采用XDMA是許多人常用xilinx庫(kù)實(shí)現(xiàn)NVMe或其他傳輸?shù)姆椒ā５?，XDMA介紹較少，在高速存儲(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，尤其是PCIe4.0模式下，較難發(fā)揮其最優(yōu)性能，因此，直接采用PCIe實(shí)現(xiàn)NVMe功能。

這里主要分享基于PCIe3.0接口的NVMe IP設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介。有需要更高性能需求的，請(qǐng)先了解其性能簡(jiǎn)介，在文末給出鏈接。它的系統(tǒng)初始化流程主要分為鏈路訓(xùn)練、PCIe 初始化和 NVMe 初始化， 分別實(shí)現(xiàn) PCIe鏈路連接、 PCIe 設(shè)備枚舉配置和 NVMe 設(shè)備配置功能。 其中鏈路訓(xùn)練由 PCIE 集成塊實(shí)現(xiàn)， 初始化模塊根據(jù)鏈路訓(xùn)練完成信號(hào)和初始化啟動(dòng)信號(hào)來(lái)執(zhí)行 PCIe 初始化和NVMe 初始化。

圖1 系統(tǒng)初始化流程

系統(tǒng)初始化的主要流程如圖 1 所示， 在系統(tǒng)供電后， 首先進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)， 一旦退出復(fù)位狀態(tài)， 由 PCIE 集成塊執(zhí)行鏈路訓(xùn)練， PCIE 集成塊提供了 LinkUp 信號(hào)用于指示鏈路訓(xùn)練是否成功。 鏈路訓(xùn)練消耗時(shí)間為毫秒級(jí)別， 為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定， 在系統(tǒng)復(fù)位退出后 1 秒時(shí)如果 LinkUp 信號(hào)仍為低電平， 則斷言為鏈路訓(xùn)練失敗， 初始化流程終止。

如果 LinkUp 為高電平， 此時(shí)用戶可通過(guò)系統(tǒng)控制模塊啟動(dòng) PCIe 初始化，進(jìn)入 PCIe 初始化狀態(tài)。 PCIe 初始化狀態(tài)機(jī)在執(zhí)行完初始化流程后， 會(huì)報(bào)告初始化執(zhí)行狀態(tài)， 如果在初始化過(guò)程中出錯(cuò)， 進(jìn)入初始化終止?fàn)顟B(tài)并將錯(cuò)誤信息反饋到初始化狀態(tài)寄存器。 當(dāng) PCIe 初始化正常完成后， 可以進(jìn)入 NVMe 初始化狀態(tài)， NVMe 初始化也由用戶通過(guò)系統(tǒng)控制模塊啟動(dòng)。 當(dāng) NVMe 初始化正常完成后， 系統(tǒng)的初始化完成， NoP 邏輯加速引擎進(jìn)入正常工作模式。