注：這是采用PCIe設(shè)計(jì)NVMe，并非調(diào)用XDMA方式，后者在PCIe4.0時(shí)不大方便，故團(tuán)隊(duì)直接采用PCIe設(shè)計(jì)，結(jié)合UVM驗(yàn)證加快設(shè)計(jì)速度。

隊(duì)列管理模塊采用隊(duì)列的存儲與控制分離的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，如圖1所示為隊(duì)列管理模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

圖1 隊(duì)列管理模塊結(jié)構(gòu)圖

對于提交隊(duì)列，設(shè)置一塊完整的BRAM存儲空間用于存儲提交隊(duì)列條目，一個(gè)提交隊(duì)列管理單元用于實(shí)現(xiàn)提交隊(duì)列存儲地址空間的管理和門鈴控制。在提交隊(duì)列管理單元中，構(gòu)建一個(gè)admin提交隊(duì)列表單和N個(gè)I/O提交隊(duì)列表單，I/O提交隊(duì)列表單的個(gè)數(shù)N為參數(shù)配置，考慮到仲裁效率和資源占用，N的最大數(shù)量為16。每一個(gè)提交隊(duì)列表單包含了隊(duì)列的ID、隊(duì)列深度、起始偏移地址、門鈴頭指針、門鈴尾指針、門鈴地址，表單中的初始信息在NVMe初始化的創(chuàng)建提交隊(duì)列過程中獲取，起始偏移地址在初始化時(shí)按照隊(duì)列深度依次連續(xù)分配，而門鈴頭指針則由完成隊(duì)列管理單元更新。

當(dāng)指令控制模塊需要向某一個(gè)提交隊(duì)列寫入提交條目時(shí)，提交隊(duì)列管理單元首先讀取所選則隊(duì)列的表單信息，根據(jù)起始偏移地址、隊(duì)列深度和門鈴尾指針計(jì)算出提交隊(duì)列存儲寫地址，再將提交條目寫入該地址中，同時(shí)發(fā)起對應(yīng)的門鈴寫請求。當(dāng)接收到提交隊(duì)列讀請求時(shí)，根據(jù)請求的地址獲取對應(yīng)表單信息生成提交隊(duì)列存儲讀地址。

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審核編輯 黃宇