PCIE_DMA實例一：xapp1052詳細使用說明

一：前言

不少和我同樣初學pcie的硬件工程師都會遇到這樣一個問題，看了很多pcie相關的資料，仍是搞不清這玩意兒到底該怎麼用。因而咱們打開ISE的core_generator工具，生成了一個pcie的ip核，用modelsim仿真一下example design，仔細分析一下，好像對協議部分理解更深了。至於怎麼用，呵呵……

固然，多數硬件工程師都是有上進心的！因而咱們上網找資料，發現了一個xilinx官方出品的demo：xapp1052。全稱是Bus Master DMA Performance Demonstration Reference Design for the Xilinx Endpoint PCI Express® Solutions。高大上啊，終於知道用在什麼地方了，果斷下載下來。打開一看，東西很多，按照裏面xapp1052.pdf的說明，一步一步生成bit，下載到開發板裏，而後安裝上位機軟件，最後測試而且用chipscope抓信號分析。但事實上，你愚蠢得連bit都生成不了（遇到相同狀況的朋友請默默爲我點贊）。就在你乾着急的時候，你看到了這篇偉大的博客……接下來，我將手把手教你如何使用這個xapp1052。

 

二：前期準備

一、pcie基礎仍是要有，尤爲是協議部分。推薦一本電子書，很經典，請耐心讀它（Addison.Wesley.PCI.Express.System.Architecture.eBook-LiB.chm）下載地址：http://download.csdn.net/download/yuzeren48/7723815

二、一塊開發板，我使用的是Xilinx ML605。

三、一臺帶PCIE插槽的主機。

四、Xapp1052 Demo（http://download.csdn.net/download/yuzeren48/7723795）

五、ISE14.1套件

 

三：使用說明

一、打開coregenerator生成一個4通道gen2的pcie ip核，配置部分見下圖，尤爲注意classcode必須是’h058000，不然沒法正常安裝驅動。除圖中幾處須要更改外，其他均爲默認設置

圖1 配置1

圖2 配置2

圖3 配置3

圖4 配置4

圖5 Pcie核目錄

 

二、創建BMD_Dsign 工程。完整工程文件下載地址（http://download.csdn.net/download/yuzeren48/7723831）。下載須要積分，推薦你們按照如下說明一步一步本身創建。首先打開ise，新建工程，添加文件。文件來自：

..\v6_pcie_v1_7\source所有

..\v6_pcie_v1_7\example_design中的xilinx_pcie_2_0_ep_v6_04_lane_gen2_xc6vlx240t-ff1156-1_ML605.ucf和xilinx_pcie_2_0_ep_v6.v

..\xapp1052\dma_performance_demo\fpga\BMD\common所有

..\xapp1052\dma_performance_demo\fpga\BMD中的BMD_64_RX_ENGINE.v和BMD_64_TX_ENGINE.v和v6_pci_exp_64b_app.v

而後編譯，因爲要先編譯BMD_PCIE_20.v，因此右鍵選擇manual compile order，如圖6所示。

圖6 編譯工程

選中全部.v和.ucf文件，完成綜合以及佈局佈線，並生成bit文件，如圖7所示。

圖7 生成bit文件

注意：若是以爲這樣編譯不舒服，看不清層次結構。能夠將BMD_PCIE_20.v刪除，並把全部文件中的`ifdef PCIE2_0去掉。

 

三、modelsim仿真

不少人以爲直接把bit寫入開發板，用chipscope在線調試便可。小編以爲最好仍是先用modelsim作一下仿真，肯定邏輯沒有問題再燒板子。小編曾好幾回燒了錯誤的bit，用chipscope怎麼都抓不到信號。接下來咱們講如何仿真。

首先將..\v6_pcie_v1_7\example_design文件夾下的文件（除xilinx_pcie_2_0_ep_v6.v之外）所有刪除，將..\dma_performance_demo\fpga\BMD\common下的所有文件以及..\dma_performance_demo\fpga\BMD下的BMD_64_RX_ENGINE.v和BMD_64_TX_ENGINE.v和v6_pci_exp_64b_app.v複製到..\v6_pcie_v1_7\example_design文件夾下。

而後修改..\v6_pcie_v1_7\simulation\functional下的board.f文件，注意BMD_PCIE_20.v必須放在最前面編譯，修改後的board.f文件如圖8所示：

圖8 修改後的board.f

最後，打開Modelsim SE10.1b軟件，更改目錄至. .\v6_pcie_v1_7\simulation\functional

輸入腳本do simulate_mti.do 仿真結果如圖9圖10所示

圖9 仿真結果1

圖10 仿真結果2

備註：這裏的modelsim仿真並無用到DMA功能，只是測試咱們的代碼完整性。若是須要仿真DMA功能，能夠本身調用pci_exp_usrapp_tx.v中的函數，往DMA控制寄存器中寫入地址、長度等數據，而後啓動DMA讀或者寫。

 

四、Chipscopes抓包分析

首先須要在ise工程裏添加chipscope核，chipscope的使用方法詳見（http://download.csdn.net/download/yuzeren48/7705033），這裏給出帶有chipscope核的ise工程文件下載地址（http://download.csdn.net/download/yuzeren48/7723831）

插入cdc，生成了bit以後，下載到開發板中，將開發板插入主機的PCIE插槽，上電設備管理器檢測到有PCI內存控制器。用xapp1052.pdf中的步驟，強制安裝驅動。安裝完驅動後打開軟件如圖11所示

圖11 上位機軟件

先測試write：

將pattern to write 改爲0x01020304，其他保持默認設置。點擊start，在chipscope中咱們就能夠看到DMA控制寄存器一共收到了來自主機的多個數據包，如圖12所示（注意，將windows設成8，depth設成8，同時設置觸發信號如圖13所示）。

圖12 主機寫DMA控制寄存器

圖13 設置觸發信號

這些包都是用來寫DMA控制寄存器的，這幾個包的發包順序以下:

 當主機向偏移地址爲04的寄存器寫入0x00000001時，DMA啓動寫內存模式，如圖14所示。(咱們能夠經過設置觸發信號trn_rd的低32位爲0x01000000來檢測DMA寫開始)

圖14 DMA寫內存 

一樣的方法，測試read。咱們能夠經過DMA來讀內存。如圖15所示

圖15 DMA讀內存