何　杰，郭燕妮，张　博，张　刚

（太原理工大学信息工程学院，太原　030024）

基于SoPC和NFS的虚拟SATA硬盘*

何杰，郭燕妮，张博，张刚

（太原理工大学信息工程学院，太原030024）

摘要：大数据背景下，网络文件系统NFS作为一种成熟的分布式文件系统，为数据存储、管理提供了良好解决方案；SoPC是基于软硬件协同设计的片上可编程系统，应用前景十分广泛。系统以SATA硬盘为存储介质实现了一个基于SoPC的完整网络存储结构。重点介绍了如何在FPGA内嵌MicroBlaze处理器上设计实现NFS服务组件、文件系统软件，以及如何设计实现SATA硬盘控制硬件IP核。经Xilinx的XUPV5_LX110T开发平台调试验证，SoPC网络存储软硬件系统工作正常，可以用作云存储的虚拟资源节点。

关键词：网络文件系统，SATA硬盘，FPGA，PetaLinux

0　引言

大数据时代，云存储呈现越来越强大的生命力。云计算是网络上基于虚拟资源的并行处理［1-2］，对于云存储系统，虚拟资源是通过IP地址访问的存储介质，即网络硬盘。网络硬盘可以部署在互联网上，利用现有Hadoop软件［3］，可以极低成本搭建一个超大容量、极高速度的个人云存储系统。2012年Marvell公司推出了第一款基于SoPC的SATA硬盘接口芯片，但是它仅支持PCIe 2.0接口，不支持网络连接。目前已有针对老式ATA接口［4］设计的网络硬盘，但ATA接口已经淘汰，而针对先进的SATA接口［5］网络硬盘设计还属商业机密，没有相关的文献报道，同时现有具有网络接入能力的SATA硬盘使用的是FTP（File Transfer Protocol）文件传输协议［6］，只能实现文件上传、下载等操作，不能实现文件在线打开、编辑等功能。

1　系统设计

1.1系统简介