EQL动力揭秘：PS6100/4100控制器设计分析

多协议可编程FPGA I/O控制器设计

ALTERA Arria GX系列FPGA芯片

Arria GX EP1AGX20C——就是那颗不带散热片、尺寸较大的ALTERA FPGA，我们在前文中曾经说过它负责I/O。还是先简单看下该芯片的资料：

ALTERA Arria GX系列最多包含12个高速串行收发器通道，它们可以是PCI Express、千兆以太网、XAUI、SDI或者Serial RapidIO等连接协议，速率支持600Mbps～3.125Gbps。EP1AGX20C属于Arria GX系列芯片中一款低端的4通道型号。

在分析Arria GX的作用之前，我们先来回顾一下戴尔PowerVault MD32x0i（基于NetApp E2600）和IBM Storwize V7000存储系统控制器架构图中的I/O设计。

戴尔PowerVault MD3200/3220i的控制器设计，用它来代表NetApp E2600（LSI Engenio 2600）一个小的改款

请注意上图中的32-lane PCI-E交换芯片（最多可以配置出8个接口），即NetApp E2600控制器中的PLX PEX8632。这里使用了2个PCI-E x8分别连接LSI SAS2116 RoC芯片和HIC主机接口扩展子卡，2个PCI-E x4连接到背板用于双控制器之间的通信，还有一组（实际上应该是2个PCI-E x1，在戴尔MD3200/3600系列中只使用了1个）连接1Gb/s管理网口控制芯片。

IBM Storwize V7000控制器结构图

IBM Storwize V7000中端存储系统中的48 lane PCIe交换芯片，使用了16个PCIe 2.0信道向上连接Xeon C5500/3500系列CPU。由此分别中转到用于前端接口的8Gb/s FC Controller、8端口6Gb/s SAS Controller，此外还有通过SBB高速背板与另一个控制器通信的PCIe信道，以及前端可插拔PCIe卡（选配10Gb iSCSI主机接口）。

以上PCIe Switch芯片实现的这些功能，还有哪些我们在EqualLogic PS6100上没介绍到呢？千兆iSCSI主机接口的MAC已经集成在NetLogic XLS616中，USB to LAN管理网口芯片也是直接连到这颗MIPS CPU上；剩下的主要就是双控制器之间的背板通信，用于实现Active-Standby冗余高可用和写缓存镜像；还有前文中未决的NetLogic XLS616 PCIe/SRIO和LSI SAS2108 6Gb/s SAS RoC之间的连接方式。

根据手头掌握的有限资料，我们这样判断：ALTERA Arria GX FPGA芯片通过PCIe或者串行RapidIO连接到NetLogic XLS616处理器；然后以同样协议连接到背板与另一个控制器通信，使用PCIe连接LSI SAS2108 RoC。另外，我们还在PCB背面看到Arria GX和ALTERA Cyclone III这2颗FPGA之间应该也有连线。

这里为什么要使用FPGA，而不是固定功能的PCIe Switch ASIC芯片？其好处就是灵活的可编程特性，根据需要可以选择不同的I/O协议。当然，上述猜测的这部分功能，除了Arria GX之外还有与其配合的相关辅助芯片，我们就不一一介绍了。