NVMe A4S Host Controller IP可以连接高速存储PCIe SSD，无需CPU和外部存储器，自动加速处理所有的NVMe协议命令，具备独立的数据写入AXI4-Stream/FIFO接口和数据读取AXI4-Stream/FIFO接口，适合于高性能、顺序访问的应用，比如视频记录、信号记录。 ### Xilinx FPGA NVMe A4S Host Controller, 高性能NVMe A4S主机控制器IP #### 一、概述 NVMe A4S Host Controller IP 是一款专为高性能存储应用设计的控制器，它能够直接与PCIe SSD进行交互，无需借助CPU和外部内存。这一特性使得该控制器特别适用于视频记录、信号记录等需要高速、顺序访问的应用场景。通过自动加速处理所有的NVMe协议命令，并提供独立的数据写入和读取AXI4-Stream/FIFO接口，该控制器简化了高性能存储解决方案的设计过程。 #### 二、关键技术特点 ##### 2.1 无需CPU参与 NVMe A4S Host Controller IP能够独立完成PCIe设备的枚举、NVMe控制器的识别及初始化等工作，无需依赖CPU的支持。这一特性不仅降低了系统的复杂度，还提高了整体的运行效率。 ##### 2.2 高速数据传输 - **数据写入与读取AXI4-Stream/FIFO接口**：支持独立的数据写入和读取AXI4-Stream/FIFO接口，确保了高速数据传输的同时也保持了良好的灵活性。 - **DMA读写**：DMA（Direct Memory Access）读写功能允许数据直接在存储器与PCIe SSD之间传输，而无需经过CPU，这极大地提升了数据传输的速度和效率。 ##### 2.3 NVMe协议支持 - **管理命令**：实现必要的NVMe Admin Command Set，包括Identify、SMART、Error Information等功能，以及NVM Command Set中的Write、Read等命令。 - **多队列特性**：支持NVMe的多队列特性，可以根据不同应用场景的需求灵活配置DMA读写的通道数量，利用循环仲裁或加权循环仲裁机制来实现高效的数据访问。 ##### 2.4 配置灵活性 - **顺序传输长度配置**：DMA读写的顺序传输长度可以在RTL阶段进行配置，范围从4K-Byte到512K-Byte不等。较小的传输长度虽然会消耗较少的BRAM资源，但可能会影响读写性能；相反，较大的传输长度虽然能提高读写速度，但可能会消耗更多的BRAM资源。 - **多通道DMA需求**：针对多路数据通道访问PCIe SSD的需求，NVMe A4S Host Controller IP可以配置多个DMA命令接口和AXI4-Stream/FIFO接口，以满足不同场景下的并行访问需求。 ##### 2.5 兼容性与扩展性 - **FPGA支持**：该控制器支持Xilinx的多种FPGA系列，包括Ultrascale+、Ultrascale和7 Series等，保证了其广泛的适用性和扩展性。 - **PCIe SSD支持**：兼容PCIe Gen4、PCIe Gen3和PCIe Gen2 SSD，这意味着用户可以根据自身需求选择最合适的SSD型号。 #### 三、应用场景 - **视频记录**：对于高分辨率视频流的实时捕获和记录，NVMe A4S Host Controller IP能够提供稳定且高速的数据传输能力，确保视频质量的同时也保障了录制的流畅性。 - **信号记录**：在科研、军事等领域，需要对大量信号进行实时采集和存储，该控制器的高速数据传输能力和大容量存储支持使其成为理想的解决方案之一。 - **大数据处理**：在处理大规模数据集时，如机器学习训练、数据分析等场景下，控制器提供的高效数据读写能力能够显著提升处理效率。 #### 四、结论 Xilinx FPGA NVMe A4S Host Controller是一款高度集成且性能强大的存储控制器IP，它不仅简化了高性能存储解决方案的设计流程，还提供了灵活的配置选项和广泛的兼容性，适用于多种高性能存储应用场景。无论是视频记录、信号记录还是大数据处理，都能从中受益。

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基于NVMe over Fabrics (NVMeoF) 和 RDMA 网络接口卡 (RNIC) 技术，在 FPGA 上实现 RDMA 扩展 NVMe 存储系统的方案。文中涵盖了 NVMeoF 和 RNIC 的 IP 源代码解析、参考设计工程、上位机软件及计算机驱动的开发。具体来说，文章首先解释了 NVMeoF 和 RNIC 的基本概念和技术背景，接着深入探讨了 IP 源代码的设计与实现，包括配置和初始化驱动程序、处理网络数据包和连接的协议栈。然后，文章描述了一个完整的参考设计工程，涉及硬件设计、固件开发和软件架构。此外，还讨论了上位机软件的功能需求，如配置管理、性能监控和用户界面设计，以及计算机驱动程序的关键特性，如设备初始化、数据传输和异常处理。最后，文章强调了 RoCE 技术在连接多个 SSD 终端时的作用，形成了一个高性能的存储网络。 适合人群：从事存储系统开发的技术人员，尤其是对 NVMe、RDMA 和 FPGA 技术感兴趣的工程师。 使用场景及目标：① 数据中心高性能计算和大数据处理环境；② 需要构建高效、低延迟存储网络的企业级应用场景。 其他说明：本文不仅提供了理论指导，还包含了具体的实现细节和代码解析，有助于读者深入了解并实际应用这一先进技术。

内容概要：本文详细介绍了利用FPGA实现基于NVMe-over-Fabrics (NVMe-oF) 和远程直接内存访问 (RDMA) 技术的高性能分布式SSD存储系统的全过程。首先，文章探讨了NVMe-oF协议栈在FPGA上的具体实现方式，包括NVMe控制器、RoCEv2协议栈和自定义DMA引擎的设计与集成。接着，深入讲解了Linux内核驱动程序的开发细节，特别是针对NVMe和RDMA子系统的特殊处理。此外，还分享了一些性能优化技巧，如多描述符模式、预取控制器的应用以及动态调整MTU大小的方法。最后，通过实际测试数据验证了该方案的有效性和优越性，证明其能够显著提高数据传输速率并减少延迟。 适合人群：对FPGA开发、NVMe-oF协议、RDMA技术和高性能存储系统感兴趣的硬件工程师、研究人员和技术爱好者。 使用场景及目标：适用于构建低延迟、高带宽的分布式存储系统，特别是在数据中心、云计算平台和边缘计算环境中。主要目标是通过硬件加速手段大幅提升多块SSD组成的存储阵列的整体性能。 其他说明：文中提供了大量代码片段作为参考，并附有GitHub链接供读者获取完整开源项目。同时提到了一些实用的调试工具和方法，帮助开发者更好地理解和解决可能出现的问题。

联想RD450X NVME BIOS 支持独显和NVME启动

用华硕BIOS自带的固件更新程序刷入即可，主板即可支持NVME固态硬盘开机引导。 系统安装完成后，开机进入BIOS就可以选择NVME固态硬盘进行引导。

压缩包包含了技嘉Z77PD3主板最新BIOS升级程序和支持NVME.F9e升级文件

内容概要：本文深入探讨了基于Xilinx NVMe Host Accelerator (NVMeHA) 的参考设计方案，旨在提供一种高效接口与高吞吐量的存储解决方案。文中首先介绍了NVMeHA的基本概念及其优势，如通过FPGA卸载CPU的IO队列管理任务，提高系统效率。接着详细讲解了硬件架构的设计思路，特别是AXI接口的配置方法，强调了流控信号tready的重要性。随后讨论了性能调优的关键点，包括批量更新门铃机制以减少PCIe交互次数。最后分享了一些实际应用中的常见问题及解决方案，如CQ解析兼容性和调试技巧。 适合人群：对高性能存储系统感兴趣的硬件工程师、嵌入式开发者以及研究FPGA加速技术的研究人员。 使用场景及目标：适用于需要提升存储系统性能的项目，特别是在数据中心、云计算等领域。目标是通过软硬件协同设计，最大化利用FPGA的能力，降低CPU负载并提高数据处理速度。 其他说明：附带GitHub链接提供测试代码和比特流配置，鼓励读者动手实践并进一步探索相关技术细节。

用软碟通写入U盘即可。支持bios、Uefi双启动。 V1.0版本发布 2022年1月19日 内置常用PE工具，7-Zip、EasyImageX_x64、XorBoot Uefi修复、NT6修复、Ghost、CGI、Google浏览器、PENetwork、RegWorkshop、迅雷迷你版、、BOOTICEx64、windows安装器、XP安装器、AnyDesk、向日葵最新国内、国际版，Acronis True Image Home for PE2019、Acronis True Image Home for PE2020、DiskGenius4.9专业版、傲梅分区、软碟通、TCP232调试助手、串口调试助手等等。 V2.0版本发布2023年1月14日 基于1.0添加Nvme、CH340、Jlink驱动。 添加J-Flash、FlyMcu应用程序，支持Jlink和串口对STM32单片机程序下载。 添加NoMachine远程桌面访问工具。 备用下载：https://pan.baidu.com/s/1zQ5dpP-KTN-8L5z74dgYTg?pwd=9013

"Xilinx NVMe Host Accelerator的参考工程：软件硬件一体化的高性能存储解决方案",基于Xilinx NVMe Host accelerator的FPGA高吞吐量存储解决方案：实现高效接口与卸载IO队列负担的参考工程设计,基于Xilinx NVMe Host accelerator的参考工程 Xilinx NVMeHA IP 为多个 NVMe 驱动器提供简单高效的接口，从而减轻 IO 队列的 CPU 负担，并在 FPGA 内实现高吞吐量存储解决方案。 IP 为软件和硬件模块之一（或两者）提供与其接口的路径。 标准 AXI 内存映射和流接口可轻松集成且完全可参数化。 该 IP 提供多种定制功能，可根据要求定制资源高效实施。 管理队列预计由软件 (SW) 管理，并且 IP 从 CPU 卸载以下功能 跨多个队列的提交队列 (SQ) 门铃管理 跨多个队列的完成队列 (CQ) 门铃管理 构建符合 NVMe 规范的提交队列命令条目 完成队列条目解析 本文档介绍了使用 Nallatech 250S+ 板（基于 Xilinx KU15P）作为参考目标平台的 NV