RapidIO核的仿真以及包時(shí)序的分析

一、軟件平臺(tái)與硬件平臺(tái)

軟件平臺(tái)：

操作系統(tǒng)：Windows 8.1 64-bit

開發(fā)套件：Vivado2015.4.2

硬件平臺(tái)：

評(píng)估板：ZYNQ-7 ZC706 Evaluation Board

二、介紹

上篇文章的最后一小節(jié)已經(jīng)對(duì)例子工程進(jìn)行仿真并通過(guò)命令 log_wave –r /* 記錄了所有信號(hào)的波形，這篇文章主要介紹RapidIO核的仿真以及包時(shí)序的分析。

調(diào)試SRIO核時(shí)必須對(duì)包在不同接口的傳輸過(guò)程有一個(gè)清晰的了解，能夠識(shí)別出不同接口上包的類型并正確的解析出包的內(nèi)容。

本文詳細(xì)的介紹了SRIO包（控制符號(hào)與數(shù)據(jù)字符）在不同接口上的組成與傳輸過(guò)程，并深入到邏輯層、傳輸層以及物理層來(lái)觀察RapidIO串行物理層包的傳輸細(xì)節(jié)。整個(gè)包與信號(hào)分析的過(guò)程完全基于RapidIO提供的例子工程，例子工程的產(chǎn)生與源代碼的分析已經(jīng)在上一篇文章《Xilinx RapidIO核例子工程源碼分析》（鏈接：https://www.cnblogs.com/liujinggang/p/10091216.html）提到過(guò)，這里不再贅述。最后，本文會(huì)利用RapidIO核做一個(gè)回環(huán)測(cè)試（Loopback Test）的工程在ZC706上運(yùn)行，由于RapidIO是一個(gè)付費(fèi)的IP核，所以生成bit文件需要License，沒有License的可以在官網(wǎng)（https://www.xilinx.com/products/intellectual-property/ef-di-srio-gen2.html#overview）申請(qǐng)一個(gè)30天的評(píng)估版License試用，評(píng)估版的License生成的bit文件運(yùn)行一段時(shí)間以后會(huì)自動(dòng)失效，要想永久使用必須購(gòu)買官方的License。

三、例子工程結(jié)構(gòu)

下圖整個(gè)例子工程的結(jié)構(gòu)層次

它由一個(gè)仿真頂層的testbench和兩個(gè)SRIO核頂層組成。其中頂層的testbench文件srio_sim.v連接了兩個(gè)srio例子設(shè)計(jì)頂層，其中一個(gè)例子設(shè)計(jì)頂層叫做srio_example_top_primary，它代表請(qǐng)求方的RapidIO設(shè)備；另一個(gè)例子設(shè)計(jì)頂層叫做srio_example_top_mirror，它代表響應(yīng)方的RapidIO設(shè)備。

SRIO例子工程頂層文件srio_example_top.v例化了SRIO核的所有組件以及需要在硬件上執(zhí)行的必要模塊。這些模塊包括：

1、時(shí)鐘域復(fù)位模塊（srio_clk.v和srio_rst.v）

2、配置結(jié)構(gòu)（cfg_fabric.v）

3、請(qǐng)求事務(wù)與響應(yīng)事務(wù)生成模塊（srio_resquest_gen.v和srio_response_gen.v）

4、維護(hù)事務(wù)生成模塊（srio_quick_start.v）

頂層模塊srio_example_top中例化了srio_quick_start模塊，它與SRIO的維護(hù)端口相連，用來(lái)生成維護(hù)事務(wù)（Maintenance Transactions）。這個(gè)模塊用來(lái)向本地（Local）或遠(yuǎn)程（Remote）的配置寄存器空間發(fā)送一組固定的指令集，用戶可以編輯maintenance_list.v來(lái)添加、修改或移除維護(hù)事務(wù)。

srio_request_gen在頂層模塊srio_example_top進(jìn)行例化，它用來(lái)產(chǎn)生I/O事務(wù)或消息（MESSAGE）事務(wù)，但僅僅SRIO核支持的事務(wù)類型能被產(chǎn)生，這個(gè)模塊也存儲(chǔ)了期望的響應(yīng)事務(wù)并與實(shí)際接收到的響應(yīng)事務(wù)進(jìn)行對(duì)比用來(lái)確定整個(gè)事務(wù)交互過(guò)程的正確性。

srio_response_gen也在頂層模塊srio_example_top進(jìn)行例化，它用來(lái)產(chǎn)生請(qǐng)求事務(wù)對(duì)應(yīng)的響應(yīng)事務(wù)。

整個(gè)例子工程結(jié)構(gòu)層次的軟件框架如下圖所示，其中左邊的srio_example_top模塊表示請(qǐng)求方的RapidIO設(shè)備，而右邊的DUT Mirror表示響應(yīng)方的RapidIO設(shè)備，它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全相同，區(qū)別僅僅在于一個(gè)作為請(qǐng)求方而另一個(gè)為響應(yīng)方。

SRIO核的原理框圖以及接口如下圖所示

為了方便說(shuō)明，上圖每一個(gè)接口都用相應(yīng)的數(shù)字標(biāo)注出來(lái)。它們分別為

Initiator/Target IO Port（接口1）

例子工程中SRIO核全部為默認(rèn)參數(shù)，所以端口類型默認(rèn)被配置為Initiator/Target，在Initiator/Target接口類型中請(qǐng)求事務(wù)與響應(yīng)事務(wù)在不同的AXI4-Stream通道上進(jìn)行傳輸。SRIO核的端口類型也能被配置為Condensed I/O類型，在Condensed I/O接口類型中請(qǐng)求事務(wù)與響應(yīng)事務(wù)在同一AXI4-Stream通道上進(jìn)行傳輸，所以Condensed I/O相比于Initiator/Target類型來(lái)說(shuō)接口更加精簡(jiǎn)。本文仍然采用默認(rèn)的Initiator/Target接口類型來(lái)分析每個(gè)包的傳輸過(guò)程。

接口1的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議為AXI4-Stream協(xié)議，它的接口定義如下：

s_axis_ireq_* 表示Initiator請(qǐng)求事務(wù)的傳輸通道（i = initiator ,req = request）

m_axis_iresp_* 表示Initiator響應(yīng)事務(wù)的傳輸通道（i = initiator ,resp = response）

m_axis_treq_* 表示Target請(qǐng)求事務(wù)的傳輸通道（t = target ,req = request）

s_axis_iresp_* 表示Target響應(yīng)事務(wù)的傳輸通道（t = target , resp = response）

Maintenance Port（接口2）

接口2的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議為AXI4-Lite協(xié)議，用來(lái)傳輸維護(hù)事務(wù)。它的接口定義如下：

s_axi_maintr_* 表示維護(hù)事務(wù)的傳輸端口（maintr = maintenance）

LOG Configuration Fabric（接口3）

接口3的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議為AXI4-Lite協(xié)議，它是邏輯層的配置結(jié)構(gòu)端口，包括本地（Local）配置端口和遠(yuǎn)程（Remote）配置端口。它的接口定義如下：

s_axi_cfgl_* 表示本地配置端口（cfg = configuration，l = local）

m_axi_cfgr_* 表示遠(yuǎn)程配置端口（cfg = configuration，r = remote）

LOG Transport Interface（接口4）

接口4的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議為AXI4-Stream協(xié)議，它是邏輯層與Buffer的數(shù)據(jù)傳輸接口，包括發(fā)送和接收兩個(gè)通道。它的接口定義如下：

m_axis_buft_* 表示發(fā)送端口（buf = buffer，t = transmit）

s_axis_ bufr_* 表示接收端口（buf = buffer，r = receive）

BUF Link Interface（接口5）

接口5的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議為AXI4-Stream協(xié)議，它是Buffer層與物理層的數(shù)據(jù)傳輸接口，包括發(fā)送和接收兩個(gè)通道。它的接口定義如下：

m_axis_phyt_* 表示發(fā)送端口（phy= physical，t = transmit）

s_axis_ phyr_* 表示接收端口（phy = physical，r = receive）

BUF Configuration Fabric（接口6）

接口6的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議為AXI4-Lite協(xié)議，它是Buffer層的配置端口。它的接口定義如下：

s_axi_bcfg_* 表示Buffer層配置端口（b = buffer，cfg = configuration）

PHY Serial Interface（接口7）

接口7為物理層串行鏈路接口，它是物理層數(shù)據(jù)與串行收發(fā)器（Serial Transceivers）數(shù)據(jù)交換通道，它的接口定義如下所示：

信號(hào)	方向	功能
gttx_data[32*LW-1 : 0]	Output	發(fā)送給串行收發(fā)器（Serial Transceivers）的數(shù)據(jù)
gttx_charisk[4*LW-1 : 0]	Output	gttx_data信號(hào)中有效字節(jié)指示信號(hào)。當(dāng)這個(gè)信號(hào)某一位為0時(shí)，gttx_data中對(duì)應(yīng)的字節(jié)為包的有效字節(jié)。
gttx_inhibit[LW-1:0]	Output	串行收發(fā)器的通道使能位。如果最低位（bit-0）為1，表示發(fā)送通道0（Lane0）不使能，其余依次類推
gtrx_data[32*LW-1:0]	Input	從串行收發(fā)器（Serial Transceivers）接收的數(shù)據(jù)
gtrx_charisk[4*LW-1:0]	Input	gtrx_data信號(hào)中有效字節(jié)指示信號(hào)。當(dāng)這個(gè)信號(hào)某一位為0時(shí)，gttx_data中對(duì)應(yīng)的字節(jié)為包的有效字節(jié)。
gtrx_chariscomma[4*LW-1:0]	Input	gtrx_data信號(hào)中comma指示信號(hào)。如果最低位（bit-0）為1，表示gtrx_data[7:0]是包含comma的字符，其余依次類推
gtrx_disperr[4*LW-1:0]	Input	gtrx_data信號(hào)中不一致錯(cuò)誤（Disparity Error）指示信號(hào)。如果最低位（bit-0）為1，表示gtrx_data[7:0]中存在不一致錯(cuò)誤，其余依次類推
gtrx_notintable[4*LW-1:0]	Input	gtrx_data信號(hào)中not-in-table錯(cuò)誤指示信號(hào)。Table指的是8b/10b編碼解碼表。如果最低位（bit-0）為1，表示gtrx_data[7:0]中8b/10b解碼錯(cuò)誤，其余依次類推
gtrx_chanbondseq[LW-1:0]	Input	串行收發(fā)器每個(gè)鏈路的通道綁定序列（Channel Bonding Sequence）指示信號(hào)，如果最低位（bit-0）為1，表示鏈路0（Lane0）收到了一串通道綁定序列，其余依次類推
gtrx_chanisaligned[LW-1:0]	Input	串行收發(fā)器每個(gè)鏈路的通道對(duì)齊（Channel Alignment）指示信號(hào)，如果最低位（bit-0）為1，表示鏈路0（Lane0）已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通道對(duì)齊，其余依次類推
gtrx_chanbonden	Output	串行收發(fā)器通道綁定使能信號(hào)
gtrx_reset_req	Input	串行請(qǐng)求復(fù)位信號(hào)。例如，由于串行收發(fā)器接收通路彈性FIFO的上溢（overflow）或下溢（underflow），
gtrx_reset	Output	串行收發(fā)器的復(fù)位信號(hào)
gtrx_reset_done[LW-1:0]	Input	串行收發(fā)器每個(gè)鏈路的復(fù)位完成指示信號(hào)，如果最低位（bit-0）為1，表示鏈路0（Lane0）已經(jīng)復(fù)位完成，其余依次類推

PHY Configuration Fabric（接口8）

接口8的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議為AXI4-Lite協(xié)議，它是物理層（Physical）的配置端口。它的接口定義如下：

s_axi_cfgp_* 表示物理層配置端口（cfg = configuration，p = physical）

Transceiver Interface（接口9）

接口9為串行收發(fā)器高速數(shù)據(jù)傳輸接口，每條串行數(shù)據(jù)傳輸線均為一對(duì)差分信號(hào)。它的接口定義如下：

srio_rxpN ，srio_rxnN：N為通道號(hào)，接收鏈路差分對(duì)，N的值為1、2或4。

srio_txpN ，srio_txnN：N為通道號(hào)，發(fā)送鏈路差分對(duì)，N的值為1、2或4。

四、SRIO核包時(shí)序分析

上篇文章《Xilinx RapidIO核例子工程源碼分析》（鏈接：https://www.cnblogs.com/liujinggang/p/10091216.html）的最后一小節(jié)已經(jīng)詳細(xì)介紹了仿真的全部流程以及利用log_wave –r /*命令記錄所有信號(hào)波形的方法，這里不再贅述。這一節(jié)默認(rèn)大家已經(jīng)仿真完畢（仿真結(jié)束大約需要20min左右時(shí)間，仿真完畢記得保存波形），并得到了仿真的波形，下面就對(duì)其中重要的波形進(jìn)行分析。

在分析之前，在重新回顧一下RapidIO串行物理層的包與控制符號(hào)的格式

串行物理層的包：

控制符號(hào)：

4.1 鏈路初始化與控制符號(hào)

調(diào)試SRIO的第一步是去檢測(cè)SRIO頂層模塊（srio_example_top_primary）中的各個(gè)關(guān)鍵的控制信號(hào)是否正確切換。這些信號(hào)包括：復(fù)位信號(hào)、時(shí)鐘鎖定信號(hào)（clk_lock）、端口初始化信號(hào)（port_initialized）、鏈路初始化信號(hào)（link_initialized），端口錯(cuò)誤信號(hào)（port_error），mode_1x信號(hào)（在2x和4x模式下，這個(gè)信號(hào)為高表示SRIO核已經(jīng)被訓(xùn)練為1x模式，在1x模式下，這個(gè)信號(hào)一直為高，當(dāng)port_initialized為高時(shí)，這個(gè)信號(hào)才有效）與端口解碼錯(cuò)誤信號(hào)（port_decode_error）等（除了這幾個(gè)信號(hào)以外，其他信號(hào)也可以觀察一下）。

Step1、把srio_example_top_primary中的所有信號(hào)全部選中，然后直接拖到右邊的波形窗口

Step2、找到上面提到的幾個(gè)關(guān)鍵控制信號(hào)，觀察它們的波形

由上圖可以看出，控制信號(hào)的波形均切換正確，其中最關(guān)鍵的兩個(gè)信號(hào)是port_initialized信號(hào)與link_initialized信號(hào)，當(dāng)它們?yōu)楦邥r(shí)，分別表示端口和鏈路被成功初始化。

下圖是時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位信號(hào)的時(shí)序細(xì)節(jié)，顯然，時(shí)鐘信號(hào)與復(fù)位信號(hào)的時(shí)序均正確。

Step3、pg007_srio_gen2.pdf第119頁(yè)提到，當(dāng)7個(gè)連續(xù)的error free控制符號(hào)被接收，并且15個(gè)連續(xù)的符號(hào)被發(fā)送的時(shí)候，link_initialized信號(hào)才被拉高，所以接下來(lái)看看link_initialized信號(hào)拉高之前物理層是否接收了7個(gè)控制符號(hào)并發(fā)送了15個(gè)控制符號(hào)。

首先選中最左邊的srio_gen2_0_block_inst，然后把中間列出的以gt開頭的接口7的所有信號(hào)拖到最右邊的波形窗口中，如下圖所示

在link_initialized拉高之前，觀察gttx_data，gttx_charisk與gtrx_data，gtrx_charisk總線上的數(shù)據(jù)，建議把gttx_charisk與gtrx_charisk用二進(jìn)制顯示，當(dāng)gttx_charisk與gtrx_charisk對(duì)應(yīng)的位為0時(shí)，表明gttx_data與gtrx_data上的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)（控制符號(hào)與包屬于有效數(shù)據(jù)）。當(dāng)gttx_charisk與gtrx_charisk對(duì)應(yīng)的位為1時(shí)，gttx_data與gtrx_data上的數(shù)據(jù)為空閑序列。如下圖所示，當(dāng)link_initialized拉高之前gttx_data上發(fā)送了15個(gè)連續(xù)的控制符號(hào)，gtrx_data上接收了7個(gè)連續(xù)的控制符號(hào)。

下面把控制符號(hào)波形放大觀察控制符號(hào)各個(gè)字段的細(xì)節(jié),發(fā)送與接收總線上的控制符號(hào)分別如下圖所示（gttx_charisk與gtrx_charisk對(duì)應(yīng)的位為0時(shí), gttx_data與gtrx_data上的數(shù)據(jù)為控制符號(hào)）

上圖表明在link_initialized拉高之前，發(fā)送與接收的控制符號(hào)為80f713，控制符號(hào)80f713前面的1c是/K28.0/，表示控制符號(hào)的起始位置。由于SRIO核默認(rèn)使用的是短控制符號(hào)，所以這里控制符號(hào)為24-bit。

把80f713轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制：80f713 = 1000_0000_1111_0111_0001_0011，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

當(dāng)gttx_charisk與gtrx_charisk對(duì)應(yīng)的位為1時(shí)，gttx_data與gtrx_data上的數(shù)據(jù)為/K/，/R/，/A/組成的空閑隨機(jī)序列（前面幾篇文章解釋過(guò)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)），它們分別為特殊字符/K28.5/，/K29.7/，/K27.7/，轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制為bc，fd，fb，下圖是它們的波形

整個(gè)初始化的過(guò)程著重需要關(guān)注的兩個(gè)信號(hào)就是port_initialized和link_initialized，如果初始化失?。╬ort_initialized和link_initialized沒有被拉高），那么首先必須檢查gttx_data與gtrx_data上是否收到了空閑序列/K28.5/，/K29.7/，/K27.7/，同時(shí)需要檢查是否存在編解碼錯(cuò)誤，編解碼錯(cuò)誤的判斷標(biāo)志是gtrx_notintable信號(hào)，當(dāng)它為1時(shí)表明存在編解碼錯(cuò)誤。

4.2 SWRITE事務(wù)

上篇文章已經(jīng)分析過(guò)，例子工程會(huì)把instruction_list.vh中定義的事務(wù)按順序依次發(fā)出去。其中最先發(fā)送的是37個(gè)SWRITE事務(wù)，然后是19個(gè)NWRITE_R事務(wù)、 19個(gè)NWRITE事務(wù)、26個(gè)NREAD事務(wù)，2個(gè)DOORBELL事務(wù)，最后是17個(gè)MESSAGE事務(wù)。其中第一個(gè)發(fā)送的事務(wù)是instruction_list.vh中第50行定義的SWRITE事務(wù)。如下圖所示

下面以上圖第50行的SWRITE事務(wù)為例來(lái)說(shuō)明整個(gè)SWRITE事務(wù)的傳輸過(guò)程。這個(gè)事務(wù)表示的是利用SWRITE事務(wù)往地址36’hCD0000600發(fā)送16個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

Step1、選中srio_example_top_primary，把中間列出的所有信號(hào)全部拖到波形窗口中（拖到波形窗口前可以把之前波形窗口中的信號(hào)全部刪掉）

Step2、找到請(qǐng)求事務(wù)的傳輸通道ireq，并抓出事務(wù)的波形如下圖所示

由于僅當(dāng)tvalid和tready同時(shí)為高時(shí)，tdata上的數(shù)據(jù)才為有效數(shù)據(jù)，所以這個(gè)SWRITE一共消耗了三個(gè)有效時(shí)鐘周期，其中第一個(gè)時(shí)鐘周期發(fā)送的是HELLO包頭，后面兩個(gè)時(shí)鐘周期分別發(fā)送8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)（第一個(gè)時(shí)鐘發(fā)送的數(shù)據(jù)是0000000000000000，第二個(gè)時(shí)鐘發(fā)送的數(shù)據(jù)是0101010101010101），一共16個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，和instruction_list.vh中第50行定義完全一致，整個(gè)時(shí)序也與HELLO格式的時(shí)序完全吻合。

Step3、對(duì)照HELLO格式解析包頭。包頭為006020fcd0000600，轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后與HELLO格式各個(gè)字段對(duì)應(yīng)關(guān)系如下所示：

由上圖可知FTYPE字段的值為6，表明確實(shí)是一個(gè)SWRITE事務(wù)

Step4、SWRITE事務(wù)通道ireq通道（接口1）傳輸給SRIO核以后進(jìn)入SRIO的邏輯層，邏輯層會(huì)給包添加傳輸層的信息發(fā)送給Buffer（接口3），然后Buffer會(huì)把數(shù)據(jù)發(fā)送給物理層（接口5）。

選中srio_gen2_0_block_inst，把中間的buft_*通道、phyt_*通道與gttx_*通道的信號(hào)拖到右邊的波形窗口中，如下圖所示

整個(gè)從邏輯層到傳輸層到物理層到吉比特收發(fā)器（Gigabit Transceiver）的波形如下圖所示，波形的細(xì)節(jié)這里不再展開，大家可以自己抓出來(lái)觀察。

Step5、ireq通道的SWRITE請(qǐng)求事務(wù)經(jīng)過(guò)邏輯層，傳輸層和物理層到達(dá)吉比特收發(fā)器（Gigabit Transceiver），吉比特收發(fā)器的數(shù)據(jù)通道gttx_data[31:0]（接口7）波形如下圖所示

由上圖可知，整個(gè)串行物理層的包為：7c96f004_b04600ad_d0000600_00000000_00000000_01010101_01010101_e8d30000_7c96f203。（00000000和01010101的寬度為兩個(gè)有效時(shí)鐘）這個(gè)包的含義如下：

7c96f004中的7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），96f004轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

96f004 = 1001_0110_1111_0000_0000_0100

它是一個(gè)包起始控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

b04600ad_d0000600_00000000_00000000_01010101_01010101_e8d30000是SWRITE事務(wù)串行物理層的包，把它轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

上圖中data字段是傳輸?shù)?0000000_00000000_01010101_01010101這16個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的二進(jìn)制碼，因?yàn)樗亩M(jìn)制碼太長(zhǎng)了所以我直接用data替代。由于本次傳輸?shù)淖止?jié)小于80個(gè)字節(jié)，所以SWRITE事務(wù)的最后面的三個(gè)字段不存在，大家可以抓一下數(shù)據(jù)量為256個(gè)字節(jié)的SWRITE包，當(dāng)數(shù)據(jù)量大于了80字節(jié)，后面的三個(gè)字段也會(huì)有數(shù)據(jù)。

包最后面的7c96f203中7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），96f203轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

96f203= 1001_0110_1111_0010_0000_0011

它是一個(gè)包結(jié)束控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

至此，SWRITE事務(wù)全部分析完畢。

4.3 NWRITE_R事務(wù)

本小節(jié)以instruction_list.vh中第72行定義的NWRITE_R事務(wù)為例來(lái)說(shuō)明整個(gè)NWRITE_R事務(wù)的傳輸過(guò)程。如下圖所示，這個(gè)事務(wù)表示的是利用NWRITE_R事務(wù)往地址36’ h004550002發(fā)送6（size+1）個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

Step1、為了方便快速的找到上圖的NWRITE_R事務(wù)，建議選中srio_request_gen模塊，并把request_address變量拖到波形窗口中，并把這個(gè)變量用Unsigned Decimal（無(wú)符號(hào)10進(jìn)制）格式顯示。看過(guò)上篇《Xilinx RapidIO核例子工程源碼分析》文章的應(yīng)該知道這個(gè)變量是instruction的索引值，當(dāng)這個(gè)變量為37的時(shí)候就表示37（0~36）個(gè)SWRITE事務(wù)全部發(fā)送完畢，下個(gè)事務(wù)就是instruction_list.vh中第72行定義的NWRITE_R事務(wù)。

Step2、鎖定request_address為37的位置，找到請(qǐng)求事務(wù)的傳輸通道ireq，并觀察事務(wù)的波形如下圖所示

由上圖可知第一個(gè)有效時(shí)鐘傳輸?shù)腍ELLO格式包頭數(shù)據(jù)為：2555205004550002。發(fā)送的數(shù)據(jù)是afafafafafafafaf。包頭與HELLO包格式的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

由上圖可知FTYPE = 5，TTYPE = 5，這兩個(gè)字段唯一的確定了這是一個(gè)NWRITE_R事務(wù)。

Step3、ireq通道的NWRITE_R請(qǐng)求事務(wù)經(jīng)過(guò)邏輯層，傳輸層和物理層到達(dá)吉比特收發(fā)器（Gigabit Transceiver），吉比特收發(fā)器的數(shù)據(jù)通道gttx_data[31:0]（接口7）波形如下圖所示

由上圖可知，整個(gè)串行物理層的包為：7c98f009_d84500ad_59250455_0000afaf_afafafaf_afafad15_7c17f21e。這個(gè)包的含義如下：

7c98f009中的7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），98f009轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

98f009= 1001_1000_1111_0000_0000_1001

它是一個(gè)包起始控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

d84500ad_59250455_0000afaf_afafafaf_afafad15是NWRITE_R事務(wù)串行物理層的包，把它轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

上圖中data字段是傳輸?shù)腶fafafaf_afafafaf這16個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的二進(jìn)制碼，因?yàn)樗亩M(jìn)制碼太長(zhǎng)了所以我直接用data替代。由于本次傳輸?shù)目傋止?jié)數(shù)為8字節(jié)的整數(shù)倍，所以NWRITE_R事務(wù)的后面可選的logical 0 pad（opt）沒有數(shù)據(jù)。

細(xì)心的人在這里可能發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：在HELLO格式中，address字段為36’ h004550002，其中高兩位為保留位，所以address一共只有34-bit有效位，size字段為5，表示往36’ h004550002地址中寫6（size+1）個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。但是上面串行物理層的包中address字段的值為0000_0100_0101_0101_0000_0000_0000_0，發(fā)送的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為8個(gè)字節(jié)（afafafaf_afafafaf）。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因?yàn)椋?/p>

HELLO格式address字段指向的存儲(chǔ)空間的最小單元是1個(gè)字節(jié)，而串行物理層中的address字段指向的存儲(chǔ)空間最小單元實(shí)際上是8個(gè)字節(jié)，address后面的xambsb字段是串行物理層的最高兩位地址擴(kuò)展字段，所以串行物理層的包可訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間大小為2^34=16G，這也是HELLO格式中address字段位寬為34-bit的原因（關(guān)于這部分的內(nèi)容我在《RapidIO協(xié)議概述》也提到過(guò)）。正因?yàn)镠ELLO格式address字段與串行物理層address字段所指向的存儲(chǔ)空間最小單元不同，所以pg007_srio_gen2.pdf中第78頁(yè)才給出了一個(gè)HELLO格式size，addr與有效字節(jié)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，如下所示

本例中size=5，addr[2:0] = 2，對(duì)應(yīng)于上圖中紅框圈出來(lái)的情況。所以往36’ h004550002地址中寫6（size+1）個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)對(duì)串行物理層來(lái)說(shuō)就是往36’ h004550000地址中寫8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，高6個(gè)字節(jié)（上圖中灰色區(qū)域）為有效數(shù)據(jù)。

包最后面的7c17f21e中7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），17f21e轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

17f21e = 0001_0111_1111_0010_0001_1110

它是一個(gè)包結(jié)束控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

Step4、例子工程中例化了srio_example_top_primary與srio_example_top_mirror兩個(gè)實(shí)體，srio_example_top_primary實(shí)體的srio_txp0和srio_txn0連接到srio_example_top_mirror實(shí)體的srio_rxp0和srio_rxn0。因此，srio_example_top_mirror的gtrx_data上的數(shù)據(jù)應(yīng)該和上一步分析的srio_example_top_primary實(shí)體的gttx_data完全相同。

選中srio_example_top_mirror的srio_gen2_0_block_inst,把gtrx_data與gtrx_charisk兩個(gè)信號(hào)拖到右邊的窗口中，如下圖所示

觀察srio_example_top_primary的gttx_data與srio_example_top_mirror的gtrx_data，如下圖所示，可以看到兩者完全相同，僅僅存在一個(gè)延時(shí)。

Step5、srio_example_top_mirror模塊的grrx_data接收到數(shù)據(jù)以后，將會(huì)把grrx_data的數(shù)據(jù)按照與發(fā)送過(guò)程完全相反的操作傳到邏輯層，最終邏輯層的數(shù)據(jù)將會(huì)通過(guò)srio_example_top_mirror模塊的treq接口輸出。

選中srio_example_top_mirror，把treq通道的所有信號(hào)拖到右邊的波形窗口中

下圖是srio_example_top_mirror模塊treq通道的波形

可知treq通道的包頭數(shù)據(jù)為2555205004550002，與srio_example_top_primary模塊ireq通道發(fā)送的包頭數(shù)據(jù)完全一樣。這也證明整個(gè)鏈路工作正常。

4.4 NWRITE_R的響應(yīng)事務(wù)

由于NWRITE_R事務(wù)是一個(gè)有響應(yīng)的寫事務(wù)，所以當(dāng)發(fā)起方（Initiator）往目標(biāo)方（Target）發(fā)送一個(gè)NWRITE_R事務(wù)以后，發(fā)起方（Initiator）還要接收目標(biāo)方（Target）的發(fā)回響應(yīng)事務(wù)。響應(yīng)包的數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)在srio_example_top_primary模塊的tresp通道，下圖是srio_example_top_primary模塊的tresp通道的時(shí)序圖

由上圖可知iresp_tdata的數(shù)據(jù)為：25d0400000000000。與HELLO包格式的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

由上圖可知FTYPE = 13，所以這是一個(gè)響應(yīng)事務(wù)，prio字段變成了2，而NWRITE_R字段的prio字段為1，這是因?yàn)轫憫?yīng)事務(wù)的prio為請(qǐng)求事務(wù)的prio+1,（這個(gè)知識(shí)點(diǎn)前兩篇文章都提到過(guò)）

事實(shí)上，響應(yīng)事務(wù)的一整套傳輸流程為：目標(biāo)方（Target）發(fā)回的響應(yīng)事務(wù)被srio_example_top_primary模塊的串行差分信號(hào)線接收到達(dá)Serial Transceivers，Serial Transceivers在把接收的數(shù)據(jù)通過(guò)gtrx_data通道（接口7）傳到物理層，物理層把接收的包經(jīng)過(guò)處理以后通過(guò)phyr_*通道（接口5）把數(shù)據(jù)發(fā)給Buffer層，Buffer層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理以后把數(shù)據(jù)通過(guò)bufr_*通道（接口4）傳給邏輯層，邏輯層再把數(shù)據(jù)傳輸給I/O端口（接口1），這樣就得到了上圖HELLO格式的響應(yīng)包。大家可以把gtrx_data、phyr_*通道、bufr_*通道和I/O端口的波形全部抓出來(lái)觀察一下，方法和上節(jié)介紹發(fā)送流程的抓取過(guò)程完全一樣。這里我只抓一下gtrx_data通道的數(shù)據(jù)，并分析響應(yīng)事務(wù)串行物理層包格式各個(gè)字段的含義。

gtrx_data通道的數(shù)據(jù)如下圖所示

由上圖可知，整個(gè)響應(yīng)事務(wù)串行物理層的包為：7c83f00f_388dadad_00255540_7c83f208

7c83f00f中的7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），83f00f轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

83f00f = 1000_0011_1111_0000_0000_1111

它是一個(gè)包起始控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

388dadad_00255540是NWRITE_R響應(yīng)事務(wù)串行物理層的包，把它轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

由于NWRITE_R的響應(yīng)事務(wù)不帶數(shù)據(jù)，所以沒有data字段。target TID字段的值為16進(jìn)制的25，也就是10進(jìn)制的37，與發(fā)送的NWRITE_R請(qǐng)求事務(wù)target TID值完全相同。FTPYE字段的值為13，說(shuō)明這是一個(gè)響應(yīng)事務(wù)，整個(gè)響應(yīng)事務(wù)的包正是NWRITE_R事務(wù)的響應(yīng)包。

7c83f208中的7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），83f208轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

83f208= 1000_0011_1111_0010_0000_1000

它是一個(gè)包結(jié)束控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

4.5 NWRITE事務(wù)

本小節(jié)以instruction_list.vh中第94行定義的NWRITE事務(wù)為例來(lái)說(shuō)明整個(gè)NWRITE事務(wù)的傳輸過(guò)程。如下圖所示，這個(gè)事務(wù)表示的是利用NWRITE事務(wù)往地址36’ hDE0000600發(fā)送16（size+1）個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

Step1、為了方便快速的找到上圖的NWRITE事務(wù)，建議選中srio_request_gen模塊，并把request_address變量拖到波形窗口中，并把這個(gè)變量用Unsigned Decimal（無(wú)符號(hào)10進(jìn)制）格式顯示?？催^(guò)上篇《Xilinx RapidIO核例子工程源碼分析》文章的應(yīng)該知道這個(gè)變量是instruction的索引值，當(dāng)這個(gè)變量為56的時(shí)候就表示37（0~36）個(gè)SWRITE事務(wù)全部發(fā)送完畢，19個(gè)NWRITE_R事務(wù)也全部發(fā)送完畢，下個(gè)事務(wù)就是instruction_list.vh中第94行定義的NWRITE事務(wù)。鎖定request_address為56的位置，找到請(qǐng)求事務(wù)的傳輸通道ireq，并觀察事務(wù)的波形如下圖所示

由上圖可知第一個(gè)有效時(shí)鐘傳輸?shù)腍ELLO格式包頭數(shù)據(jù)為：385420fde0000600。后兩個(gè)有效時(shí)鐘發(fā)送的數(shù)據(jù)分別是c2c2c2c2c2c2c2c2和c3c3c3c3c3c3c3c3。包頭與HELLO包格式的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

由上圖可知FTYPE = 5，TTYPE = 4，這兩個(gè)字段唯一的確定了這是一個(gè)NWRITE_R事務(wù)。srcTID的值為16進(jìn)制的38，也就是10進(jìn)制的56，與request_address的值相等，因?yàn)榇a里面就是直接把request_address的值賦給了srcTID。

Step2、ireq通道的NWRITE請(qǐng)求事務(wù)經(jīng)過(guò)邏輯層，傳輸層和物理層到達(dá)吉比特收發(fā)器（Gigabit Transceiver），吉比特收發(fā)器的數(shù)據(jù)通道gttx_data[31:0]（接口7）波形如下圖所示

由上圖可知，NWRITE串行物理層包的數(shù)據(jù)為：

7c93f010_c84500ad_4b38e000_0605c2c2_c2c2c2c2_c2c2c3c3_c3c3c3c3_c3c362a2_7c13f20e。包的各個(gè)字段解釋如下：

7c93f010中的7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），93f010轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

93f010= 1001_0011_1111_0000_0001_0000

它是一個(gè)包起始控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

c84500ad_4b38e000_0605c2c2_c2c2c2c2_c2c2c3c3_c3c3c3c3_c3c362a2是NWRITE事務(wù)串行物理層的包，把它轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

細(xì)心的同學(xué)馬上會(huì)發(fā)現(xiàn)wrsize字段的值居然為11（2進(jìn)制1011，16進(jìn)制b），address字段的值為e000_0600。而instruction_list.vh中第94行定義的size字段的值為15，address字段的值為36’hDE0000600。似乎邏輯層的包到達(dá)物理層以后size字段和address兩個(gè)字段都出現(xiàn)了錯(cuò)誤。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因如下：

前面幾篇文章也多次提到過(guò)，address后面的兩個(gè)字段wdptr和xamsbs兩個(gè)字段是有作用的，xamsbs字段是地址字段的高兩位擴(kuò)展位。由于HELLO格式address字段的有效位數(shù)是34-bit，所以在當(dāng)address字段的值為36’hDE0000600，有效的address字段的值為34’h 1E0000600，當(dāng)我們把串行物理層xamsbs字段的01拼接在串行物理層address字段前面得到的地址就和先前定義的地址是一致的了。

至于wrsize字段的值為11，這是因?yàn)楹竺娴膚dptr字段的值變成了1，RapidIO_Rev_2.2_Specification的第35頁(yè)表4-4已經(jīng)列出了所有wrsize與wdptr字段的組合，當(dāng)wdptr=1，wrsize=11是，字節(jié)的總個(gè)數(shù)是16，這也和我們之前在instruction_list.vh中的定義是一致的。

7c13f201中的7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），13f201轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

13f201= 0001_0011_1111_0010_0000_0001

它是一個(gè)包結(jié)束控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

4.6 NREAD事務(wù)

本小節(jié)以instruction_list.vh中第120行定義的NREAD事務(wù)為例來(lái)說(shuō)明整個(gè)NREAD事務(wù)的傳輸過(guò)程。如下圖所示，這個(gè)事務(wù)表示的是利用NREAD事務(wù)往地址36’ h0000023F0發(fā)送8（size+1）個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

Step1、為了方便快速的找到上圖的NREAD事務(wù)，建議選中srio_request_gen模塊，并把request_address變量拖到波形窗口中，并把這個(gè)變量用Unsigned Decimal（無(wú)符號(hào)10進(jìn)制）格式顯示?？催^(guò)上篇《Xilinx RapidIO核例子工程源碼分析》文章的應(yīng)該知道這個(gè)變量是instruction的索引值，當(dāng)這個(gè)變量為78（37+19+19+3=78）的時(shí)候就表示發(fā)送的是上圖第120行的NREAD事務(wù)（之所以不選擇第123行的讀事務(wù)是因?yàn)樗x的數(shù)據(jù)量太大了，截圖的時(shí)候不方便）。鎖定request_address為78的位置，找到請(qǐng)求事務(wù)的傳輸通道ireq，并觀察事務(wù)的波形如下圖所示

NREAD請(qǐng)求事務(wù)不帶任何數(shù)據(jù)，只包含一個(gè)HELLO格式的包頭，包頭的數(shù)據(jù)為：4e242070000023f0。各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

FTYPE=2，TTYPE=4,這兩個(gè)字段唯一的確定了這是一個(gè)NREAD事務(wù)包。其他字段也與之前在instruction_list.vh中第120行定義的完全相同。

Step2、接下來(lái)再看看NREAD事務(wù)串行物理層的包格式，這個(gè)包在155610ns的位置，下圖是NREAD事務(wù)串行物理層包格式的時(shí)序圖

由上圖可知，整個(gè)串行物理層的包為：7c92f014_b84200ad_4b4e0000_23f09c5a_7c92f213。這個(gè)包的含義如下：

7c92f014中的7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），92f014轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

92f014= 1001_0010_1111_0000_0001_0100

它是一個(gè)包起始控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

b84200ad_4b4e0000_23f09c5a是NREAD事務(wù)串行物理層的包，把它轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

FTYPE = 2，TTYPE = 4，這兩個(gè)值確定了這個(gè)包是一個(gè)NREAD事務(wù)包。rdsize=11（二進(jìn)制的1011），wdptr=0，通過(guò)查RapidIO_Rev_2.2_Specification第34頁(yè)的表可知數(shù)據(jù)量為8個(gè)字節(jié)，與instruction_list.vh中第120行定義的完全相同。wdptr與rdsize的對(duì)應(yīng)關(guān)系表如下所示

7c92f213中的7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），92f213轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

92f213= 1001_0010_1111_0010_0001_0011

它是一個(gè)包結(jié)束控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

4.7 NREAD響應(yīng)事務(wù)

由于NREAD事務(wù)是一個(gè)有響應(yīng)的事務(wù)，且響應(yīng)事務(wù)中攜帶讀到的數(shù)據(jù)。所以當(dāng)發(fā)起方（Initiator）往目標(biāo)方（Target）發(fā)送一個(gè)NREAD事務(wù)以后，發(fā)起方（Initiator）還要接收目標(biāo)方（Target）的發(fā)回響應(yīng)事務(wù)。響應(yīng)事務(wù)通過(guò)gtrx_data通道接收。響應(yīng)事務(wù)串行物理層包時(shí)序如下圖所示，這個(gè)響應(yīng)包在157370ns的位置

由上圖可知，00000000這個(gè)數(shù)據(jù)傳輸了2個(gè)時(shí)鐘周期，所以整個(gè)響應(yīng)事務(wù)串行物理層的包為：7c8af01e_708dadad_804e0000_00000000_0000469c_7c8af219

7c83f00f中的7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），83f00f轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

83f00f = 1000_0011_1111_0000_0000_1111

它是一個(gè)包起始控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

708dadad_804e0000_00000000_0000469c是NREAD響應(yīng)事務(wù)串行物理層的包，把它轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

FTYPE=13表示這是一個(gè)響應(yīng)事務(wù)，TTYPE=8表示這個(gè)響應(yīng)事務(wù)攜帶數(shù)據(jù)，target TID的值為16進(jìn)制的4e（10進(jìn)制的78），與請(qǐng)求事務(wù)剛好對(duì)應(yīng)上，data字段是8個(gè)字節(jié)的00，由于并沒有存儲(chǔ)器，所以讀出來(lái)的數(shù)據(jù)全部是0。

7c8af219中的7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），8af219轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

8af219= 1000_1001_1111_0010_0001_1001

它是一個(gè)包結(jié)束控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

響應(yīng)事務(wù)串行物理層的包經(jīng)過(guò)物理層、傳輸層和邏輯層到達(dá)iresp通道，iresp通道的時(shí)序如下圖所示

iresp通道一共有兩個(gè)有效數(shù)據(jù)，分別為HELLO格式包頭4ed8400000000000和0000000000000000。HELLO格式包頭4ed8400000000000各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

FTYPE = 13，TTYPE = 8表示這是一個(gè)攜帶數(shù)據(jù)的響應(yīng)事務(wù)，響應(yīng)事務(wù)的prio字段的值為請(qǐng)求事務(wù)prio字段的值加1。

4.8 MAINTENANCE事務(wù)

頂層模塊srio_example_top.v中例化的srio_quick_start模塊與SRIO IP核的維護(hù)端口相連用來(lái)產(chǎn)生維護(hù)事務(wù)。維護(hù)事務(wù)在maintenance_list.vh頭文件中定義，用戶可以通過(guò)編輯maintenance_list.vh頭文件來(lái)添加、修改或移除維護(hù)事務(wù)。下圖是例子工程中定義的所有維護(hù)事務(wù)

維護(hù)事務(wù)有本地（Local）和遠(yuǎn)程（Remote）兩種類型，區(qū)分這兩種維護(hù)事務(wù)是通過(guò)maintr_araddr信號(hào)的高八位的值來(lái)確定的。如下圖所示

由上圖可知，maintr_araddr的[31:24]位用來(lái)區(qū)分本地維護(hù)事務(wù)和遠(yuǎn)程維護(hù)事務(wù)，

當(dāng) maintr_araddr=01xxxxxx，表示的是遠(yuǎn)程（Remote）維護(hù)事務(wù)。

當(dāng) maintr_araddr=00xxxxxx，表示的是本地（Local）維護(hù)事務(wù)。

maintr_araddr的[23:0]位是讀操作的偏移地址。

下圖是一個(gè)維護(hù)事務(wù)的時(shí)序圖

由上圖可知，紅色框出來(lái)的部分是一個(gè)讀維護(hù)事務(wù)，由于maintr_araddr的高8位[31:24]為8’h00，所以這是一個(gè)本地（Local）讀維護(hù)事務(wù)。maintr_araddr的[23:0]位為24’h000000，所以這個(gè)本地（Local）讀維護(hù)事務(wù)訪問(wèn)的是邏輯層的能力寄存器（Capability Register Space）空間，且寄存器的偏移地址為24’h000000。

SRIO核寄存器空間的分布如下圖所示

下圖是維護(hù)端口（接口2）和邏輯層配置端口（接口3）的時(shí)序圖

當(dāng) maintr_araddr=01000000，表示的是邏輯層的遠(yuǎn)程（Remote）維護(hù)事務(wù)。邏輯層I/O端口發(fā)起的維護(hù)事務(wù)會(huì)通過(guò)邏輯層、傳輸層到物理層轉(zhuǎn)化為串行物理層的包通過(guò)高速串行收發(fā)器（Serial Transceiver）發(fā)出去。下圖是一個(gè)遠(yuǎn)程維護(hù)事務(wù)串行物理層包的時(shí)序，這個(gè)包在96680ns的位置

由上圖可知，維護(hù)事務(wù)串行物理層的包為：7c82f00b_104800ff_18010000_0060dead_beefdead_beefbe6e_7c82f20c

7c82f00b中的7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），82f00b轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

82f00b = 1000_0010_1111_0000_0000_1011

它是一個(gè)包起始控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

104800ff_18010000_0060dead_beefdead_beefbe6e是維護(hù)事務(wù)串行物理層的包，把它轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

FTYPE = 8，TTYPE = 1，表明這是一個(gè)寫請(qǐng)求的維護(hù)事務(wù)。上圖中data字段表示的是dead_beefdead_beef這8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。

7c82f20c中的7c是特殊字符/K28.3/，它是一個(gè)包界定符（Packet Deliminator Control Symbol），82f20c轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制為：

82f20c = 1000_0010_1111_0010_0000_1100

它是一個(gè)包結(jié)束控制符號(hào)，各個(gè)字段的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下圖所示

4.9 DOORBELL事務(wù)與MESSAGE事務(wù)

門鈴（DOORBELL）事務(wù)與消息（MESSAGE）事務(wù)的分析方法與之前幾種方法完全一樣，大家可以自己按照上面的流程先找到HELLO格式的包，對(duì)照HELLO格式各個(gè)字段的定義進(jìn)行分析，然后找到串行物理層的包對(duì)照串行物理層的包格式再次分析就能明白整個(gè)事務(wù)的交互過(guò)程了。其實(shí)對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，串行物理層是SRIO IP核幫我們?cè)O(shè)計(jì)好的，所以在實(shí)際項(xiàng)目中使用的時(shí)候只需要關(guān)注HELLO格式的包與時(shí)序就可以了。

五、（選讀）SRIO核在ZC706上回環(huán)（Loopback）測(cè)試

通過(guò)Vivado仿真以后大家應(yīng)該對(duì)使用SRIO核有了一個(gè)基本了解。如果你手頭有自己做的開發(fā)板并且有SRIO的License的話你可以利用SRIO在硬件上做一個(gè)回環(huán)測(cè)試。

所謂SRIO的回環(huán)測(cè)試就是把SRIO的srio_txp0和srio_rxp0在硬件上連接起來(lái)，把srio_txn0和srio_rxn0在硬件上連接起來(lái)，讓SRIO的包自發(fā)自收。如下圖所示

由于我手頭有一塊Xilinx的ZC706評(píng)估板，所以這個(gè)回環(huán)測(cè)試我會(huì)在ZC706上完成。

ZC706上的FPGA型號(hào)為XC7Z045，它的上面BANK109、BANK110、BANK111和BANK112為MGT BANK，如下圖所示

其中BANK112與PCIe接口相連（后面有空會(huì)寫PCIe接口），所以RapidIO不能使用這個(gè)BANK。BANK109與BANK110與FMC接口相連，無(wú)法使用同軸線或光纖環(huán)回，所以這兩個(gè)BANK也不能使用。因此RapidIO只剩下BANK111可用，而且BANK111有一個(gè)通道已經(jīng)通過(guò)C653和C652環(huán)回上了，這樣就省去了自己用光纖或同軸線去環(huán)回。接下來(lái)最重要的就是給BANK111輸入一個(gè)125MHz的參考時(shí)鐘。

這個(gè)125MHz的時(shí)鐘可以從臨近的BANK“借”一個(gè)，比如可以通過(guò)軟件配置SI5324產(chǎn)生一個(gè)125MHz時(shí)鐘，盡管SI5324輸出的時(shí)鐘并不在BANK111上，但是這個(gè)125MHz仍然可以被BANK111“借”用。但是這種方法需要寫軟件配置SI5324，比較麻煩，所以不推薦。

下面介紹另外一種得到這個(gè)125MHz時(shí)鐘的方法：由于BANK111上有一路時(shí)鐘是連接到SMA接口上的，所以這個(gè)125MHz時(shí)鐘可以用外部的信號(hào)源接入，但是如果你沒有信號(hào)源的話也沒事，這個(gè)125MHz時(shí)鐘可以通過(guò)FPGA內(nèi)部的Clocking Wizard產(chǎn)生。

ZC706評(píng)估板的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示

可以看到上圖用紅色橢圓圈出來(lái)的9號(hào)和10號(hào)兩個(gè)SMA接口對(duì)，10號(hào)SMA接口就是連接到BANK111上的一個(gè)參考時(shí)鐘，所以我們只需要用FPGA中的Clocking Wizard IP核用ZC706的200MHz系統(tǒng)時(shí)鐘得到125MHz的時(shí)鐘輸出到9號(hào)SMA接口對(duì)，然后用同軸線把9號(hào)SMA接口對(duì)和10號(hào)接口對(duì)相連就可以了。由于Clocking Wizard IP核輸出的時(shí)鐘是單端時(shí)鐘，所以還必須用OBUFDS原語(yǔ)把這個(gè)125MHz單端時(shí)鐘變成差分時(shí)鐘輸出到9號(hào)SMA接口對(duì)。

有了125MHz的參考時(shí)鐘以后，接下來(lái)就只需要修改例子工程的頂層srio_example_top_srio_gen2_0代碼，添加9號(hào)SMA接口對(duì)的引腳定義，修改例子工程的物理約束就可以了。還有一個(gè)信號(hào)就是srio_example_top_srio_gen2_0頂層代碼中的sim_train_en在硬件上執(zhí)行時(shí)必須置0。修改完成以后就可以生成bit文件下載到ZC706上觀察現(xiàn)象了，還可以用ILA抓一下I/O通道的波形，沒有問(wèn)題的話抓出來(lái)的波形和之前仿真的波形是完全一樣的。

六、總結(jié)

整個(gè)RapidIO系列博客到此就全部寫完了，最后提供兩個(gè)仿真的建議：

1、上文我抓的包傳輸數(shù)據(jù)量都比較少，主要是方便我截圖，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量比較大的時(shí)候，整個(gè)包的總字節(jié)數(shù)會(huì)超過(guò)80個(gè)字節(jié)，在數(shù)據(jù)量超過(guò)80字節(jié)的情況下包中會(huì)出來(lái)兩個(gè)循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC碼），這個(gè)在《RapidIO串行物理層的包與控制符號(hào)》提到過(guò)，大家可以自己把包的數(shù)據(jù)量改的大一點(diǎn)觀察一下數(shù)據(jù)量大于80字節(jié)的情況。

2、由于例子工程中測(cè)試的比較全面，所以一共發(fā)了很多包，這樣導(dǎo)致找包的時(shí)候非常難找，這里提供一個(gè)小技巧，你只需要把srio_request_gen_srio_gen2_0.v模塊中的第359行instruction的索引值request_address改成一個(gè)固定的數(shù)，那么就只會(huì)連續(xù)不斷的發(fā)一種包，看波形的時(shí)候就會(huì)非常方便，缺點(diǎn)是每修改一次就需要重新仿真，所以比較耗費(fèi)時(shí)間。

審核編輯 ：李倩