【世說(shuō)芯品】基于安路PCIe SGDMA 高速數(shù)據(jù)傳輸方案

安路科技PH1A系列FPGA定位高性?xún)r(jià)比邏輯器件，針對(duì)高帶寬應(yīng)用場(chǎng)景，能夠在保持低功耗的前提下，提供同類(lèi)最佳的收發(fā)器和信號(hào)處理功能。

PH1A系列FPGA集成的第三代PCIe硬核控制器，帶寬最高可達(dá)8Gbit/s、可通過(guò)TD軟件的IP GEN配置。該核架構(gòu)廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接口卡、存儲(chǔ)系統(tǒng)等領(lǐng)域，具有高性能、低成本等特點(diǎn)。

PCIe SGDMA演示方案

安路科技提供基于PCIe 硬核控制器開(kāi)發(fā)的SGDMA IP。SGDMA可作為一個(gè)PCIe2AXI4系列接口的橋或者一個(gè)高性能DMA使用。

SGDMA支持屬性

64bit和128bit(PH1A90、PH1A180)數(shù)據(jù)位寬

32bit或64bit源地址、目的地址和描述符地址

目前支持單通道C2H以及單通道H2C

后續(xù)版本將支持N通道C2H以及N通道H2C

可選的單通道AXI4-Stream接口或AXI4-MM（memory mapped）接口

支持AXI4-Lite Master讀寫(xiě)用戶(hù)和DMA寄存器

支持AXI4-Lite Slave讀DMA狀態(tài)寄存器

支持Scatter Gather描述符列表和環(huán)形描述符列表，列表大小無(wú)限制

MSI-X中斷 （后續(xù)支持）

Bypass descriptor 通道 （后續(xù)支持）

圖1.DMA框圖

SGDMA工作流程

SGDMA工作分為兩個(gè)流程，H2C(Host to Card)和C2H(Card to Host)。

DMA C2H 方向傳輸摘要：

圖2.C2H傳輸框圖

首先，應(yīng)用程序啟動(dòng)C2H傳輸，并設(shè)置傳輸長(zhǎng)度和用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的緩沖器位置。然后，驅(qū)動(dòng)程序會(huì)基于傳輸長(zhǎng)度創(chuàng)建描述符，并將信息寫(xiě)入寄存器控制傳輸啟動(dòng)。DMA開(kāi)始啟動(dòng)描述符提取請(qǐng)求，之后DMA接收到描述符，判斷是否為最后一個(gè)描述符，如果是則停止，否則繼續(xù)發(fā)送描述符提取請(qǐng)求。DMA會(huì)根據(jù)接收的描述符向（板卡）源地址發(fā)送讀請(qǐng)求，讀請(qǐng)求會(huì)持續(xù)到?jīng)]有剩余描述符，并從板卡的AXI4（MM或者Stream）接口上接收數(shù)據(jù)，向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送完畢以后向主機(jī)發(fā)送中斷。

驅(qū)動(dòng)程序?qū)?zhí)行中斷流程，并讀取完成描述符計(jì)數(shù)寄存器，與生成的描述符數(shù)量對(duì)比。隨后將控制權(quán)隨傳輸大小一起返還給應(yīng)用程序。應(yīng)用程序從分配的緩沖器讀取傳輸數(shù)據(jù)，并將其寫(xiě)入文件。文件寫(xiě)入完成后，退出應(yīng)用程序。

H2C的流程與C2H的類(lèi)似，主要的不同點(diǎn)為C2H將板卡的數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)，H2C接收主機(jī)的數(shù)據(jù)。

圖3.H2C傳輸框圖

上海安路科技于2020年12月底正式成為PCI-SIG協(xié)會(huì)新會(huì)員。加入PCI-SIG協(xié)會(huì)后，安路科技將獲得更為廣泛的服務(wù)、了解最新的PCI技術(shù)動(dòng)態(tài)，同時(shí)能參與PCI技術(shù)法規(guī)研討會(huì)、參與規(guī)范修訂和補(bǔ)充建議、PCI技術(shù)支持、獲得Vendor ID分配等系列服務(wù)與支持，這些都將助力安路研發(fā)技術(shù)和技術(shù)創(chuàng)新的穩(wěn)步提升與發(fā)展。

原文轉(zhuǎn)自安路科技官微