网络存储系统的性能不仅与存储设备本身有关,而且与网络的通信性能有着密切的联系。传统网卡技术存在内存的冗余拷贝和较高的中断频率,这种不足导致的直接后果就是高的CPU负载,进而影响了其它软件的正常工作,比如影响存储子系统的带宽和IOPS。VIA(Virtual Interface Architecture)草案给出了解决这些问题的一种有效途径。分析发现协议头部的插入和接收端口的未知性导致了进行网络收发数据时存在内存的冗余拷贝,围绕着此问题,提出了一种支持VIA的硬件解决方案,并设计了基于FPGA的VI-NIC验证网卡。旨在通过优化网卡及通信协议软件的设计,降低CPU的通信负载,有效提高存储系统的带宽,增加存储系统的IOPS(单位时间I/O次数)。提出了主机与网卡的消息窗口机制,采用格式化的消息实现主机与网卡的行为控制、缓冲区描述符传递以及状态报告。解决了主机与网卡之间的消息通知问题、不连续内存段的DMA支持问题和发送成帧的协议头部插入问题。网卡对消息区进行解析,提取协议头部,在启动数据帧的传输之前准备好协议头部,解决了发送过程的内存拷贝问题。采用早中断并结合消息窗口解决接收端口的未知性,从而解决接收时的内存冗余拷贝。通过描述符请求队列及接收数据缓存实现接收的集中报告,解决中断服务周期内到达多个数据包分片的问题。对FPGA内部的部分逻辑模块进行了功能仿真验证,验证结果表明设计达到了预期要求。