FPGA 690T NVME高速存储设计_fpga 690t高速存储

        高速存储设计会有各种需求的考虑，那么对应的方案也不完全相同，这篇文章出一期纯FPGA实现的高速存储方案。用纯fpga实现高速存储板卡有易国产化，功耗低和体积小等特点，缺点就是灵活性不是很强，实现标准ext4和nfs文件系统会非常难。

        690T高速存储硬件设计框图如下，switch下面挂载6张ssd，一路x8 到fpga host，1路x8到fpga ep，pcie端采用nvme ip实现ssd盘的读写，40Gbps以太网数据，以及多通道的srio和GTX数据，整个架构中最核心的就是nvme ip，nvme ip扮演了大脑的角色，负责枚举ssd，分配地址，以及nvme协议处理等。

        该方案可移植性很强，如果需要更高的速度，仅仅需要将pcie switch下面挂接更多的ssd，如果port不够可以挂更多的pcie  switch，因为switch 与fpga之间有两路pcie3.0 x8，那么就最大的下盘速率大约有16GB/s，具体跑多少速度挂载多少ssd，需要结合成功案例经验在做决定。

        在选型Pcie 核690t有很大的优势，支持多个pcie硬核，所以不用担心没得软核啦，比如下图就是xdma作为ep的配置。

 

        关于nvme ip资源消耗情况，目前高速存储使用的资源如下（外部接口没有全部使用），其实代码中有个细节可以优化很多bram接口，因为前期设计考虑冗余了，导致资源消耗过多。

在690t中实现tcp协议并且与上位机通讯。

nvme  ip支持如下IO命令

管理命令：

identify

set feature

abort cmd

creat sq cmd

creat cq cmd

fortmat nvm cmd

IO命令

read/write cmd

flush cache cmd   ###异常掉电可以下发该命令告知SSD将缓存中的数据program到nand flash

trim cmd    #该命令在格式化使用