Avalon® 存储器映射（Avalon-MM） Intel® Stratix® 10 Hard IP+用于 PCI Express* 解决方案用户手册

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ID 683527
日期 9/30/2019
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文档目录 x
1. 介绍 2. 快速入门指南 3. 块和接口说明 4. 参数 5. 使用IP Core进行设计 6. 寄存器 7. 设计实例和测试台 A. 故障排查与链路状态观察 B. Avalon-MM IP类型比较 C. Root Port BFM D. BFM处理过程与函数 E. Avalon-MM Intel® Stratix® 10 Hard IP+用于PCIe*文档修订历史
1. 介绍 x
1.1. 功能特性 1.2. 器件系列支持 1.3. 发布信息 1.4. 建议的速度等级 1.5. 资源使用情况 1.6. 收发器Tile 1.7. 通道可用性
2. 快速入门指南 x
2.1. 设计组件 2.2. 目录结构 2.3. 生成设计实例 2.4. 仿真设计实例 2.5. 编译设计实例与器件编程 2.6. 安装Linux Kernel Driver 2.7. 运行设计实例应用程序 2.8. 确保设计实例符合时序要求
3. 块和接口说明 x
3.1. 块说明 3.2. 接口说明
3.1. 块说明 x
3.1.1. 标记
3.2. 接口说明 x
3.2.1. Avalon-MM接口摘要 3.2.2. 时钟和复位 3.2.3. 系统接口
3.2.1. Avalon-MM接口摘要 x
3.2.1.1. Read Data Mover（RDDM）接口 3.2.1.2. Write Data Mover (WRDM) 接口 3.2.1.3. 突发Avalon-MM Slave（BAS）接口 3.2.1.4. 突发Avalon-MM Master（BAM）接口
3.2.1.1. Read Data Mover（RDDM）接口 x
3.2.1.1.1. Read Data Mover Avalon-MM Write Master和Conduit 3.2.1.1.2. 读数据移动器Avalon-ST描述符Sink 3.2.1.1.3. Read Data Mover Status Avalon-ST Source
3.2.1.2. Write Data Mover (WRDM) 接口 x
3.2.1.2.1. Write Data Mover Avalon-MM Read Master和Conduit 3.2.1.2.2. 写数据移动器Avalon-ST描述符Sink 3.2.1.2.3. Write Data Mover Status Avalon-ST Source
3.2.1.4. 突发Avalon-MM Master（BAM）接口 x
3.2.1.4.1. PCIe地址到Avalon-MM地址映射
3.2.2. 时钟和复位 x
3.2.2.1. 功能级复位管道（FLR）
3.2.3. 系统接口 x
3.2.3.1. 串行数据接口 3.2.3.2. PIPE接口 3.2.3.3. 中断 3.2.3.4. Flush请求 3.2.3.5. 重新配置 3.2.3.6. Hard IP状态和链路训练管道（Link Training Conduit） 3.2.3.7. 测试管道（Test Conduit）
3.2.3.3. 中断 x
3.2.3.3.1. PCIe Hard IP为Endpoint时的可用中断信号
3.2.3.5. 重新配置 x
3.2.3.5.1. PCIe Hard IP重新配置 3.2.3.5.2. 收发器重新配置 3.2.3.5.3. PLL重配置
4. 参数 x
4.1. Avalon-MM设置 4.2. 基地址寄存器 4.3. 器件识别寄存器(Device Identification Register) 4.4. PCI Express和PCI性能参数 4.5. 配置，调试和扩展选项 4.6. PHY特征 4.7. 设计实例 4.8. 多功能和SR-IOV系统设置
4.4. PCI Express和PCI性能参数 x
4.4.1. 器件性能(Device Capabilities) 4.4.2. 链路性能(Link Capabilities) 4.4.3. MSI和MSI-X Capabilities 4.4.4. 电源管理 4.4.5. Vendor Specific Extended Capability (VSEC)
5. 使用IP Core进行设计 x
5.1. 生成 5.2. 仿真 5.3. IP核生成输出( Intel® Quartus® Prime Pro Edition) 5.4. 通道布局和PLL使用
6. 寄存器 x
6.1. 配置空间寄存器
6.1. 配置空间寄存器 x
6.1.1. 寄存器访问定义 6.1.2. PCI配置头（header）寄存器 6.1.3. PCI Express Capability结构 6.1.4. Intel定义的VSEC Capability头 6.1.5. 不可纠正的内部错误状态寄存器 6.1.6. 不可纠正的内部错误掩码寄存器 6.1.7. 可纠正的内部错误状态寄存器 6.1.8. 可纠正的内部错误掩码寄存器
6.1.4. Intel定义的VSEC Capability头 x
6.1.4.1. Intel定义的供应商特定Header 6.1.4.2. Intel Marker 6.1.4.3. JTAG Silicon ID 6.1.4.4. 用户可配置器件和电路板ID
7. 设计实例和测试台 x
7.1. 设计实例概述 7.2. Testbench概述
7.1. 设计实例概述 x
7.1.1. 块说明 7.1.2. 设计实例的编程模型 7.1.3. 使用设计实例的DMA操作
7.1.1. 块说明 x
7.1.1.1. DMA Controller（仅DMA设计实例） 7.1.1.2. Traffic Generator和Checker (仅BAS设计实例) 7.1.1.3. Avalon-MM地址到PCIe地址映射 7.1.1.4. BAR Interpreter
7.1.1.1. DMA Controller（仅DMA设计实例） x
7.1.1.1.1. 寄存器集 7.1.1.1.2. 死锁风险和规避 7.1.1.1.3. 中断 7.1.1.1.4. 使用DMA Controller
7.1.1.2. Traffic Generator和Checker (仅BAS设计实例) x
7.1.1.2.1. 寄存器集
7.1.3. 使用设计实例的DMA操作 x
7.1.3.1. 读DMA实例 7.1.3.2. 写DMA实例 7.1.3.3. 使用Traffic Generator（仅BAS设计实例） 7.1.3.4. 使用Traffic Checker（仅BAS设计实例）
A. 故障排查与链路状态观察 x
A.1. 故障排查 A.2. PCIe链路检查工具概述
A.1. 故障排查 x
A.1.1. Polling.Active状态后仿真进程失败 A.1.2. 硬件启动问题 A.1.3. 链路训练 A.1.4. 使用第三方PCIe分析程序
A.2. PCIe链路检查工具概述 x
A.2.1. PCIe* Link Inspector硬件
A.2.1. PCIe* Link Inspector硬件 x
A.2.1.1. 使能 PCIe* Link Inspector A.2.1.2. 运行 PCIe* Link Inspector A.2.1.3. PCIe* Link Inspector LTSSM监控工具 A.2.1.4. 访问配置空间和收发器寄存器 A.2.1.5. 其他状态命令
A.2.1.3. PCIe* Link Inspector LTSSM监控工具 x
A.2.1.3.1. LTSSM监控寄存器 A.2.1.3.2. ltssm_save2file <file_name> A.2.1.3.3. ltssm_file2console A.2.1.3.4. ltssm_debug_check A.2.1.3.5. ltssm_display <num_states> A.2.1.3.6. ltssm_save_oldstates
A.2.1.4. 访问配置空间和收发器寄存器 x
A.2.1.4.1. PCIe* Link Inspector命令 A.2.1.4.2. ADME PLL和通道命令 A.2.1.4.3. 寄存器地址映射
A.2.1.5. 其他状态命令 x
A.2.1.5.1. 显示PLL锁定和校准状态寄存器
C. Root Port BFM x
C.1. Root Port（根端口） BFM概述 C.2. 对Application Layer发布Read和Write事务 C.3. Root Port和Endpoint的配置 C.4. 配置空间总线和器件编号 C.5. BFM存储器映射
D. BFM处理过程与函数 x
D.1. ebfm_barwr处理过程 D.2. ebfm_barwr_imm处理过程 D.3. ebfm_barrd_wait处理过程 D.4. ebfm_barrd_nowt处理过程 D.5. ebfm_cfgwr_imm_wait处理过程 D.6. Ebfm_cfgwr_imm_nowt处理过程 D.7. ebfm_cfgrd_wait处理过程 D.8. ebfm_cfgrd_nowt处理过程 D.9. BFM配置过程 D.10. BFM共享存储器访问过程 D.11. BFM日志和消息处理过程 D.12. Verilog HDL格式化函数
D.9. BFM配置过程 x
D.9.1. ebfm_cfg_rp_ep处理过程 D.9.2. ebfm_cfg_decode_bar处理过程
D.10. BFM共享存储器访问过程 x
D.10.1. 共享存储器常量 D.10.2. shmem_write处理过程 D.10.3. shmem_read函数 D.10.4. shmem_display Verilog HDL函数 D.10.5. shmem_fill处理过程 D.10.6. shmem_chk_ok函数
D.11. BFM日志和消息处理过程 x
D.11.1. ebfm_display Verilog HDL函数 D.11.2. ebfm_log_stop_sim Verilog HDL函数 D.11.3. ebfm_log_set_suppressed_msg_mask任务 D.11.4. ebfm_log_set_stop_on_msg_mask Verilog HDL任务 D.11.5. ebfm_log_open Verilog HDL函数 D.11.6. ebfm_log_close Verilog HDL函数
D.12. Verilog HDL格式化函数 x
D.12.1. himage1 D.12.2. himage2 D.12.3. himage4 D.12.4. himage8 D.12.5. himage16 D.12.6. dimage1 D.12.7. dimage2 D.12.8. dimage3 D.12.9. dimage4 D.12.10. dimage5 D.12.11. dimage6 D.12.12. dimage7
1. 介绍
2. 快速入门指南
3. 块和接口说明
4. 参数
5. 使用IP Core进行设计
6. 寄存器
7. 设计实例和测试台
A. 故障排查与链路状态观察
B. Avalon-MM IP类型比较
C. Root Port BFM
D. BFM处理过程与函数
E. Avalon-MM Intel® Stratix® 10 Hard IP+用于PCIe*文档修订历史

7.1. 设计实例概述

本可用设计实例适用于Endpoint，具有单个功能且无SR-IOV支持。

本DMA设计实例包含DMA Controller和用于运行Data Mover的片上存储器，以及运行Bursting Slave的Traffic Generator和Checker。

该设计实例还将Bursting Master连接到片上存储器，以在主机或PCIe系统的其他组件能够启动此类传输的情况下（例如，具有DMA引擎的Root Complex）允许高吞吐量传输。

在Traffic Generator和Bursting Slave之间插入地址转移模块，以实例显示如何执行 Avalon® 和PCIe地址空间之间地址转译。

The on-chip memory that the Data Mover和Bursting Master连接的片上存储器是一个双端口存储器，从而允许全双工数据活动。

Bursting Master连接BAR Interpreter模块，将地址和BAR编号进行组合，并允许Bursting Master控制DMA Controller，Traffic Generator和Address Mapper。BAR Interpreter还将Bursting Master连接到双端口存储器。

图 25. DMA实例设计

该实例是基于所选Avalon-MM Intel® Stratix® 10 Hard IP+用于PCIe*类型动态生成。然而，可能需要覆盖用户的某些参数选择以确保正确运行。出现该需要时会通过警告提示。

例化DMA Controller，用于实现至少一个Data Mover和Bursting Master的类型。例化Traffic Generator和Checker模块，用于实现至少Bursting Slave和Bursting Master的类型。

对于未实现Bursting Master的类型则无法生成设计实例，由于所有设计实例风格都需要Bursting Master。如无Bursting Master， 就会出现警告说明需要添加具有正确BAR设置的Bursting Master以生成设计实例。

当前支持3个类型：
  • PIO：此为仅Bursting Master使能的类型。设计实例仿真运行Bursting Master，以对片上存储器执行简单的1个双字（dword） Read和Write。此类型中也包含BAR Interpreter和片上存储器。
  • DMA：此为Bursting Master，以及Read Data Mover 和Write Data Mover都使能的类型。软件通过Bursting Master将指令发送到Read或Write Data Mover，以启动对系统存储器的DMA Read或Write。其中还包括BAR Interpreter，片上存储器和DMA Controller 。
  • BAS：此为Bursting Master和Bursting Slave使能的类型。
    • 软件通过Bursting Master将指令写到Traffic Generator，以生成数据块，然后将其传送到Bursting Slave。接收到数据后，Bursting Slave执行Memory Write（存储器写）以将数据传送到PCIe系统存储器。
    • 随后软件通过Bursting Master将另一指令写入Traffic Checker，并发布Read到Bursting Slave。然后由Bursting Slave形成Memory Read请求以从PCIe系统存储器取回数据。
    此类型中包含BAR Interpreter，片上存储器，Traffic Generator和Address Mapper。
注： 自17.1发布起， Intel® Quartus® Prime Pro Edition软件根据您在参数编辑器中指定的参数动态生成设计实例。因此， Intel® Quartus® Prime Pro Edition安装目录不再提供 Intel® Stratix® 10器件的静态设计实例。静态设计实例可用于较早的器件系列，包括 Intel® Arria® 10和 Intel® Cyclone® 10器件。

下图显示Platform Designer的DMA设计实例系统级视图。

图 26.  Platform Designer中的Stratix 10 Avalon-MM Intel® Stratix® 10 Hard IP+用于PCIe* DMA设计实例

本章节内容
块说明
设计实例的编程模型
使用设计实例的DMA操作

二级标题