网络硬盘可用空间有限,且数据保密性不强。项目设计一种采用“流程+引擎+构件”的SOA三层架构的网络硬盘控制器。系统采用FPGA作为系统控制器,在FPGA内部MicroBlaze软核处理器上移植PetaLinux操作系统,加载NFS网络文件系统,将扩展Int 13H规范中定义的基本硬盘操作指令封装成原子构件,并采用VHDL硬件描述语言实现各原子构件,实现对硬盘的基本操作。设计引擎模块,根据NFS文件系统操作指令,调用相关原子操作,实现硬盘存储空间管理、文件存储操作、用户管理等功能。本文设计网络硬盘控制器可作为个人存储服务器连接到以太网,用户可通过连接网络的任意主机上实现对服务器硬盘的访问管理。
系统原理和技术特点:

 

用户通过连接网络的客户端PC机采用TCP/IP协议实现文件的上传和下载,上传文件时,用户通过客户端PC机向网络硬盘控制器发送上传文件指令,并发送文件数据,FPGA内以太网控制器模块接收数据并由DDR2控制器模块写入到DDR2中缓存,然后根据NFS协议将数据从DDR2中读出经硬盘控制器模块写入到硬盘中保存;客户端下载文件时,用户通过客户端PC机向硬盘控制器发送下载文件指令,FPGA内以太网控制器模块接收指令后,根据NFS协议将文件数据通过硬盘控制器模块读出并写入到DDR2缓存中,然后将数据由DDR2中读出至以太网控制器模块,加载网络协议栈,将数据由网络发送到客户端PC。      

FPGA内部调用MicroBlaze处理器,移植PetaLinux操作系统,配置TCP/IP协议栈,加载NFS网络文件系统,利用VHDL语言设计Int13H规范中定义的对硬盘操作的原子构件,并设计对原子构件调用的引擎管理模块,将原子构件与引擎管理模块以用户IP核形式添加到与MicroBlaze处理器互联的PLB片内总线,FPGA内部系统模块框图如图2所示。

系统结构.JPG
系统框图:系统结构.JPG
FPGA内部结构.JPG
系统框图:FPGA内部结构.JPG
计划书:基于SOA架构的网络硬盘控制器的设计.doc [1016.5 KB]
当前项目状态: 实现PATA硬盘控制设计,并加载到PLB总线,完成Petalinux操作系统及NFS服务器的移植,局域网内PC机可实现对硬盘的数据存储。项目已完成,演示视频上传至优酷网。
参赛信息:
指导老师姓名: 张刚
指导老师职称: 教授
学校: 太原理工大学
研究方向: 嵌入式系统设计;视频编码
参赛情况: 第三届OpenHW开放源码硬件与嵌入式大赛
需求信息:
拟采用的平台:Virtex-5 OpenSPARC 评估平台
是否需要设计扩展板?
需要的基本功能:
最新版本:
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update 12-03-31 06:03:07
项目工程
相关文件:
ata.rar  3.4 MB 
update 12-03-31 02:03:42
项目设计文档
相关文件:
基于SOA架构的网络硬盘控制器的设计.doc  1.7 MB 
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