草庐IT

基于Altera系列FPGA的PCIE(EP)的实现

puzzed 2023-07-28 原文

2022.07.02：

        PCIE对于高速串行通信领域来说，是一个很常见的名字，最近研究了很久的PCIE资料，完成了从一无所知的小白到稍懂一点的小白的转变。当然PCIE的演变历程悠久，涉及到的知识万万千千，实际工作中，我首先追求的是知识储备够用即可，不去强求精通所有的应用，完全的实用主义者，先搞定0->1。

        对于altera系列FPGA系列的PCIE开发来说，结合当前的系统，我只研究了PCIE的EP端知识及rtl实现，看过的文档很多，最重要的两个文档是：《ug_pci_express.pdf》、《PCI+EXPRESS体系结构导读.pdf》。

一．PCIE的基础知识简要说明：

  1. PCIE使用端对端的连接方式，RX&TX差分对；
  2. PCIE传输速率

单lane传输

Gen

Gen1

Gen2

Gen3

Gbpsx1

2.5Gbps

5Gbps

8Gbps

编码方式

8B/10B

8B/10B

128B/130B

有效带宽x1

2Gbps

4Gbps

7.8Gbps

PCIE可由多lane组成，支持总线位宽类型：x1、x2、x4、x8、x12、x16、x32.

传输带宽：单lane带宽*总线位宽。

        3.PCIE总线结构

  • 物理层：8B/10B，链路训练
  • 数据链路层：数据传输
  • 事务层：接收应用层的数据请求（重点研究对象）
  • 应用层：以Altera为例，采用的接口有两种：（a）Avalon-ST Interface；（b）Alvalon-MM Interface.

二.Altera FPGA PCIE IP Core设计

        Altera PCIE采用的接口有两种：Avalon-ST Interface和Alvalon-MM Interface.

        据说Alvalon-MM Interface设计简单，满足常见应用，适合新手快速上手（俗话说，欲速则不达，心急吃不了热豆腐），我简单研究了一下，没搞好（...尬）；后续设计选择采用了Avalon-ST Interface类型，选择一条艰难之路。

1.IP参数设计：

        （1）System settings

         （2）PCI Registers

         

        （3）Capabilities

         （4）Buffer Setup

         （5）Power Management

2.PCIE事务层TLP

TLP格式（通用字段4Byte）

Byte3

Byte2

Byte1

Byte0

7

6

5

4

3

2

1

0

7

6

5

4

3

2

1

0

7

6

5

4

3

2

1

0

7

6

5

4

3

2

1

0

R

Fmt

Type

R

TC

R

TD

EP

Attr

AT

Length

PCIE支持很多种事务，对于一般的应用，只要弄懂memory write和memory

read就足够了，可以做普通的寄存器读写、DMA读写。

3.需要注意的地方

  1. RC端初始化扫描设备，FPGA作为EP端时，需要做什么？

        配置好系统时钟、复位、TX、RX即可。

  1. PCIE IP CORE的reconfig接口部分要级联ALTGX_RECONFIG；
  2. 要注意DMA操作过程中的Tag管理；
  3. Memory操作过程的4K边界处理；
  4. 3DW/4DW的处理。
  • 系统RTL设计

FPGA RTL设计，共4个模块：

        遇到的主要问题，是memory read的completion路由ID时序控制错误，导致RC端出现超时ERROR。

        历经各种问题，各种调试，九九八十一难，终于取得真经，调试成功，终成功应用，很有成就感。作为技术人员来说，技术成就感不就是我们一直追求的东西吗？（虽然很早就有人做完了，但闻道有先后，咱就不妄自菲薄了）

  • 后续展望
  1. 当前中断类型采用的还是常规中断，没有使用MSI中断，有时间再研究一下。
  2. 80%多的DMA读取效率还有待于提高，争取搞到90%。
  3. 对于PCIE这个庞然大物来说，自己依然是一个小白，总觉得自己遇到的问题不够多，研究的不够深，还需要虚心学习、深入研究。
AlteraFPGAstyletext-alignmargin-leftfpga开发

有关基于Altera系列FPGA的PCIE(EP)的实现的更多相关文章

  1. python - 如何使用 Ruby 或 Python 创建一系列高音调和低音调的蜂鸣声？ - 2

    关闭。这个问题是opinion-based.它目前不接受答案。想要改进这个问题？更新问题，以便editingthispost可以用事实和引用来回答它.关闭4年前。Improvethisquestion我想在固定时间创建一系列低音和高音调的哔哔声。例如:在150毫秒时发出高音调的蜂鸣声在151毫秒时发出低音调的蜂鸣声200毫秒时发出低音调的蜂鸣声250毫秒的高音调蜂鸣声有没有办法在Ruby或Python中做到这一点？我真的不在乎输出编码是什么(.wav、.mp3、.ogg等等)，但我确实想创建一个输出文件。

  2. ruby-on-rails - 使用一系列等级计算字母等级 - 2

    这里是Ruby新手。完成一些练习后碰壁了。练习:计算一系列成绩的字母等级创建一个方法get_grade来接受测试分数数组。数组中的每个分数应介于0和100之间，其中100是最大分数。计算平均分并将字母等级作为字符串返回，即“A”、“B”、“C”、“D”、“E”或“F”。我一直返回错误:avg.rb:1:syntaxerror,unexpectedtLBRACK,expecting')'defget_grade([100,90,80])^avg.rb:1:syntaxerror,unexpected')',expecting$end这是我目前所拥有的。我想坚持使用下面的方法或.join，

  3. ruby - 如何根据特征实现 FactoryGirl 的条件行为 - 2

    我有一个用户工厂。我希望默认情况下确认用户。但是鉴于unconfirmed特征，我不希望它们被确认。虽然我有一个基于实现细节而不是抽象的工作实现，但我想知道如何正确地做到这一点。factory:userdoafter(:create)do|user,evaluator|#unwantedimplementationdetailshereunlessFactoryGirl.factories[:user].defined_traits.map(&:name).include?(:unconfirmed)user.confirm!endendtrait:unconfirmeddoenden

  4. 叮咚买菜基于 Apache Doris 统一 OLAP 引擎的应用实践 - 2

    导读：随着叮咚买菜业务的发展，不同的业务场景对数据分析提出了不同的需求，他们希望引入一款实时OLAP数据库，构建一个灵活的多维实时查询和分析的平台，统一数据的接入和查询方案，解决各业务线对数据高效实时查询和精细化运营的需求。经过调研选型，最终引入ApacheDoris作为最终的OLAP分析引擎，Doris作为核心的OLAP引擎支持复杂地分析操作、提供多维的数据视图，在叮咚买菜数十个业务场景中广泛应用。作者｜叮咚买菜资深数据工程师韩青叮咚买菜创立于2017年5月，是一家专注美好食物的创业公司。叮咚买菜专注吃的事业，为满足更多人“想吃什么”而努力，通过美好食材的供应、美好滋味的开发以及美食品牌的孵

  5. 华为OD机试用Python实现 -【明明的随机数】 2023Q1A - 2

    华为OD机试题本篇题目：明明的随机数题目输入描述输出描述：示例1输入输出说明代码编写思路最近更新的博客华为od2023|什么是华为od，od薪资待遇，od机试题清单华为OD机试真题大全，用Python解华为机试题|机试宝典【华为OD机试】全流程解析+经验分享,题型分享,防作弊指南华为o

  6. 【鸿蒙应用开发系列】- 获取系统设备信息以及版本API兼容调用方式 - 2

    在应用开发中，有时候我们需要获取系统的设备信息，用于数据上报和行为分析。那在鸿蒙系统中，我们应该怎么去获取设备的系统信息呢，比如说获取手机的系统版本号、手机的制造商、手机型号等数据。1、获取方式这里分为两种情况，一种是设备信息的获取，一种是系统信息的获取。1.1、获取设备信息获取设备信息，鸿蒙的SDK包为我们提供了DeviceInfo类，通过该类的一些静态方法，可以获取设备信息，DeviceInfo类的包路径为：ohos.system.DeviceInfo.具体的方法如下：ModifierandTypeMethodDescriptionstatic StringgetAbiList​()Obt

  7. 基于C#实现简易绘图工具【100010177】 - 2

    C#实现简易绘图工具一.引言实验目的:通过制作窗体应用程序(C#画图软件),熟悉基本的窗体设计过程以及控件设计,事件处理等,熟悉使用C#的winform窗体进行绘图的基本步骤,对于面向对象编程有更加深刻的体会.Tutorial任务设计一个具有基本功能的画图软件**·包括简单的新建文件,保存,重新绘图等功能**·实现一些基本图形的绘制,包括铅笔和基本形状等,学习橡皮工具的创建**·设计一个合理舒适的UI界面**注明:你可能需要先了解一些关于winform窗体应用程序绘图的基本知识,以及关于GDI+类和结构的知识二.实验环境Windows系统下的visualstudio2017C#窗体应用程序三.

  8. MIMO-OFDM无线通信技术及MATLAB实现（1）无线信道：传播和衰落 - 2

     MIMO技术的优缺点优点通过下面三个增益来总体概括：阵列增益。阵列增益是指由于接收机通过对接收信号的相干合并而活得的平均SNR的提高。在发射机不知道信道信息的情况下，MIMO系统可以获得的阵列增益与接收天线数成正比复用增益。在采用空间复用方案的MIMO系统中，可以获得复用增益，即信道容量成倍增加。信道容量的增加与min(Nt,Nr)成正比分集增益。在采用空间分集方案的MIMO系统中，可以获得分集增益，即可靠性性能的改善。分集增益用独立衰落支路数来描述，即分集指数。在使用了空时编码的MIMO系统中，由于接收天线或发射天线之间的间距较远，可认为它们各自的大尺度衰落是相互独立的，因此分布式MIMO

  9. kvm虚拟机安装centos7基于ubuntu20.04系统 - 2

    需求：要创建虚拟机，就需要给他提供一个虚拟的磁盘，我们就在/opt目录下创建一个10G大小的raw格式的虚拟磁盘CentOS-7-x86_64.raw命令格式：qemu-imgcreate-f磁盘格式磁盘名称磁盘大小qemu-imgcreate-f磁盘格式-o?1.创建磁盘qemu-imgcreate-fraw/opt/CentOS-7-x86_64.raw10G执行效果#ls/opt/CentOS-7-x86_64.raw2.安装虚拟机使用virt-install命令，基于我们提供的系统镜像和虚拟磁盘来创建一个虚拟机，另外在创建虚拟机之前，提前打开vnc客户端，在创建虚拟机的时候，通过vnc

  10. 阿里云RDS——产品系列概述 - 2

    基础版云数据库RDS的产品系列包括基础版、高可用版、集群版、三节点企业版，本文介绍基础版实例的相关信息。RDS基础版实例也称为单机版实例，只有单个数据库节点，计算与存储分离，性价比超高。说明RDS基础版实例只有一个数据库节点，没有备节点作为热备份，因此当该节点意外宕机或者执行重启实例、变更配置、版本升级等任务时，会出现较长时间的不可用。如果业务对数据库的可用性要求较高，不建议使用基础版实例，可选择其他系列（如高可用版），部分基础版实例也支持升级为高可用版。基础版与高可用版的对比拓扑图如下所示。优势 性能由于不提供备节点，主节点不会因为实时的数据库复制而产生额外的性能开销，因此基础版的性能相对于

随机推荐