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教程:FPGA PCIE調試及DSP代碼的講解

2022-12-31
來源:FPGA之家
關鍵詞: FPGA PCIe

  本人調試是將DSP作為RC端,FPGA作為EP端,且下文是對DSP代碼的講解。本人調試參考代碼是D: ipdk_C6678_1_1_2_6packages idrvexampleProjectsPCIE_exampleProject。本文所指的PCIE手冊為TI公司C6678的pcie技術手冊,全名為 KeyStone Architecture Peripheral Component Interconnect Express (PCIe)。pdf

  (1)outbound和inbound的理解:

  哪一端發起請求哪一端就是outbound。一端是outbound,另一端就是inbound。

  對于outbound來說,可以發出寫請求和讀請求。當作為RC端的DSP對0X60000000發起寫請求時,RC發出outbound的寫請求,將數據傳送給作為EP端的FPGA。當作為RC端的DSP對0X60000000發起讀請求時,RC發出outbound的讀請求,作為EP端的FPGA先收到讀請求然后將數據發給RC端的DSP。

  錯誤理解:簡單地將數據出去理解為outbound,數據進去理解為inbound。

  DSP存在PCIE_DATA 0x60000000~0x6FFFFFFF這段地址。在這段地址中寫數據會觸發outbound寫機制,在這段地址中讀數據會觸發outbound讀機制。0x60000000該地址在outbound轉換機制中為DSP內部總線地址。

  (2)對EP端(遠程配置空間)BUS_MS和MEM_SP的配置

  RC端對EP發出outbound寫時,RC端的DSP必須把作為EP端FPGA的BUS_MS和MEM_SP置為1,否則EP端無法收到數據。BUS_MS為設置總線控制權,MEM_SP為設置存儲器訪問權限,具體可見pcie手冊3-63頁。

17.JPG

  (3)對EP端(遠程配置空間)BAR的配置

  本地配置空間地址 0x21801000,遠程配置空間地址 0x21802000,見pcie手冊45頁。

16.JPG

  在PCIE手冊中沒有關于remote configuraTIon space中具體的寄存器介紹。但是其和local configuraTIon space中寄存器順序是一樣的,只是偏移量將0x1000改成了0x2000。

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  從偏移地址上可以看出BAR0和BAR0_MASK地址是一樣的。在DSP端,當DBI=1時,此時寫入的值為bar的范圍大小(bar_mask)。當DBI=0時,此時寫入的值為bar的地址(bar)。(DBI在CMD_STSTUS中,DBI默認值為0)詳細寄存器見pcie手冊的3.2、3.3、3.4章節的寄存器,同時偏移量也可見FPGA的pcie gen3手冊。

  RC端無法配置EP端bar mask的大小,只能配置bar的地址。RC端配置的bar基地址會因為EP端配置的bar大小而改變。例如:bar_mask=8MB,那么配置的bar地址的0~22會置為0。

  配置遠程EP端bar0的具體代碼如下圖所示。在TLP過濾中,bar接收到的數據包頭中存在type這一標志位。type=0對應于EP的configuraTIon space,type=1對應于RC的configuration space。故選擇對type0Bar32bitIdx進行配置。idx選擇0表示配置bar0。DBI默認為0,直接將數值寫入bar0,即為bar0的地址。

14.JPG

  (4)DSP作RC端,FPGA作EP端時inbound和outbound地址轉換

  詳細的地址轉換過程可見pcie手冊2.7節。

  首先需要說明的是inbound和outbound機制是DSP獨有的,FPGA側不存在inbound和outbound機制。實際上,在PCIE通信鏈路中的數據幀中不僅包含發送的數據,還包含PCIE地址,數據類型和數據長度等。由于DSP存在inbound和outbound機制,故不需要人為的依據PCIE通信的規范去組幀和解幀,只需配置好inbound和outbound機制所需的寄存器。

  下面根據代碼具體解釋一下inbound和outbound的轉換計算過程。

  (a) outbound配置如下所示:

13.JPG

  由Pcie_getMemSpaceRange (handle, &pcieBase, NULL))函數可以得到pcieBase的地址為0x60000000,此地址即為內部總線地址。關于此地址的詳細介紹可以見本位第一章節。

  內部總線地址=0x60000000

  OB_SIZE= pcie_OB_SIZE_8MB=3

  OB_OFFSET_HI= PCIE_OB_HI_ADDR_M=0

  PCIE_OB_REGION_M=0 對應于下面的index0,即使用outbound的region 0。

  OB_OFFSET_INDEX0= PCIE_OB_LO_ADDR_M=0x70000000

  注:第一個參數為PCIE手冊中所用參數名,第二個參數為樣例代碼中所用參數名。

  OB_SIZE=3,故取內部總線地址0x60000000的[27:23]位,即index=0

  PCIe基地址=OB_OFFSETn_HI+OB_OFFSETn_INDEXn[31:23]

  =0+0x70000000[32:23]

  PCIe總地址=PCIe基地址+內部總線地址[22:0]

  =0x70000000[32:23]+ 0x60000000[22:0]

  =0X70000000

  即傳到PCIE鏈路中的地址為0x70000000,可以看到的是由于OB_SIZE為8M(因為8M=810241024=2^23 所以取0-22位 ) ,所以要是一次性傳輸的數據量超過8M的話,要么多次傳輸,要么再加個region傳輸。

  而這個0x70000000又正好是本文第三章給遠程FPGA配置bar0的地址,故FPGA可以收到DSP發送的數據。

  (b) inbound配置如下所示:

  指定bar1的地址為0x90000000,且為32位bar。

12.JPG

  將bar1綁定給inbound機制,且使用region 0

11.JPG

  pcieConvert_CoreLocal2GlobalAddr()作用是將本地地址轉換為全局地址。在6678中一共有8個核,對于核0來說L2 SRAM本地起始地址為0x00800000,L2 SRAM全局起始地址為0x10800000,兩者差值為0x10000000。

  IB_START1_HI = PCIE_IB_HI_ADDR_M=0

  IB_START1_LO = PCIE_IB_LO_ADDR_M=0x90000000

  IB_OFFSET1 = dstBuf.buf的全局地址

  注:第一個參數為PCIE手冊中所用參數名,第二個參數為樣例代碼中所用參數名。

  PCIe地址偏移量=PCIe地址 -(IB_STARTn_HI:IB_STARTn_LO)

  = PCIe地址 – 0x90000000

  內部總線地址=IB_OFFSETn+ PCIe地址偏移量

  = dstBuf.buf的全局地址+ PCIe地址 – 0x90000000

  我們將內部總線設為dstBuf.buf的全局地址,即將從FPGA側收到的數據存放在dstBuf.buf中。由此我們可以計算出PCIE地址:

  dstBuf.buf的全局地址= dstBuf.buf的全局地址+ PCIe地址 – 0x90000000

  PCIe地址=0x90000000

  FPGA側將這里計算出來的PCIE地址用在發送數據時的組幀過程里,DSP側就可以從dstBuf.buf這個變量地址里讀到FPGA側發過來的數據。



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