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近年来,随着网络技术的不断发展,人们对网络数据存储的需求也越来越高。基于光纤通道协议(Fiber Channel,FC)的存储区域网络(Storage Area Network,SAN)借助FC低延时、高带宽、误码率低等特点很好满足了人们对大量数据高速传输和存储的需求。FC交换机负责实现FC存储设备和服务器之间数据的传递,是SAN的中央枢纽,对其研究和开发具有重大意义。FC交换机作为一种典型的嵌入式设备,其开发架构为嵌入式芯片(含CPU)+FPGA。ZYNQ-7000系列全可编程SoC(System on Chip,SoC)以FPGA为基础,将可编程逻辑(Programmable Logic,PL)和具有双核ARM Cortex-A9的处理系统(Processing System,PS)集成在单个芯片中,PS和PL之间采用AXI(Advanced Extensible Interface,AXI)协议进行通信,传输带宽可达吉比特。ZYNQ-7000的出现使得软硬件之间的协同设计更加方便,并使得嵌入式设备的尺寸大大减小。本文设计基于ZYNQ-7000系列芯片的FC交换机软件,主要工作如下:1.对PL端与PS端之间数据交互的几种方案进行分析,最终使用PL端的DMA方式完成FC数据的交互,使用TCP协议完成TCP/IP数据的交互,并在Vivado软件中完成ZYNQ硬件部分的设计。2.在PS端设计FC数据接收和发送的驱动程序。驱动程序基于Linux操作系统,向下完成与PL端的数据交互,向上完成与上层处理模块的数据交互。3.设计解析TCP/IP协议和FC协议的协议处理模块,使得交换机软件能够正确接收和解析TCP数据和FC数据,完成交换机登录等基本功能,并将解析后的数据传递给上层应用处理。4.设计基于串口、网口和FC口的管理模块,使上位机能够通过以上三种方式对交换机进行各种参数的查询和配置。5.使用上位机软件和FC分析仪等设备对交换机软件的各个功能进行测试,测试结果符合预期。将基于PowerPC+FPGA架构的FC交换机和基于ZYNQ的FC交换机在物理尺寸和功耗方面进行对比分析,证明基于ZYNQ的FC交换机的优势。