altera/xlinx pcie dma应用

altera:

1. PCIe DMA应用屏蔽了复杂的PCIE协议，例如A10 pcie DMA控制器可以例化在IP核内部，DMA的寄存器端口被接到BAR0上，pc通过对BAR0地址的读写就可以操作DMA，BAR0-BAR1都是32位，组合起来成为1个64位的空间。BAR2用于寄存器访问，FPGA 端对Avalon MM的读写进行响应。

2.DMA读写都是通过PC主动配置FPGA的dma控制，由fpga的dma发起tlp mem读写请求。pc在内存中写好读或者写描述符，将描述符的物理地址写到BAR0寄存器中，告诉DMA去这个地址取描述符，按照描述符的指示搬移数据，搬移完成后，DMA回来写status =1，PC提前清除status，发送DMA后（最后一步操作写PTR），轮询最后一个status==1即可知道何时DMA结束。

3.dma例化时一般都有2种接口，avalon mm和avalon st。avalon mm可以后端自己写一个dma控制器，tlp包转mm由ip实现。avalon st由用户组tlp包和解tlp包。

xilinx:

1.7系列的FPGA提供了3种IP，封装层级依次复杂，分别是

7 Series Integrated Block for PCI Express：出来的是tlp包，只有三种，mem write/read,cpld。

AXI Memory Mapped To PCI Express，映射成了AXI MM。

DMA/Bridge Subsystem for PCI Express (PCIe)，带DMA。

一般用XDMA的比较多，官方有linux下完善的驱动，和app例子，有一点linux c基础的都看得懂。QDMA更高级，是带循环链表的，在更高级器件上用得多。

XDMA也有ST和AXI 2种接口可选，example design中ST是直接回环的，AXI就是写BRAM。所有DMA流程都类似，都是先传block descriptor，让FPGA知道去哪儿取数据，取多长，或写数据，写多少由FPGA或者BD决定。FPGA对数据传输拆片，符合PCIE传输要求。传输结束后，中断或由PC轮询状态报给CPU，结束一次传输。

linux的驱动就更简单了，插入ko后，在dev下能看到多个xdma的节点，对h2c和c2h event就是简单的file读写操作，read是阻塞。中断也是read，区分不同的中断，读哪个中断就read哪个节点。对中断需要注意的是，需要保持req不变，否则驱动能响应中断，但不会传递给app，也就是read中断无返回。这里需要app去控制拉低req。

给一个常规的例子，接收到的数据，从流转为MM，ping pong写到DDR里，写满一定数量，比如8MB，产生中断通知pc，pc读寄存器知道当前是ping还是pong区，启动DMA读相应地址的数据。AXI smart connect或者interconnect相当好用，多主多从，跨时钟域访问每个AXI。

解TLP包和组TLP也不是特别麻烦，地址对齐和对TAG的处理最麻烦，尤其是保序问题，国产CPU有时候就很坑，不保序，读数据回来TAG是乱序的,好在intel的CPU还没有遇到这种问题。如果不是特别要求性能和资源，建议还是用xdma或者qdma，自己写的解包组包代码，要花很多时间扫BUG，很多偶现的问题，再带上业务非常麻烦。

主要接xlinx PCIE外包，win7/win10/linux下驱动和应用程序工业级开发。

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