在嵌入式設備、邊緣計算、工業控制等領域快速崛起的同時，開發人員越來越多地面對一個問題：

硬件資源有限，但對高速存儲的需求卻越來越高。這些平臺可能沒有 PCIe 硬核，或者無法承擔高昂的硬件成本。

NVMe SPCle IP 正是為這樣的場景量身定制。通過結合 PCIe 軟核 IP 與 NVMe 主機控制器，讓開發人員在無硬核的情況下，也能輕松接入 NVMe SSD，突破了傳統存儲方案的硬件限制。

簡單來說，NVMe SPCle IP 的存在，讓高性能存儲不再是高成本設備的專屬。

ALINX NVMe SPCle IP 詳情

IP 資源消耗表

注：IP實際邏輯資源消耗受實例化中其他邏輯資源消耗影響

產品特性

功能實現：帶有 PCIe 軟核 IP 的 NVMe 主機控制器，實現不依靠 CPU 訪問外置內存 NVMe SSD，自動初始化 NVMe 和 PCIe 鏈路硬件模塊，自動提交和完成命令

兼容性：命令支持(Identify, Write, Read, Flush)，支持 PCIe Gen 1.0-4.0，兼容 NVME 1.4 協議

性能參數：(1) 支持最大每個隊列 65535 個 I/O 命令(2) 基于 PCIe3.0 X4 讀寫速率均可達到 3000 MB/s(3) MPSMIN (最小內存頁傳輸大小)：4 Kbyte(4) MDTS （最大數據傳輸大小）：至少 128 Kbyte 或者沒有限制(5) LBA 單元：512 字節或者 4096 字節

參考設計：XCZU19EG + FMC子板(FH1402)+SAMSUNG 980 M.2 SSD

技術支持：提供完備的技術支持與定制化設計服務

ALINX NVMe SPCle IP 應用交互

如圖所示，ALINX NVMe SPCIe IP 包含的 PCIe 軟核 IP，完成了 PCIe 協議的數據鏈路層和物理層的部分功能。其物理接口通過 PIPE 接口與 AMD PCIe PHY 連接，AMD PCIe PHY 包括收發器和均衡器邏輯，用于實現高速數據傳輸。

NVMe SPCIe IP 由 NVMe IP 和 PCIe 軟核 IP 組成，因此 NVMe SPCIe IP 在功能上與 NVMe AXI IP 相似性。

下表顯示了 NVMe SPCIe IP 和 NVMe AXI IP 的比較信息。

如圖所示，NVMe SPCIe IP 的主要優點是不需要使用 PCIe 硬核 IP。因此，SSD 的最大數量不受 PCIe 硬核 IP 數量的限制，而是受收發器模塊數量和資源的限制。但是 NVMe SPCIe IP 的資源消耗較 NVMe AXI IP 高，且僅支持 4 Lane PCIe Gen3 SSD。

ALINX NVMe IP 選型

ALINX 推薦在需要大容量存儲和高速存儲的應用場景中，優先使用不包含 PCIe 硬核 IP 的低成本 FPGA。

當用戶所選設備沒有足夠的 PCIe 硬核 IP 來連接所有 NVMe SSD 時，可以同時使用 NVMe AXI IP 和 NVMe SPCIe IP 進行系統設計，如下圖所示。

當所選 FPGA 器件已經集成了 PCIE 硬核 IP，并且數量足夠時，建議使用 NVMe AXI IP 進行設計，以減少 FPGA 資源的占用。

有關 NVMe IP 的更多信息，您可以隨時聯系 ALINX 進行咨詢(021-67676997)。ALINX 還可為您提供 FPGA 器件的參考設計評估服務，幫助您選擇最合適的產品和方案。

審核編輯 黃宇