采用XDMA是許多人常用xilinx庫實現(xiàn)NVMe或其他傳輸?shù)姆椒?。但是，XDMA介紹較少，在高速存儲設(shè)計時，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實現(xiàn)NVMe功能。

這里主要分享基于PCIe3.0接口的NVMe IP設(shè)計簡介。有需要更高性能需求的，請先了解其性能簡介，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 集成塊實現(xiàn)， 初始化模塊根據(jù)鏈路訓(xùn)練完成信號和初始化啟動信號來執(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 信號用于指示鏈路訓(xùn)練是否成功。 鏈路訓(xùn)練消耗時間為毫秒級別， 為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定， 在系統(tǒng)復(fù)位退出后 1 秒時如果 LinkUp 信號仍為低電平， 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， 此時用戶可通過系統(tǒng)控制模塊啟動 PCIe 初始化，進入 PCIe 初始化狀態(tài)。 PCIe 初始化狀態(tài)機在執(zhí)行完初始化流程后， 會報告初始化執(zhí)行狀態(tài)， 如果在初始化過程中出錯， 進入初始化終止狀態(tài)并將錯誤信息反饋到初始化狀態(tài)寄存器。 當 PCIe 初始化正常完成后， 可以進入 NVMe 初始化狀態(tài)， NVMe 初始化也由用戶通過系統(tǒng)控制模塊啟動。 當 NVMe 初始化正常完成后， 系統(tǒng)的初始化完成， NoP 邏輯加速引擎進入正常工作模式。