在嵌入式設(shè)備、邊緣計(jì)算、工業(yè)控制等領(lǐng)域快速崛起的同時(shí)，開發(fā)人員越來越多地面對一個(gè)問題：

硬件資源有限，但對高速存儲(chǔ)的需求卻越來越高。這些平臺(tái)可能沒有 PCIe 硬核，或者無法承擔(dān)高昂的硬件成本。

NVMe SPCle IP 正是為這樣的場景量身定制。通過結(jié)合 PCIe 軟核 IP 與 NVMe 主機(jī)控制器，讓開發(fā)人員在無硬核的情況下，也能輕松接入 NVMe SSD，突破了傳統(tǒng)存儲(chǔ)方案的硬件限制。

簡單來說，NVMe SPCle IP 的存在，讓高性能存儲(chǔ)不再是高成本設(shè)備的專屬。

ALINX NVMe SPCle IP 詳情

IP 資源消耗表

注：IP實(shí)際邏輯資源消耗受實(shí)例化中其他邏輯資源消耗影響

產(chǎn)品特性

功能實(shí)現(xiàn)：帶有 PCIe 軟核 IP 的 NVMe 主機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)不依靠 CPU 訪問外置內(nèi)存 NVMe SSD，自動(dòng)初始化 NVMe 和 PCIe 鏈路硬件模塊，自動(dòng)提交和完成命令

兼容性：命令支持(Identify, Write, Read, Flush)，支持 PCIe Gen 1.0-4.0，兼容 NVME 1.4 協(xié)議

性能參數(shù)：(1) 支持最大每個(gè)隊(duì)列 65535 個(gè) I/O 命令(2) 基于 PCIe3.0 X4 讀寫速率均可達(dá)到 3000 MB/s(3) MPSMIN (最小內(nèi)存頁傳輸大小)：4 Kbyte(4) MDTS （最大數(shù)據(jù)傳輸大小）：至少 128 Kbyte 或者沒有限制(5) LBA 單元：512 字節(jié)或者 4096 字節(jié)

參考設(shè)計(jì)：XCZU19EG + FMC子板(FH1402)+SAMSUNG 980 M.2 SSD

技術(shù)支持：提供完備的技術(shù)支持與定制化設(shè)計(jì)服務(wù)

ALINX NVMe SPCle IP 應(yīng)用交互

如圖所示，ALINX NVMe SPCIe IP 包含的 PCIe 軟核 IP，完成了 PCIe 協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的部分功能。其物理接口通過 PIPE 接口與 AMD PCIe PHY 連接，AMD PCIe PHY 包括收發(fā)器和均衡器邏輯，用于實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。

NVMe SPCIe IP 由 NVMe IP 和 PCIe 軟核 IP 組成，因此 NVMe SPCIe IP 在功能上與 NVMe AXI IP 相似性。

下表顯示了 NVMe SPCIe IP 和 NVMe AXI IP 的比較信息。

如圖所示，NVMe SPCIe IP 的主要優(yōu)點(diǎn)是不需要使用 PCIe 硬核 IP。因此，SSD 的最大數(shù)量不受 PCIe 硬核 IP 數(shù)量的限制，而是受收發(fā)器模塊數(shù)量和資源的限制。但是 NVMe SPCIe IP 的資源消耗較 NVMe AXI IP 高，且僅支持 4 Lane PCIe Gen3 SSD。

ALINX NVMe IP 選型

ALINX 推薦在需要大容量存儲(chǔ)和高速存儲(chǔ)的應(yīng)用場景中，優(yōu)先使用不包含 PCIe 硬核 IP 的低成本 FPGA。

當(dāng)用戶所選設(shè)備沒有足夠的 PCIe 硬核 IP 來連接所有 NVMe SSD 時(shí)，可以同時(shí)使用 NVMe AXI IP 和 NVMe SPCIe IP 進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如下圖所示。

當(dāng)所選 FPGA 器件已經(jīng)集成了 PCIE 硬核 IP，并且數(shù)量足夠時(shí)，建議使用 NVMe AXI IP 進(jìn)行設(shè)計(jì)，以減少 FPGA 資源的占用。

有關(guān) NVMe IP 的更多信息，您可以隨時(shí)聯(lián)系 ALINX 進(jìn)行咨詢(021-67676997)。ALINX 還可為您提供 FPGA 器件的參考設(shè)計(jì)評估服務(wù)，幫助您選擇最合適的產(chǎn)品和方案。

審核編輯 黃宇