PCIE_DMA实例二:xapp1052的EDK仿真

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了PCIE_DMA实例二:xapp1052的EDK仿真。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

一:前言

二:前期准备

三:操作步骤

四:仿真结果

五:总结


一:前言

     对于有的同学,想要学习基于FPGA的PCIe DMA控制器设计,但是手上没有合适的Xilinx开发板,而且xapp1052又没有提供仿真代码,学习陷入了困境。此文章用EDK搭建一个微小系统,然后用modelsim来仿真xapp1052的DMA收发控制,这样应该是最全面的理解PCIe_DMA了,希望对大家都有帮助。

二:前期准备

1、Xapp1052 Demo(http://download.csdn.net/download/yuzeren48/7723795)

2、ISE14.1套件

3、基本会使用EDK(主要是Xilinx Platform Studio,XPS 和 Software Development Kit,SDK)

三:操作步骤

1、编译库文件,将D:\Xilinx\14.1\ISE_DS\ISE\verilog\mti_se\10.1b\nt\modelsim.ini中选中部分复制粘贴到D:\modeltech_10.1b\modelsim.ini中

PCIE_DMA实例二:xapp1052的EDK仿真

2、打开XPS,新建一个最小系统,使用microblaze和PLB总线,总线上挂载的硬件IP如图2所示,硬件的总线地址如图3所示

PCIE_DMA实例二:xapp1052的EDK仿真

图2 硬件IP

PCIE_DMA实例二:xapp1052的EDK仿真

图3 硬件IP总线地址

3、完成硬件系统搭建后,导出到SDK

PCIE_DMA实例二:xapp1052的EDK仿真

4、打开SDK后,先新建一个BSP包,步骤请参考《Xilinx FPGA开发实用教程》

然后新建一个空的Xilinx C Project,命名为example。

在E:\xapp1052\dma_performance_demo\win32_sw\win32_driver\source下找到ioctrl.h,复制粘贴到E:\pcie_edk\EDK\workspace\example\src

在src中添加C文件,命名为RC_example.c。再将

D:\Xilinx\14.1\ISE_DS\EDK\sw\XilinxProcessorIPLib\drivers\pcie_v4_01_a\examples\xpcie_rc_enumerate_example.c中的代码复制到RC_example.c中

对RC_example.c做如下修改:

//#define PCIE_CFG_BAR_0_ADDR         0x11110000
#define PCIE_EP_CFG_BAR_0_ADDR       0x0000FFFF        // Remote EP BAR0
#define PCIE_RC_CFG_BAR_0_ADDR      0x0000EEEE         // RC BAR0

添加:

//-------------------BMD Mrd Test
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + DCR_OFFSET)             = Xil_EndianSwap32(0x00000001);      //1. DMA assert reset
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + DCR_OFFSET)             = Xil_EndianSwap32(0x00000000);        //
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + READ_ADDR_OFFSET)       = PCIE_RC_CFG_BAR_0_ADDR;            //2. Read DMA TLP Address Register
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + READ_SIZE_OFFSET)       = Xil_EndianSwap32(0x0000050/);     //3. Read DMA TLP Size Register
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + READ_COUNT_OFFSET)      = Xil_EndianSwap32(0x00000100);      //4. Read DMA TLP Count Register
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + READ_PATTERN_OFFSET)    = Xil_EndianSwap32(0xA3A2A1A0);      //5. Read DMA Data Pattern Register
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + DCSR_OFFSET)            = Xil_EndianSwap32(0x00010000);      //7. MWr start

或者

//-------------------BMD Mrd Test
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + DCR_OFFSET)             = Xil_EndianSwap32(0x00000001);      //1. DMA assert reset
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + DCR_OFFSET)             = Xil_EndianSwap32(0x00000000);        //
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + READ_ADDR_OFFSET)       = PCIE_RC_CFG_BAR_0_ADDR;            //2. Read DMA TLP Address Register
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + READ_SIZE_OFFSET)       = Xil_EndianSwap32(0x0000050/);     //3. Read DMA TLP Size Register
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + READ_COUNT_OFFSET)      = Xil_EndianSwap32(0x00000100);      //4. Read DMA TLP Count Register
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + READ_PATTERN_OFFSET)    = Xil_EndianSwap32(0xA3A2A1A0);      //5. Read DMA Data Pattern Register
*(unsigned int*)(XPAR_PLBV46_PCIE_0_IPIFBAR_0 + DCSR_OFFSET)            = Xil_EndianSwap32(0x00010000);      //7. MWr start

在初始化RC端配置寄存器时,添加代码:

//---------------------------------------------------- Configure RC
//Write Address to PCIe BAR0
HeaderData = PCIE_RC_CFG_BAR_0_ADDR;
XPcie_WriteLocalConfigSpace(XlnxRootComplexPtr, PCIE_CFG_BAR_0_REG, HeaderData);

将RC端pcie_bar0设为0x0000EEEE (有大小端,故实际地址为0xEEEE0000)。

在枚举使需要初始化远端EP,修改代码,使能master enable bit:

ConfigData |= (PCIE_CFG_CMD_BUSM_EN | PCIE_CFG_CMD_MEM_EN | 0x80000000    //master enable bit ); 

修改EP端pcie_bar0为0x0000FFFF(有大小端,故实际地址为0xFFFF0000):

/* Write Address to PCIe BAR0 */
ConfigData = (PCIE_EP_CFG_BAR_0_ADDR | PCIeBusNum | PCIeDevNum | PCIeFunNum);

最后,去掉所有printf函数,打印太慢了,影响仿真。

编译后生成elf文件,打开XPS,设置sim executable:

PCIE_DMA实例二:xapp1052的EDK仿真

在Edit中设置preference

PCIE_DMA实例二:xapp1052的EDK仿真

然后点击Generate HDL Files,再Launch Simulator

在打开的modelsim脚本栏中输入c;

完成RC编译,再输入s; 开始对RC端仿真。

5、若要仿真整个PCIE DMA,则需要修改..\EDK\simulation\behavioral文件夹下的system_tb.v,在system_tb.v中加入EP端用户逻辑,修改如下:

// START USER CODE (Do not remove this line)
 
  // User: Put your stimulus here. Code in this
  //       section will not be overwritten.
 initial
    begin
      pcie_sysclk_p = 'b1;
      forever #(fpga_0_clk_1_sys_clk_p_pin_PERIOD)
        pcie_sysclk_p = ~pcie_sysclk_p;   //100MHz
    end
 
  initial
    begin
      pcie_sysclk_n = 'b0;
      forever #(fpga_0_clk_1_sys_clk_p_pin_PERIOD)
        pcie_sysclk_n = ~pcie_sysclk_n;   //100MHz
    end
 
reg EP_pcie_sysclk_p;
reg EP_pcie_sysclk_n;
 
  initial
    begin
      EP_pcie_sysclk_p = 'b1;
      forever #()
        EP_pcie_sysclk_p = ~EP_pcie_sysclk_p;   //125 MHz
    end
 
  initial
    begin
      EP_pcie_sysclk_n = 'b0;
      forever #()
        EP_pcie_sysclk_n = ~EP_pcie_sysclk_n;   //125 MHz
    end
 
wire ep_pci_exp_txp;
wire ep_pci_exp_txn;
 
    always@* begin
        plbv46_pcie_0_RXP_pin = ep_pci_exp_txp;
        plbv46_pcie_0_RXN_pin = ep_pci_exp_txn;
    end
 
xilinx_pcie_2_0_ep_v6 # (
 
      .PL_FAST_TRAIN("TRUE")
 
)
EP (
 
      // SYS Inteface
      .sys_clk_p(EP_pcie_sysclk_p),
      .sys_clk_n(EP_pcie_sysclk_n),
      .sys_reset(fpga_0_rst_1_sys_rst_pin),
 
`ifdef ENABLE_LEDS
      // Misc signals
      .led_0(led_0),
      .led_1(led_1),
      .led_2(led_2),
`endif
 
      // PCI-Express Interface
      .pci_exp_txn(ep_pci_exp_txn),
      .pci_exp_txp(ep_pci_exp_txp),
      .pci_exp_rxn(plbv46_pcie_0_TXN_pin),
      .pci_exp_rxp(plbv46_pcie_0_TXP_pin)
 
);
  // END USER CODE (Do not remove this line)

6、打开modelsim,输入以下脚本

cd E:/pcie_edk/EDK/simulation/behavioral

do system_setup.do

c;

do ../bmd_sim/simulate_mti.do

s;

do ../bmd_sim/wave.do

run all

四:仿真结果

这里只贴出DMA写操作的仿真结果

PCIE_DMA实例二:xapp1052的EDK仿真

Ep端DMA发送

PCIE_DMA实例二:xapp1052的EDK仿真

RC端接收

PCIE_DMA实例二:xapp1052的EDK仿真

写入BRAM

五:总结

从搭建系统到最后仿真,工作量还是比较大的。一篇博客很难把每一步都讲得仔仔细细,小编把里面最重要的几个点都给出来了,希望能够帮到有需要的朋友。

对于初学者,可能看了这篇博客觉得不够详细,没法真正理解PCIe DMA的使用,所以小编在最后留下一个支付宝账号【账户:bubble_fish@yeah.net  姓名:俞则人】,10元/份出售以上全部EDK工程文件以及modelsim仿真文件,这样做的目的一是为了激发您学习的动力(花钱买来的东西终究比免费得来的更加珍惜),二是为了赞助我的泡泡鱼团队基金,尊重每一位码农的劳动成果!

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PCIE_DMA实例二:xapp1052的EDK仿真

 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-420460.html

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