Xilinx中的xapp1052的詳細(xì)解釋

Xilinx中的xapp1052的詳細(xì)解釋xapp1052是xilinx官方給出的一個(gè)有關(guān)DMA數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉永糜赑C端和FPGA端之間的DMA數(shù)據(jù)傳輸。首先需要說(shuō)的是，xapp1052并不是一個(gè)完整的DMA數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端硬件設(shè)計(jì)，這在下面會(huì)有詳細(xì)解釋。首先說(shuō)一下xapp1052模塊的組成結(jié)構(gòu)：頂層模塊是xilinx_pci_exp_ep，在頂層模塊中包含pci_exp_64b_app和bmd_design兩個(gè)模塊，其中pci_exp_64b_app就是我們要介紹的重點(diǎn)，而bmd_design則是實(shí)現(xiàn)PCIE協(xié)議的底層模塊。下面就詳細(xì)說(shuō)一下pci_exp_64b_app的模塊結(jié)構(gòu)：pci_exp_64b_app||__BMD||__BMD_EP||||__BMD_EP_MEM_ACCESS|||_BMD_EP_MEM||||__BMD_RX_ENGINE||__BMD_TX_ENGINE||__BMD_INTR_CTRL|||__BMD_GEN2||__BMD_RD_THROTTLE||__BMD_TO_CTRL|__BMD_CFG_CTRL1，BMD_RX_ENGINE的設(shè)計(jì)：這個(gè)模塊的作用就是接受來(lái)自PC的TLP包（trn_rd［63:0］），并根據(jù)不同的情況對(duì)包進(jìn)行拆解，首先根據(jù)trn_rd［62:56］位判斷包的類(lèi)型，如果是32位地址讀請(qǐng)求（BMD_MEM_RD32_FMT_TYPE），那么就轉(zhuǎn)到32位讀對(duì)應(yīng)的狀態(tài)（BMD_64_RX_MEM_RD32_QW1）；如果是32位地址寫(xiě)請(qǐng)求（BMD_MEM_WR32_FMT_TYPE），那么久轉(zhuǎn)到32位寫(xiě)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)（BMD_64_RX_MEM_WR32_QW1）；如果是不帶數(shù)據(jù)的完成類(lèi)型（BMD_CPL_FMT_TYPE），那么就轉(zhuǎn)到完成請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的狀態(tài)（BMD_64_RX_CPL_QW1）；如果是帶數(shù)據(jù)的完成類(lèi)型（BMD_CPLD_FMT_TYPE），那么就轉(zhuǎn)到帶數(shù)據(jù)完成對(duì)應(yīng)的狀態(tài)（BMD_64_RX_CPLD_QW1）。上面是狀態(tài)機(jī)的第一次過(guò)渡，下面看狀態(tài)的第二次過(guò)渡，在狀態(tài)是BMD_MEM_RD32_FMT_QW1時(shí)，這個(gè)時(shí)候TLP包的第二個(gè)DWORD已經(jīng)傳來(lái)，從第二個(gè)DWORD中可以得到讀請(qǐng)求的地址addr_o，這個(gè)地址時(shí)輸入到memory模塊下用于讀出對(duì)應(yīng)地址下的數(shù)據(jù)的；然后過(guò)渡到下一個(gè)狀態(tài)（BMD_64_RX_MEM_32_WT），在這個(gè)狀態(tài)下，RX模塊會(huì)一直檢測(cè)從TX返回的compl_done_i信號(hào)，當(dāng)讀請(qǐng)求申請(qǐng)的對(duì)應(yīng)地址下的數(shù)據(jù)由TX發(fā)送出去時(shí)，compl_done_i信號(hào)就為1，這個(gè)時(shí)候RX就會(huì)返回到RST狀態(tài)。當(dāng)狀態(tài)是BMD_MEM_WR32_FMT_QW1時(shí)，這個(gè)時(shí)候RX也接受到了TLP包的第二個(gè)DWORD，從這個(gè)DWORD中可以拆分出地址（addr_o）和要寫(xiě)的數(shù)據(jù)（wr_data_o），同時(shí)在這個(gè)狀態(tài)寫(xiě)使能值為有效（we_en_o），然后過(guò)渡到下一個(gè)狀態(tài)（BMD_64_RX_MEM_WR32_WT），在這一個(gè)狀態(tài)，RX會(huì)一直檢測(cè)從memory模塊出來(lái)的信號(hào)（wr_busy_i）是不是為0，如果為0，說(shuō)明寫(xiě)操作完成，RX回到RST狀態(tài)。當(dāng)狀態(tài)是BMD_64_RX_CPL_QW1的時(shí)候，說(shuō)明這是一個(gè)不帶數(shù)據(jù)的完成，其他并沒(méi)有什么操作。當(dāng)狀態(tài)是BMD_64_RX_CPLD_QW1時(shí)，說(shuō)明這是一個(gè)帶數(shù)據(jù)的完成，為什么完成信號(hào)要攜帶數(shù)據(jù)呢，原因就是為了檢驗(yàn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否正確，在這個(gè)狀態(tài)下以及它的過(guò)渡狀態(tài)中，RX會(huì)一次檢測(cè)傳輸?shù)絇C端的數(shù)據(jù)和設(shè)備內(nèi)存的數(shù)據(jù)是否相同，如果不相同，說(shuō)明數(shù)據(jù)傳輸失敗，返回失敗傳輸信號(hào)（cpld_malformed）。從上面的描述可以看出，BMD中的RX是不支持連續(xù)的寫(xiě)數(shù)據(jù)的（往設(shè)備內(nèi)存寫(xiě)數(shù)據(jù)），所以往設(shè)備內(nèi)存寫(xiě)數(shù)據(jù)的DMA操作，xapp1052是不支持的，那么這里發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)到底是什么呢，其實(shí)這里RX并不是要發(fā)送和接收存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而是發(fā)送和接收配置數(shù)據(jù)，即DMA的配置數(shù)據(jù)。2，BMD_TX_ENGINE的設(shè)計(jì)：這個(gè)模塊是往PC端發(fā)送TLP包（trn_td［63:0］），這個(gè)模塊是xapp1052DMA的核心模塊，它包含DMA控制器的所有操作，當(dāng)然這里只是發(fā)送端的DMA控制器。TX要解決的問(wèn)題就是要在不同的情況下發(fā)送對(duì)應(yīng)的TLP包。第一種情況：發(fā)送帶數(shù)據(jù)的完成TLP，這是TX最優(yōu)先處理的（這一點(diǎn)不是很確定，個(gè)人感覺(jué)xapp1052寫(xiě)的有點(diǎn)問(wèn)題）。首先在RST狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)帶數(shù)據(jù)類(lèi)型的包頭。然后過(guò)渡到下一個(gè)狀態(tài)：BMD_64_TX_CPLD_QW1。在這個(gè)狀態(tài)里要發(fā)送TLP的第二個(gè)DWORD，主要包含地址和數(shù)據(jù)，然后進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)（BMD_64_TX_CPLD_QW1）。第二種情況：開(kāi)啟DMA發(fā)送操作，在mwr_start_i和cfg_bm_en有效的情況下，開(kāi)始發(fā)送TLP的包頭，DMA的包頭也只是一個(gè)普通的寫(xiě)數(shù)據(jù)請(qǐng)求；在DMA發(fā)送模式下，有幾個(gè)參數(shù)是特別重要的：要發(fā)送的TLP數(shù)目、每個(gè)TLP中包含的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、每個(gè)TLP對(duì)應(yīng)PC端的起始寫(xiě)入地址。進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)（BMD_64_TX_MWR_QW1）的時(shí)候，TX首先會(huì)根據(jù)已經(jīng)發(fā)送的TLP包的個(gè)數(shù)來(lái)計(jì)算PC端寫(xiě)入的起始地址（tmwr_addr），根據(jù)計(jì)算出的起始地址發(fā)送TLP的第二個(gè)DWORD，然后進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)：BMD_64_TX_MWR_QWN。在這個(gè)狀態(tài)中，TX首先會(huì)判斷一個(gè)TLP包中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度是多少，如果是1，則在發(fā)送下一個(gè)DWORD之后，TX會(huì)進(jìn)入RST狀態(tài)；如果是2，則下一個(gè)DWORD會(huì)包含兩個(gè)數(shù)據(jù)，但是同樣在發(fā)送完下一個(gè)DWORD之后，TX會(huì)進(jìn)入RST狀態(tài)，在進(jìn)入RST狀態(tài)之前，TX又會(huì)判斷當(dāng)前發(fā)送的TLP數(shù)目是否已經(jīng)等于預(yù)先設(shè)定的數(shù)，如果相等，則會(huì)返回mwr_done_o信號(hào)；如果當(dāng)前數(shù)據(jù)長(zhǎng)度大于2，那么在發(fā)完下一個(gè)DWORD的時(shí)候，TX還會(huì)繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，知道余下的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度小于2。這就是TX的發(fā)送DMA操作，但是現(xiàn)在有一個(gè)問(wèn)題就是在每個(gè)TLP中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度大于2的時(shí)候，發(fā)向PC端的地址該由誰(shuí)控制累加呢，這在TX模塊中并沒(méi)有體現(xiàn)，這里我猜測(cè)是在PC端地址會(huì)由相應(yīng)的模