數據緩存控制器主要實現了對大量突發數據的緩存、AXI4接口與AXI4-Stream接口之間的轉換和NVMe命令的生成等功能。數據緩存控制器的整體架構如圖1所示。

圖1數據緩存控制器整體架構

根據功能需求將數據緩存控制器劃分為了3個模塊：流程控制模塊、接口轉換模塊和MIG模塊。

（1）流程控制模塊：流程控制模塊主要實現三個功能，一是根據用戶命令或輸入的數據量大小來組裝相應的NVMe提交命令，并發送至NVMe Host控制器；二是控制接口轉換模塊工作的開啟與關閉；三是實現乒乓操作，來提高系統傳輸性能。

（2）接口轉換模塊：接口轉換模塊負責完成將DDR控制器的AXI4接口轉換為與其他模塊進行數據交互的AXI4-Stream接口。

（3）MIG模塊：MIG模塊是Xilinx提供的DDR存儲控制器，可以幫助用戶快速的搭建工程，完成對DDR等外部存儲器的控制。MIG IP核內部由用戶接口、存儲控制器和物理層模塊三部分組成。同時MIG IP還支持AXI4接口，用戶可以直接通過AXI4接口訪問DDR存儲器。

如圖2所示，它為數據緩存控制器的頂層模塊框圖。

圖2 數據緩存控制器的頂層模塊框圖

數據緩存控制器的外部接口信號主要包括與Microblaze處理器、NVMe Host控制器、以太網控制器、外部DDR存儲器相連接的端口。其中AXI4_Lite接口用于配置數據緩存控制器的寄存器；M_AXIS_ENTRY接口用于向NVMe Host控制器發送NVMe命令；S_AXIS_DATA接口用于接收輸入的數據流數據；M_AXIS_DATA接口用于輸出的緩存數據；M_AXI_DDR用于讀寫DDR內緩存的數據；NVMe_Done信號用于指示命令執行成功；NVMe_Error信號用于指示命令執行錯誤。

數據緩存控制器的頂層接口信號定義如表1所示。

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審核編輯 黃宇