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，詳細產品資料請掃描文末二維碼下載。

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

到這里，我們的演示步驟結束。想要查看更多瑞芯微RK3568J + FPGA相關的案例演示，歡迎各位工程師掃描下方二維碼下載，快來試試吧！

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