如圖1所示，系統整體架構由NVMe存儲，Microblaze控制及以太網高速傳輸構成。該系統能夠持續接收高速數據流數據，并經緩存模塊處理后，存儲至NVMe SSD，同時可以將存儲數據通過萬兆光纖以UDP協議上傳至上位機以供后續處理。

該系統主要包含數據緩存控制器、NVMe Host控制器、以太網控制器、Microblaze處理器、測試模塊、10 Gigabit Ethernet Subsystem（以下簡稱10G Ethernet IP）、AXI Bridge for PCI Express Gen3（以下簡稱AXI PCIe IP）等模塊。系統中NVMe Host控制器實現了對NVMe命令執行流程的加速，以太網控制器實現了對UDP、ARP和ICMP數據包的處理工作，數據緩存控制器實現了對大量突發數據的緩存工作以及對輸入的數據流數據進行自動存儲管理。下面將對系統的整體工作流程和各模塊的功能設計分別進行闡述。

圖1 高速存儲傳輸系統整體架構

本設計通過將數據存儲和數據回傳劃分為兩個傳輸通道同步進行工作，保證在系統進行數據存儲工作時，可以執行其他命令。高速存儲傳輸系統的整體工作流程圖如圖2所示。

圖2 系統整體工作流程圖

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高速存儲傳輸系統工作流程描述如下：

（1）系統上電后，對各個模塊進行初始化，包括對數據緩存控制器、NVMe Host控制器和以太網控制器參數的配置以及監測NVMe SSD的連接狀態等工作；

（2）為了提高系統的靈活性，把數據存儲和數據回傳劃分為兩個通道，每個通道可以獨立工作。因此，等待初始化完成后，有兩個進程可以同時進行，一方面用戶可以通過串口向系統發送讀取、關機、識別等命令，分別進入流程（3）、（4）、（5）執行相應流程。另一方面若同時有數據輸入時，流程（6）會以并行的方式同時進行；

（3）若用戶發送讀取命令，則根據用戶信息組裝相應的NVMe讀命令并發送至NVMe SSD，等待命令執行完成后，將讀取到的數據通過以太網控制器發送至上位機；

（4）若用戶發送關機命令，則進入關機流程，向NVMe SSD按照關機步驟發送相應的命令，命令執行完成，流程結束；

（5）若為識別、SMART等命令，則向NVMe SSD發送相應的命令，等待NVMe SSD反饋命令信息后，通過串口輸出；

（6）若有數據輸入系統，先將數據流數據緩存至DDR，并根據輸入的數據量大小組裝相應的NVMe寫命令發送至NVMe SSD，重復此過程，直至無數據輸入。

審核編輯 黃宇