1分鐘學會如何提升PCIe通信速率，基于RK3568J + FPGA國產平臺！
發布時間：2025-1-25 10:52
發布者：Tronlong--
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測試數據匯總 表 1 PCIe總線介紹 PCIe，即PCI-Express(peripheral component interconnect express)是一種高速串行計算機擴展總線標準。主要用于擴充計算機系統總線數據吞吐量以及提高設備通信速度。 圖 1 DMA技術介紹 DMA（Direct Memory Access，直接內存訪問）是一種讓硬件外設直接與存儲器進行數據交換的技術，無需CPU參與數據傳輸過程。 使用非DMA方式進行數據傳輸時，外設與內存之間的數據搬運需要依靠CPU來完成。這意味著每次數據傳輸都需要CPU的介入，導致CPU資源占用較高，并且數據傳輸速度相對較低。 使用DMA方式進行數據傳輸時，外設可以直接與內存進行數據交換。減少了CPU的介入和中斷處理，數據傳輸過程更加流暢和高效。 圖 2 RK3568J + FPGA典型應用場景 圖 3 基于RK3568J + FPGA的PCIe通信案例 本文主要介紹基于RK3568J + FPGA的PCIe通信案例，適用開發環境如下： Windows開發環境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit Linux開發環境：VMware15.5.5、Ubuntu18.04.4 64bit U-Boot：U-Boot-2017.09 Kernel：Linux-4.19.232、Linux-RT-4.19.232 LinuxSDK：LinuxSDK-[版本號]（基于rk356x_linux_release_v1.3.1_20221120） 硬件平臺：創龍科技TL3568F-EVM工業評估板 （基于瑞芯微RK3568J + 紫光同創Logos-2） 為了簡化描述，本文僅摘錄部分方案功能描述與測試結果，詳細產品資料可以通過公眾號（Tronlong創龍科技）下載。 案例說明 ARM端基于PCIe總線對FPGA DRAM進行讀寫測試。應用程序通過ioctl函數發送命令開啟DMA傳輸數據后，等待驅動上報input事件；當應用層接收到input事件，說明DMA傳輸數據完成。 程序流程如下圖所示。 圖 4 （1）ARM端程序原理說明如下：a)采用DMA方式； b)將數據寫至dma_memcpy驅動申請的連續內存空間（位于DDR）； c)配置DMA，如源地址、目標地址、傳輸的數據大小等； d)寫操作：通過ioctl函數啟動DMA，通過PCIe總線將數據搬運至FPGA DRAM； e)程序接收驅動上報input事件后，將通過ioctl函數獲取DMA搬運數據耗時，并計算DMA傳輸速率（即寫速率）； f)讀操作：通過ioctl函數啟動DMA，通過PCIe總線將FPGA DRAM中的數據搬運至dma_memcpy驅動申請的連續內存空間（位于DDR）； g)程序接收驅動上報input事件后，將數據從內核空間讀取至用戶空間，然后校驗數據，同時通過ioctl函數獲取DMA搬運數據耗時，并計算DMA傳輸速率（即讀速率）。 （2） FPGA端程序原理說明如下： a)實現PCIe Endpoint功能； a)處理PCIe RC端發起的PCIe BAR0空間讀寫事務； b)將PCIe BAR0讀寫數據緩存至FPGA DRAM中。 案例演示 評估板上電啟動后，進入評估板文件系統執行如下命令，將隨機數據先寫入FPGA DRAM，再從FPGA DRAM讀出。測試完成后，程序將會打印最終測試結果，包含讀寫平均傳輸耗時、讀寫平均傳輸速率、讀寫錯誤統計等信息。 Target#./dma_memcpy_demo -a 0xf0200000 -s 65536 -c 100 -d /dev/input/event6 圖 5 表 2 測試結果說明 |
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