FPGA接口协议之PCIE

这个问题应该分为两个:FPGA高速接口协议, FPGA PCIE 功能运用。

如果FPGA 来做PCIE 的话,X,A 厂的PCIE phy,link,trans layer 都是硬核 + logic实现,并且IP接口,驱动, 厂商均已经提供好,如果要运用PCIE 的话,直接使用对应的IP+Driver即可。

Phy

需要用到,Tranciver(收发器 单lane可达30Gbps) 和 Serdes(普通高速IO 单lane可达 1.5Gbps)。所以只需要熟悉并掌握对应的文档和应用即可,最好结合实际硬件进行学习。

协议IP

最主要的是阅读 协议文档,并了解自己需要实现协议的哪一部分。可以去 opencore,github上去翻翻看别人的代码。

Eth 提供的Phy + Mac 层IP, 上层需要 自己实现。(阅读相关文档,或者使用IP 对应的driver, 嵌入式软件实现)。

Sata 厂商提供 Phy。 link, trans layer + driver 均需要自己实现。

Pcie 可以不用管协议直接使用xdma 等IP,或者使用比较基础的pcie IP(xdma 内部就是 pcie ip + dma ip)自己实现TLP (传输层协议)。大部分运用使用官方IP即可(xilinx windows 驱动问题较多)。

  • FPGA PCIE 功能运用:
    以xilinx为例
FPGA接口协议之PCIE

第一个IP 直接封装硬核 需要自己去封装TLP 包,可以生成Example 去查看TLP 相关协议如何工作。运用的使用还需要再stream外层对数据进行打包,比较复杂。

第二个IP 就是将IP 封装为AXI Mem接口,对外直接读写数据,无法看到协议控制等内容。并且驱动以及IP控制没有提供sgdma 的方式,应用层内存管理较为复杂。

第三个IP 算是用的最多的,在第二个基础上增加了SGDMA 的功能,Root端运用非常方便。Example 直接可以在 windows/linux/mac 上运行。
(这个IP的windows驱动问题较多,不过勉强可用)。

 

PCIe研究的人挺多的,网上资料也很多。

1、先在网上搜PCIe关键字,把各个论坛、博客上相关内容都熟悉一下,建立对PCIe体系结构的初步概念。

2、需要阅读pcie spec,可以配合MINDSHARE的PCI Express Technology,这一步可能需要反复重复才能弄懂。

3、看懂XILINX/INTEL等FPGA原厂PCIe IP的datasheet。

4、可以用官方PCIe Example,在开发板上跑起来。

还要看你学习的目的,如果你的目的是精通PCIe协议本身,那么最重要的是上述第2步,如果你的目的仅仅是把PCIe用起来,那就简单了,FPGA原厂提供各种功能完善的PCIe IP,比如XILINX的PCIe AXI Bridge等IP,这些IP已经把复杂的PCIe接口屏蔽,用户面对的是相对简单的AXI接口。

楼上也提到MINDSHARE,去MINDSHARE官网看看,不光是PCIe,很多高速接口协议,比如SATA、NVMe、USB等等,它们都有出详解。

FPGA接口协议之PCIE

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