随着云计算和物联网技术的快速发展，数据存储和处理的需求日益增长。而且传统存储方式存在延迟高、数据一致性难以保证等问题。因此，研究新型的存储技术变得尤为重要。在这种情况下，FPGA（现场可编程门阵列）成为了备受关注的一种高性能存储设备。那么，如何在FPGA上构建一个高效的网络化键值存储呢？
首先，我们需要选取适合的FPGA板卡。本文所使用的板卡为Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC ZCU104。它采用了先进的28纳米工艺，集成了四核ARM Cortex-A53处理器和一组高性能的可编程逻辑器件。这使得它成为一种强大的嵌入式计算平台，可用于实现高速计算和通讯。
接下来，我们需要借助Vivado开发环境对FPGA进行编程。具体来说，我们使用AXI Stream互联协议来实现键值存储的读写操作。将读写请求映射到AXI Stream接口中，然后将其发送到键值存储引擎进行处理，最后将结果返回给用户。这种访问模式不仅可以提高程序的并发度和性能，而且可以轻松地和其它硬件组件进行集成。
然后，我们需要设计适合的键值存储引擎。在本文中，我们选择了基于哈希表的存储结构。哈希表是一种高效的数据结构，通过将键映射到索引位置来实现数据的快速查找和插入。具体来说，哈希表由若干个桶组成，每个桶内存储一组键值对。在查找或插入数据时，只需要通过哈希函数计算出键的索引位置即可。由于哈希函数的设计可以自由选择，因此可以根据具体应用场景进行优化。
最后，我们需要实现与网络通讯相关的协议和功能。具体来说，我们通过UDP协议实现了键值存储引擎的远程访问功能。用户可以通过UDP报文发送读写请求到FPGA设备，键值存储引擎在收到请求后进行处理并返回相应结果。这种通讯方式不仅可以保证数据传输的实时性和可靠性，而且还可以提高系统的可扩展性和兼容性。
综上所述，在FPGA上构建网络化键值存储是一项具有挑战性和前景的工作。通过合理的设计和实现，可以实现高性能、低延迟、高可靠性的存储系统，为云计算和物联网应用提供强有力的支持。
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