FPGA IP

产品特点

·纯FPGA逻辑实现，物理层使用Xilinx 7系列PCIe 2.0 x4硬核，全盘写速率1315 MB/s左右，全盘读速率1598 MB/s左右，使用Xilinx UltraScale系列PCIe 3.0 x4硬核，全盘写速率2515 MB/s左右，全盘读速率2820 MB/s左右，可根据客户平台移植；

·访问接口简单，用户可以将此IP当作一块只增加一些读、写命令握手信号接口的片上DPRAM模块来使用，可根据用户需求定制；

·客户可以根据自己需求定制NVMe IP，还可以在此基础上定制FPGA纯逻辑实现的文件系统exFAT IP，以及需要支持的文件格式（如.dat/.txt /.bmp /.avi等）；

·已结合客户需要，成功移植到 Kintex7、ZYNQ7035、ZU7EV、KU040等平台，已成功应用于GNSS中频信号采集存储、视频数据采集存储等项目。

应用案例

案例一：

（1）为了提升产品可靠性，对业务数据的存储，分为主、备两路，每一路均有独立的DDR芯片组和NVME硬盘，所存数据完全一致；

（2）数据存储时由KU060负责与硬盘交互，数据导出时由CPU负责与硬盘交互，交互通道均为PCIE 3.0 X4，由专用的通道选择芯片实现切换控制；

（3）KU060内部由用户逻辑（甲方负责）和存储逻辑（NVME+EXFAT IP）组成，二者的交互界面为FIFO，且区分为M个高速FIFO和N个低速FIFO；

（4）每个FIFO形成一个独立文件，文件到4GB后，自动续接形成下一个独立文件，后缀数字连续，M+N个对应通道可以并发写入；

（5）存盘文件格式（仅.dat类型）与Windows兼容，写完的卡Windows系统可以直接看到文件并读出（即图中CPU的功能），不用任何转换；

（6）IP连续写入NVME SSD（三星970 EVO PLUS 1TB）的速度≥2.2GB/S（注：实际工程中，用户为保证数据记录的稳定性和可靠性会适当降速）；

（7）IP可接收指令、反馈信息，如硬盘链接状态、格式化、剩余存储空间、写入速度、硬盘温度等状态信息，信息随时刷新。

案例二：

存储过程

（1）PS通过GP口将需要存储的文件名称信息配置给NVME+EXFAT IP；

（2）PS在DDR空间开辟一段专用区域，用于放置待存储的数据；

（3）PS通过GP口将DDR中存储数据的首地址，以及长度信息配置给NVME+EXFAT IP；

（4）PS通过GP口发送启动存储命令；

（5）PL启动存储，存储完成后通过中断方式通知PS本次存储完成；

（6）重复步骤（2）-（5）直至该文件的所有数据传输完成后，PL通过中断信号通知PS本次文件传输完成；

（7）PS可根据需要创建新的文件进行存储并重复步骤（1）-（6）。

 回放过程

（1）PS通过GP口将需要回放的文件名称（或索引信息）配置给NVME+EXFAT IP；

（2）PS在DDR空间开辟一段专用区域，用于放置待回放的数据；

（3）PS通过GP口将DDR中回放数据的首地址，以及长度信息配置给NVME+EXFAT IP；

（4）PS通过GP口发送启动回放命令；

（5）PL启动回放，回放完成后通过中断方式通知PS本次回放完成；

（6）重复步骤（2）-（5）直至该文件的所有数据传输完成后，PL通过中断信号通知PS本次文件传输完成；

（7）PS可根据需要选择新的文件进行回放并重复步骤（1）-（6）。

性能指标

（1）ZU7EV平台下，使用三星970 EVO PLUS 2TB硬盘，实测：

单盘存储，平均速度：2230 MB/S，单盘回放，平均速度：1130 MB/S；

双盘并行存储，平均速度：4070 MB/S，双盘并行回放，平均速度：2180 MB/S。

（2）复旦微FMQL7045平台下，使用忆芯某国产2TB硬盘，实测：

单盘存储，平均速度：800MB/S，单盘回放，平均速度440MB/S。

如果需要，可通过我司PCIE2.0软核挂载更多硬盘（注：该平台支持16路GTX，最多可挂载4个硬盘）

说明：

（1）存储速度，指PL从DDR搬运数据到写入硬盘完毕，不包含PS填充DDR数据的时间；

（2）回放速度，指PL从硬盘读取数据到写入DDR完毕，不包含PS处理DDR数据的时间；