基于PCIe的NVMe学习

一：基本概念

1.UltraScale：是Xilinx ZYNQ 系列产品

2.spec：大家现在别纠结于具体的命令，了解一下就好。老板交代干活的时候，再找spec一个一个看吧————猜测估计是命令表之类的。

3.TLP报文部分：

二：pcie相关知识

1.但PCIe是可以最多32条道的（x32）

2.全双工模式

3.pcie拓扑结构：所有pcie的设备均挂在pcie总线上，谁要使用需要得到总线相关的使用权。

4.PCIe Endpoint，就是PCIe终端设备，比如PCIe SSD，PCIe网卡

5.Host与PCIe设备之间，或者PCIe设备与设备之间，数据传输都是以Packet（Transaction Layer Packet）形式进行的.

6.事务层根据比如软件层的需求，产生四种不同的TLP请求分别为：

1. Memory 

2. IO

3. Configuration

4. Message

7.RC是树的根，或者主干，它为CPU代言——所有的配置空间（Configuration）的访问，都是Host发起的，确切的说是RC发起的

8.一个TLP最大载重是4KB，数据长度大于4KB的话，就需要分几个TLP传输。

三：ssd相关知识

1.现在很多SSD都开始使用PCIe接口——为了追求速度更快，上限速度就是pcie的接口速度

2.SSD——半双工

四：NVMe相关知识

1.NVMe是一种Host与SSD之间通讯的协议，它在协议栈中隶属高层——在三国的话，就是诸葛亮的角色

2.军师设计好计谋，就交由手下五虎大将去执行——虎将PCIe去完成任何命令。

3.虽然NVMe的命令可能可以由别的接口协议完成，但NVMe与PCIe合作形成的战斗力无疑是最强的。

4.AHCI和SATA的协议犹如刘备去指挥虎将PCIe——垃圾。还需诸葛（NVMe）来指挥。

5.所有SATA接口的SSD，你去看性能参数，会发现都不会超过600MB/s——垃圾。

6.NVMe有两种命令：一种叫Admin Command，用以Host管理和控制SSD。二种叫I/O Command，用以Host和SSD之间数据的传输。

7：命令有了，那么，Host又是怎么把这些命令发送给SSD执行呢——？

8：NVMe有三宝如下图——DB ,SQ,CQ

9:如上图,RC(root complex)就是CPU的代言人,小蜜。

10.

说，NVMe处理命令需要几步？答：八步：

第一步：Host写命令到SQ；

第二步：Host写DB，通知SSD取指；

第三步：SSD收到通知，于是从SQ中取指；

第四步：SSD执行指令；

第五步：指令执行完成，SSD往CQ中写指令执行结果；

第六步：然后SSD发短信通知Host指令完成；

第七步：收到短信，Host处理CQ，查看指令完成状态；

第八步：Host处理完CQ中的指令执行结果，通过DB回复SSD：指令执行结果已处理，辛苦您了！

11. 有SQ就必然有CQ  ,SQ/CQ中的”Q”,是Queue，队列的意思.

12.无论host想从ssd读数据还是写数据（host都是拿来主义，ssd都是快递员）Host也有两种方式来告诉SSD数据所在内存位置，一是PRP (Physical Region Page, 不是P2P!)，二是SGL (Scatter/Gather List)。