[实用新型]一种使用CPLD进行NVMe SSD的带外管理模块

说明书

本实用新型提供一种使用CPLD进行NVMe SSD的带外管理模块，属于数据存储技术领域，用于解决现有NVMe SSD的带外管理模块结构复杂、布线不够灵活的问题，其包括SSD和HOST，SSD内置主控芯片和CPLD芯片，CPLD芯片设置有两个I2C总线模块、两个SMBus模块和一个VPD模块；CPLD芯片通过其中一个I2C总线模块与主控芯片相连并进行数据交互；HOST连接有PCIE总线和SMBus总线，且HOST的PCIE总线通过外部接口连接所述主控芯片进行数据的读写，HOST的SMBus总线通过外部接口连接CPLD芯片的两个SMBus模块进行带外管理。本实用新型能够提升SSD的性能，节省功耗及板上面积，同时方便PCB布局布线。

技术领域

本实用新型涉及数据存储技术领域，具体的说是一种使用CPLD进行NVMe SSD的带外管理模块。

背景技术

随着SSD技术不断成熟与性能的增强，原有的SATA接口与AHCI标准逐渐成为限制SSD性能的一大瓶颈。因此，早在2009年，由Intel牵头，包括美光、戴尔、三星、Marvell、NetAPP、EMC、IDT等公司制定了NVMe标准，目的就是为SSD建立新的存储规范标准，让它在老旧的SATA与AHCI中解放出来。2011年，NVMe标准正式出炉，该标准是根据SSD的特点量身定制的，新的标准解除了旧标准施放在SSD上的各种限制。2017年，发布了最新的NVMe1.3。NVMe标准与AHCI标准相比，具有高IOPS，低延时，低功耗，驱动适应性广等优势。

目前，实现NVMe SSD的带外管理有两种途径：

1）一种是HOST通过I2C或SMBus总线直接连入SSD的主控芯片进行管理，但是，其要求SSD的主控芯片支持I2C或SMBus总线协议及NVMe管理指令，并且需要占用主控资源（包括I/O引脚，CPU时间，内存等），影响SSD的性能。

2）另一种是通过额外的CPU或单片机进行带外管理，即在SSD内部额外增加一个CPU或单片机，HOST通过I2C或SMBus总线连接该CPU实现带外管理。但是，由于目前缺少专用的NVMe带外管理芯片，因此，选用的CPU或者不能满足NVMe标准需求，或者功能较为复杂，体积大，管脚多，造成资源（板上面积及功耗等）的浪费，且CPU或单片机的引脚功能相对固定，PCB的布局布线不够灵活。

发明内容

本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种使用CPLD进行NVMe SSD的带外管理模块，在CPLD的辅助作用下，实现占用系统资源少、高性能、PCB布局布线灵活且符合NVMe标准的带外管理。

本实用新型的技术方案是按以下方式实现的：

一种使用CPLD进行NVMe SSD的带外管理模块，包括SSD和HOST，SSD内置主控芯片和CPLD芯片，CPLD芯片设置有两个I2C总线模块、两个SMBus模块和一个VPD模块；CPLD芯片通过其中一个I2C总线模块与主控芯片相连并进行数据交互；HOST连接有PCIE总线和SMBus总线，且HOST的PCIE总线通过外部接口连接所述主控芯片进行数据的读写，HOST的SMBus总线通过外部接口连接所述CPLD芯片的两个SMBus模块进行带外管理。

所涉及SSD还内置支持I2C总线通信的电流传感模块和温度传感模块。CPLD芯片通过另一个I2C总线模块连接电流传感模块和温度传感模块以采集温度和电流数据。

所涉及CPLD芯片给两个SMBus模块分别分配一个地址，CPLD芯片用其中一个SMBus模块访问VPD信息，CPLD芯片用另一个SMBus模块作为SSD的管理接口，以接收并响应HOST的管理指令。

所涉及VPD模块包括产品型号、唯一序列号、产品发布级别、维护级别。

所涉及VPD模块还包括用户自定义信息。

所涉及外部接口为支持NVMe标准的M.2或U.2接口。