一种NVME与SATA协议转换的实现电路

摘要

本发明涉及电子盘的技术领域，特别是涉及一种NVME与SATA协议转换的实现电路,可以使宽温的SATA电子盘产品可以接入到需要NVME电子盘的系统中；所述电路包括SATA电子盘、SATA物理层、SATA传输层、SATA应用层、命令/地址转译模块、NVME协议模块、数据循环缓冲区、数据DMA引擎、PCIE Hard Block以及主机，SATA电子盘与SATA物理层连接，SATA物理层与SATA传输层连接，SATA传输层与SATA应用层连接，SATA应用层与命令/地址转译模块连接，命令/地址转译模块与NVME协议模块连接，SATA应用层与数据循环缓冲区通过数据流连接，数据循环缓冲区与数据DMA引擎连接，数据DMA引擎和NVME协议模块均与PCIE Hard Block连接，PCIE Hard Block与主机连接。

说明书

技术领域

本发明涉及电子盘的技术领域，特别是涉及一种NVME与SATA协议转换的实现电路。

背景技术

现阶段支持NVME协议的电子盘产品普遍只能在商业级温度范围内使用，甚至只能工作在10～60°温度区间。而很多特殊行业产品上面需要使用更宽温度范围的NVME协议电子盘产品。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种NVME与SATA协议转换的实现电路,可以使宽温的SATA电子盘产品可以接入到需要NVME电子盘的系统中。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，所述电路包括SATA电子盘、SATA物理层、SATA传输层、SATA应用层、命令/地址转译模块、NVME协议模块、数据循环缓冲区、数据DMA引擎、PCIE Hard Block以及主机，SATA电子盘与SATA物理层连接，SATA物理层与SATA传输层连接，SATA传输层与SATA应用层连接，SATA应用层与命令/地址转译模块连接，命令/地址转译模块与NVME协议模块连接，SATA应用层与数据循环缓冲区通过数据流连接，数据循环缓冲区与数据DMA引擎连接，数据DMA引擎和NVME协议模块均与PCIE Hard Block连接，PCIE Hard Block与主机连接。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，NVME协议模块包括可变长度的管理队列循环缓冲区：用以缓存主机下发的管理命令，供后续模块处理；

可变长度的IO命令队列循环缓冲区：用以缓存高速读、写、擦除、及其他IO操作命令，供后续命令、地址转译模块解析、处理；

可变长度的IO完成队列循环缓冲区：用以缓存命令、地址转译模块处理完成的命令，以及DMA引擎的完成信息。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，所述数据DMA引擎：在命令、地址转译模块驱动下，实现高速数据搬移；

可变长度的数据循环缓冲区：用以缓存高速的读、写数据。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，命令/地址转译模块：实现读、写命令、地址、数据长度、读写优先级等信息的转译，将NVMe协议下的读写请求翻译成对应的SATA操作；将SATA的响应(正确完成、异常)转移成NVMe协议下的状态信息，并填充入IO完成队列循环缓冲区。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，SATA应用层：实现发送、执行命令，NCQ协议(优化顺序、执行多条命令)。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，SATA传输层：把应用层传来的命令、地址组装成FIS(或反向解析)(FIS是一种用于Host和device之间信息传输的机制，FIS格式有14类，最大长度8192bits)；将与命令伴随的数据组装成FIS(或反向解析)。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，SATA物理层：将FPGA的GTX进行封装，实现OOB等功能，并且对传输层传来的FIS，计算CRC值、加扰、进行8bit/10bit编码，封装成帧(Frame)信号，传递给GTX；或反向将GTX传来的数据进行8bit/10bit解码、解扰、CRC校验等，并将FIS传递给传输层模块。

与现有技术相比本发明的有益效果为：通过SATA电子盘、SATA物理层、SATA传输层、SATA应用层、命令/地址转译模块、NVME协议模块、数据循环缓冲区、数据DMA引擎、PCIEHard Block以及主机，所有的功能模块采用具有PCIE硬核与高速GTX收发器的FPGA实现，本发明电路采用了XC7K325T实现，可以使宽温的SATA电子盘产品可以接入到需要NVME电子盘的系统中。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

附图中标记：1、SATA电子盘；2、SATA物理层；3、SATA传输层；4、SATA应用层；5、命令/地址转译模块；6、数据循环缓冲区；7、数据DMA引擎；8、PCIE Hard Block；9、主机；10、管理队列循环缓冲区；11、IO命令队列循环缓冲区；12、IO完成队列循环缓冲区。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

所有的功能模块采用具有PCIE Hard Block8与高速GTX收发器的FPGA实现，特别的，本发明的实现电路采用了XC7K325T实现。

如图1所示，本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，所述电路包括SATA电子盘1、SATA物理层2、SATA传输层3、SATA应用层4、命令/地址转译模块5、NVME协议模块、数据循环缓冲区6、数据DMA引擎7、PCIE Hard Block8以及主机9，SATA电子盘1与SATA物理层2连接，SATA物理层2与SATA传输层3连接，SATA传输层3与SATA应用层4连接，SATA应用层4与命令/地址转译模块5连接，命令/地址转译模块5与NVME协议模块连接，SATA应用层4与数据循环缓冲区6通过数据流连接，数据循环缓冲区6与数据DMA引擎7连接，数据DMA引擎7和NVME协议模块均与PCIE Hard Block8连接，PCIE Hard Block8与主机9连接。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，NVME协议模块包括可变长度的管理队列循环缓冲区10：用以缓存主机9下发的管理命令，供后续模块处理；

可变长度的IO命令队列循环缓冲区11：用以缓存高速读、写、擦除、及其他IO操作命令，供后续命令、地址转译模块解析、处理；

可变长度的IO完成队列循环缓冲区12：用以缓存命令、地址转译模块处理完成的命令，以及DMA引擎的完成信息。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，所述数据DMA引擎7：在命令、地址转译模块驱动下，实现高速数据搬移；

可变长度的数据循环缓冲区6：用以缓存高速的读、写数据。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，命令/地址转译模块5：实现读、写命令、地址、数据长度、读写优先级等信息的转译，将NVMe协议下的读写请求翻译成对应的SATA操作；将SATA的响应(正确完成、异常)转移成NVMe协议下的状态信息，并填充入IO完成队列循环缓冲区12。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，SATA应用层4：实现发送、执行命令，NCQ协议(优化顺序、执行多条命令)。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，SATA传输层3：把应用层传来的命令、地址组装成FIS(或反向解析)(FIS是一种用于Host和device之间信息传输的机制，FIS格式有14类，最大长度8192bits)；将与命令伴随的数据组装成FIS(或反向解析)。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，SATA物理层2：将FPGA的GTX进行封装，实现OOB等功能，并且对传输层传来的FIS，计算CRC值、加扰、进行8bit/10bit编码，封装成帧(Frame)信号，传递给GTX；或反向将GTX传来的数据进行8bit/10bit解码、解扰、CRC校验等，并将FIS传递给传输层模块。

本发明的一种NVME与SATA协议转换的实现电路，上述所有用电模块及用电器均为市面常见电器件，买回使用时仅需按照一同购回的使用说明书相互电连接即可进行使用，且控制模块为其常见自带模块，故均在此不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。