冯志华，王华卓，安东博，罗 重，王红艳

(中国航天科工集团第二研究院 七〇六所，北京 100854)

0 引 言

近年来，面向PCIe接口的非易失性存储协议，简称NVMe协议，为固态硬盘(solid state disk，SSD)提供了高带宽、高吞吐量和低延迟的性能提升。在固态硬盘存储系统中，存储设备的容量、带宽、延迟、每秒进行读写操作的次数(input/output operations per second，IOPS)、可靠性和功耗等指标直接决定了存储服务质量，乃至整个系统的计算性能。其中基于闪存的存储设备在存储器技术领域引领了新的技术方向，填补了动态随机存储器与机械硬盘之间的性能差距，同时拥有较好的性价比指标。

在固态硬盘开发过程中，根据NVMe控制器搭建原型仿真平台，对各部分功能进行验证，以确保所开发固态硬盘的可用性。通过优化工程的结构复杂程度，可以有效降低功能验证过程中的时间成本。不但可以快速完成各部分功能的验证工作，加快开发迭代周期，还能帮助开发人员进一步评估设计改动对整体设计的影响，基于验证得到的结果改进后续设计方案。

为进一步降低工程的结构复杂程度，加速开发迭代周期，本文提出通过块随机存储器(block random access memory，BRAM)代替闪存作为存储介质，既而从工程中省略闪存控制器模块，优化工程结构，加速完成各部分功能的验证工作，能够适用于NVMe控制器的开发过程。

1 NVMe技术简介

1.1 NVMe协议

NVMe协议是针对IO到内存，特别是到非易失性闪存进行优化的一种基于命令的应用层协议，规定主机端和存储设备之间的通信方式，针对固态硬盘定义了存储器接口、指令集和功能集。……