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整机规格为293mm（深）× 92.6mm（宽） x290mm（高），整机容量7.8L。 前面板上方分布着按键和接口，包含了光驱接口、电源按钮、五合一介质卡读卡器插槽、组合音频插孔以及2个USB 3.0端口。 左侧的 INTEL 贴纸标明着这台主机采用了 Coffee Lake 架构的八代酷睿i3处理器。 前面板的中部则是Dell的银色横纹，配以刻入的 Dell 标志，最下方为菱格型设计的通风口，整体内凹，原理不明，但质感还是不错，红色的内纹理算是亮点。 Dell 的侧面同样是菱格型的通风口设计，其它部分就是金属板材了。 Dell 的背面，这个部分主要是I/O接口面板，可以看到接口的纵向分布还是较为均匀。 放大来看，由上之下分别是线路输入/输出端口/麦克风接口、VGA接口、HDMI端口、4个USB 2.0端口、千兆位以太网端口。 下方则是电源接口和电源指示灯。 要将背面同右侧面金属板的固定螺丝卸下，即可取下开箱。 开箱之后的状态如下图所示，整体看来着实非常紧凑。 电源规格方面为200W，电源功率：200–240V 交流电，50–60Hz。 可编程逻辑器件(CPLD/FPGA)，用于集显的。 拆下查看之后，可以认出为镁光 8GB DDR4 2666MHz的内存条，中规中矩。 Dell 的硬盘被放置在银色的硬盘盒中，通过堆叠的方式节省了机箱内部空间。 Dell 所使用的硬盘是希捷的3.5英寸1TB机械硬盘，中规中矩，由于没有搭载额外的固态硬盘，所以这个机械硬盘也是系统所在。 Dell 的前面板也可以拆下，依靠两个卡扣，即可取下。 取下之后，可以看到光驱部分是一个铁皮，并没有配备光驱稍显可惜，毕竟光驱在商用领域还是比较关键的，展示下Dell 0的接口组件。 SATA 接口方面，除了已经使用的SATA0，还剩下SATA2、SATA3两个接口，但 Dell 仅有一个硬盘位，最大支持2TB（7200转）。 因为没有额外的机箱风扇，Dell 的 CPU 散热器还承担整机的散热。 Dell 预留了一个M.2接口，不出意外是 SATA 规格，支持扩展到512GB。 REALTEK 8111H 以太网收发器芯片。 NIKOS PKC1688 ，MOS场效电晶体，NIKO-SEM(尼克森)。 CPU 周围依然是有大量的NIKO-SEM(尼克森)的MOS场效电晶体。 NCP81220 电源管理芯片，来自ON的。 主板卡扣，电脑专用。 Winband 25Q256JVFQ华邦电子的闪存芯片。 左下角的SMSC SCH5553-NU(通信接口芯片)用于扩展主板功能的I/O芯片。 Dell 主要是面向商用，所以在硬件上尽可能的满足办公需求，虽然算不上中高端配置的，但在整机的搭配比较均衡，在一线品牌商用主机中的性价比上还是相当出色。 Dell 商用主机的亮点可以归结为：硬件满足需求且性价比十足，机箱体积轻巧不占工位，前置面板接口丰富，噪音小功耗低适合商务。

NVMe IP放弃XDMA原因 选用XDMA做NVMe IP的关键传输模块，可以加速IP的设计，但是XDMA对于开发者来说，还是不方便，原因是它就象一个黑匣子，调试也非一番周折，尤其是后面PCIe4.0升级。 因此决定直接采用PCIe设计，虽然要费一番周折，但是目前看，还是值得的，uvm验证也更清晰。 PCIe 请求模块设计 请求模块的具体任务是将系统的请求转换成为axis接口形式的TLP或配置管理接口信号。这些请求主要包含初始化配置请求和门铃写请求。初始化配置请求由初始化模块发起，当配置请求的总线号为0时，请求通过Cfg_mgmt接口发送给PCIE集成块；当配置请求的总线号不为0时，请求以PCIe配置请求TLP的格式从axis_rq接口发送到PCIE集成块，然后由硬核驱动数据链路层和物理层通过PCIe接口发送给下游设备，下游设备的反馈通过axis_rc接口以Cpl或CplD的形式传回。门铃写请求由NVMe控制模块发起，请求以PCIe存储器写请求TLP的格式从axis_rq接口交由PCIE集成块发送。 由于发起请求的模块存在多个，并且在时间顺序上初始化模块先占用请求，NVMe控制模块后占用请求，不会出现请求的竞争，因此设置一条内部请求总线用于发起请求和接收响应，该请求总线也作为请求模块的上游接口。请求模块的请求总线接口说明如表1所示。无论是配置请求还是门铃写请求，请求的数据长度都只有一个双字，因此设置读写数据位宽均为32比特。 表1 请求总线接口 在接收到请求总线接口的请求事务后，当请求类型的值为0时，表示通过PCIE集成块的配置管理接口发送请求，由于请求接口的接口和时序与配置管理接口基本一致，因此此时直接将请求接口信号驱动到配置管理接口完成请求的发送，请求读数据和响应也通过选通器连接到配置管理接口。当请求类型值不为0时，则需要将请求转换为TLP以axis接口形式发送，这一过程通过请求状态机实现，请求状态机的状态转移图如图2所示。 图2 PCIe请求状态转移图 各状态说明如下： IDLE：空闲状态，复位后的初始状态。当请求写有效或请求读有效，且请求类型值不为0时，如果请求写有效跳转到WR_HEAD状态，如果请求读有效或读写同时有效跳转到RD_HEAD状态，否则保持IDLE状态。实际的上层设计中读写请求不会同时发生，这里的状态跳转条件增加了读优先设计，从而避免异常情况的出现。 WR_HEAD：请求写TLP头发送状态。该状态下根据请求类型、请求地址组装写请求的TLP报文头部，并将报文头部通过axis_rq接口发送。当axis_rq接口握手时跳转到WR_DATA状态。 WR_DATA：请求写TLP数据发送状态。该状态下将请求写的数据通过axis_rq接口发送，当axis_rq接口握手时跳转到DONE状态。 RD_HEAD：请求读TLP头发送状态。该状态下组装读请求TLP报头通过axis_rq接口发送，当接口握手时跳转到RD_DATA状态。 RD_DATA：请求读CplD接收状态。该状态下监测axis_rc接口信号，当出现数据传输有效时，启动握手并接受数据，然后跳转到DONE状态。 DONE：请求完成状态。该状态下使能req_ack请求响应信号，如果是读请求同时将RD_DATA状态下接收的数据发送到req_rdata请求读数据接口。一个时钟周期后回到IDLE状态。

NVMe IP放弃XDMA原因 选用XDMA做NVMe IP的关键传输模块，可以加速IP的设计，但是XDMA对于开发者来说，还是不方便，原因是它就象一个黑匣子，调试也非一番周折，尤其是后面PCIe4.0升级。 因此决定直接采用PCIe设计，虽然要费一番周折，但是目前看，还是值得的，uvm验证也更清晰。 对相关视频demo感兴趣者，请移步B站：搜用户名： 专注与守望 或链接：https://space.bilibili.com/585132944/upload/video PCIe 加速模块设计 PCIe 加速模块负责处理PCIe事务层，并将其与NVMe功能和AXI接口直接绑定。如图1所示，PCIe加速模块按照请求发起方分为请求模块和应答模块。请求模块负责将内部请求事务转换为配置管理接口信号或axis请求方请求接口信号（axis_rq），以及解析 axis 请求方完成接口信号（axis_rc）；应答模块负责接收axis完成方请求接口信号（axis_cq），将请求内容转换为AXI4接口信号或其它内部信号 做进一步处理，同时将应答事务通过axis完成方完成接口axis_cc）发送给PCIE集成块. 图1 PCIe加速模块结构和连接关系图 PCIe 加速模块不仅承担了TLP与其它接口信号的转换功能，也是降低传输延迟增加吞吐量的核心部件。接下来分别对请求模块和应答模块的结构设计进行具体分析。

发明阶段（20世纪80年代至90年代） 起源：当时ASIC设计成本高，周期长，流片失败率高，业界需要一种通用的半导体器件进行流片前测试和验证，可编程逻辑器件就此产生。 诞生：1980年，Xilinx公司成立。1985年，Ross Freeman制造了第一片PFGA芯片XC2064,采用4输入，1输出的LUT和FF结合的基本逻辑单元。 发展阶段（1992年至1999年） 容量提升：FPGA容量不断上涨，芯片面积逐渐增大，为架构穿心提供空间，复杂功能可以实现。 布线问题凸显：缩着芯片复杂度增加，片上资源的互连复杂性取代了逻辑结构的复杂性，成为需要优先解决问题。 设计工具兴起：出现了针对FPGA进行优化设计的自动综合，布局和布线的EDA工具，逐渐成为FPGA开发的主流方法。 累积阶段（21世纪至今） 向可编程片上系统转变：FPGA从单纯的可编程门阵列，逐步转变为拥有复杂功能的可编程片上系统，很多专用的逻辑单元被添加到FPGA器件中，如AI引擎，可变精度的DSP等针对AI应用开发的IP核也被固化到FPGA中。 工艺与性能提升：随着芯片制造工艺的不断进步，FPGA的集成度，性能和速度不断提高，功耗不断降低，门数量从最初的1200个可利用门发展到数百万门甚至更高。 应用领域拓展：FPGA在通信、数字信号处理、视频图像处理、高速接口设计、人工智能、IC设计等领域得到了广泛应用，并在云计算、航空航天，国防、汽车、电信等行业持续拓展。