一种基于FPGA的NVMESSD固件开发仿真平台制造技术

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的NVME SSD固件开发仿真平台，涉及NVME SSD固件开发技术领域，具体为一种基于FPGA的NVME SSD固件开发仿真平台，包括FPGA和测试机，以及在FPGA上开发的CPU、NAND控制器和SSD硬件平台；其中，在FPGA上通过嵌入式CPU模拟硬件行为；在FPGA上开发通用NAND控制器，并预留socket底座；在FPGA上实现基于TCP/IP的网络传输功能，并提供SSD固件基本接口以及一套SSD固件参考代码；测试机上实现NVME Over Fabric协议，通过网络对SSD仿真平台发命令，通过SSD仿真平台执行相应命令。该基于FPGA的NVME SSD固件开发仿真平台是软件和硬件相结合的仿真平台，更加贴近真实的嵌入式开发环境；本发明专利技术还提供一系列的自动化搭建脚本和参考代码，环境搭建简单，使用方便，是SSD开发高效。是SSD开发高效。是SSD开发高效。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的NVME SSD固件开发仿真平台


[0001]本专利技术涉及NVME SSD 固件开发
，具体为一种基于FPGA的NVME SSD 固件开发仿真平台。

技术介绍

[0002]目前SSD 固件的开发验证大都需要将固件编译好，下载到特定SSD 硬件平台上运行，这种方式会受到硬件平台的限制，当硬件平台不稳定或者还未完善时，容易拉长固件开发的周期。同时搭建硬件环境、下载固件一般比较耗时，所以影响固件开发效率；当前已存在的SSD仿真平台，一般是利用主机端的CPU、内存和硬盘资源，搭建一个纯软件的平台，虽然可以实现SSD 的固件的仿真，但难以模拟真实的嵌入式运行环境；当前纯软件的仿真平台都不能模拟前端数据传输的通道，以及后端闪存的读写擦的特性；当前已有的一些SSD 仿真平台， 在搭建和使用时不够灵活的问题；针对上述问题，我们提供了一种基于FPGA的NVME SSD 固件开发仿真平台。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于FPGA的NVME SSD 固件开发仿真平台，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于FPGA的NVME SSD 固件开发仿真平台，包括FPGA和测试机，以及在FPGA上开发的CPU、NAND控制器和SSD硬件平台；其中，在FPGA上通过嵌入式CPU模拟硬件行为；在FPGA上开发通用NAND控制器，并预留socket底座；在FPGA上实现基于TCP/IP的网络传输功能，并提供SSD固件基本接口以及一套SSD固件参考代码；测试机上实现NVME Over Fabric协议，通过网络对SSD仿真平台发命令，通过SSD仿真平台执行相应命令。
[0005]可选的，所述SSD硬件平台包括多核CPU、串口、DDR、SPI Nor Flash、EMMC和网口，以及NAND 控制器；测试机上实现基于NVME Over Fabric协议实现收发命令；FPGA上实现串口打印和接受信息的功能，并且提供接口；FPGA上用CPU来模拟NVME SSD硬件行为，实现基于网络的收发命令、传输数据，并且提供接口；FPGA上提供访问DDR的接口；FPGA上提供访问SPI Nor Flash的接口；FPGA上提供访问EMMC的接口。
[0006]可选的，所述FPGA上开发基于ONFI协议的通用NAND控制器，同时预留socket底座，可以把NAND封装成扣卡，接在底座上，实现通信，同时提供读写擦的接口。
[0007]可选的，所述FPGA上提供一套SSD固件参考代码，包括IO路径，垃圾回收，纠错，掉电保护和恢复。
[0008]本专利技术提供了一种基于FPGA的NVME SSD 固件开发仿真平台，具备以下有益效果：1、该基于FPGA的NVME SSD 固件开发仿真平台是软件和硬件相结合的仿真平台，更加贴近真实的嵌入式开发环境。
[0009]2、该基于FPGA的NVME SSD 固件开发仿真平台提供一系列的自动化搭建脚本和参考代码，环境搭建简单，使用方便，是SSD 开发高效。
[0010]3. 该基于FPGA的NVME SSD 固件开发仿真平台提供真实的NAND访问。
[0011]4．该基于FPGA的NVME SSD 固件开发仿真平台模拟了更加真实的NVME SSD，测试机端看到的就是真实的NVME SSD。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的结构示意图。
具体实施方式
[0013]下面，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0014]实施案例一本专利技术提供一种技术方案：一种基于FPGA的NVME SSD 固件开发仿真平台，包括FPGA和测试机，以及在FPGA上开发的CPU、NAND控制器和SSD硬件平台；其中，在FPGA上通过嵌入式CPU模拟硬件行为；在FPGA上开发通用NAND控制器，并预留socket底座；在FPGA上实现基于TCP/IP的网络传输功能，并提供SSD固件基本接口以及一套SSD固件参考代码；测试机上实现NVME Over Fabric协议，通过网络对SSD仿真平台发命令，通过SSD仿真平台执行相应命令。
[0015]本专利技术把SSD固件运行在FPGA上，并且测试机通过网络下发命令，从而模拟更加真实的SSD 运行场景，用户可以使用该平台完成以下需求：1.通过阅读参考代码学习NVME SSD 工作原理，通过Windows调试机的jtag 链接FPGA， 用断点和单步调试的方法，更加具体地学习NVME SSD 命令处理的流程2.编写自己的NVME SSD 固件代码，下载到FPGA 上，调试和验证SSD固件算法。
[0016]实施案例二步骤1：Windows 开发调试机，实现固件的开发编译，通过jtag将代码下载到FPGA 开发平台上， 同时支持在线调试，以及串口打印调试信息；步骤2：使用FPGA 来模拟SSD的硬件平台，包括以下功能多核CPU， 串口，DDR， SPI Nor Flash， EMMC， 网口，Nand 控制器；步骤3：测试机上实现基于NVME Over Fabric 协议实现收发命令；
步骤4：FPGA 上实现串口打印和接受信息的功能，并且提供接口；步骤5：FPGA 上用CPU来模拟NVME SSD 硬件行为，实现基于网络的收发命令、传输数据，并且提供接口；步骤6：FPGA 上提供访问DDR的接口；步骤7：FPGA 上提供访问 SPI Nor Flash 的接口；步骤8：FPGA 上提供访问EMMC 的接口；步骤9：FPGA 上开发基于ONFI 协议的通用 NAND 控制器，同时预留socket 底座，可以把NAND封装成扣卡， 接在底座上， 实现通信， 同时提供读写擦的接口；步骤10：FPGA 上提供一套SSD 固件参考代码，包括IO 路径，垃圾回收，纠错，掉电保护和恢复；步骤11：FPGA 接通电源，然后在测试机上运行脚本，通过网络与FPGA建立联系，从而使测试机可以看到一个模拟的SSD；步骤12：测试机对这个模拟的SSD 发送各种NVME 命令；步骤13：FPGA 上的固件处理这些命令；步骤14：于此同时，Windows 调试机通过 jtag 链接FPGA上的CPU来观察和调试固件，通过串口来收集固件运行状态。
[0017]具体实施案例一步骤1：用户通过该平台学习NVME SSD 工作原理；步骤2：用户阅读平台自带的参考代码；步骤3：FPGA 上电， 测试机上电，测试机运行脚本，与FPGA 建立联系，测试机可以识别到模拟的NVME SSD；步骤4：Windows 调试机上电，链接串口，通过jtag 链接FPGA CPU；步骤5：测试机上对模拟的SSD 发出各种命令，FPGA 仿真平台处理对应命令；步骤6：Windows 调试机上通过串口和jtag 观察和学习NVME SSD的工作原理。
[0018]具体实施案例二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的NVME SSD 固件开发仿真平台，其特征在于，包括FPGA和测试机，以及在FPGA上开发的CPU、NAND控制器和SSD硬件平台；其中，在FPGA上通过嵌入式CPU模拟硬件行为；在FPGA上开发通用NAND控制器，并预留socket底座；在FPGA上实现基于TCP/IP的网络传输功能，并提供SSD固件基本接口以及一套SSD固件参考代码；测试机上实现NVME Over Fabric协议，通过网络对SSD仿真平台发命令，通过SSD仿真平台执行相应命令。2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的NVME SSD 固件开发仿真平台，其特征在于：所述SSD硬件平台包括多核CPU、串口、DDR、SPI Nor Flash、EMMC和网口，以及NAND 控制器；测试机上实现基于NVME Over Fabr...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑彪，
申请(专利权)人：鸾起科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：