分享 PCIE IP核介紹

2021-10-01 21:38:53 字數 1565 閱讀 7921

一. 什麼是pcie

在介紹ip核之前,先了解下pcie是什麼。

pcie是一種高速序列計算機擴充套件匯流排標準,屬於高速序列點對點雙通道高頻寬傳輸,所連線的裝置分配獨享通道頻寬,不共享匯流排頻寬,支援主動電源的管理,錯誤報告,端對端的可靠性傳輸,熱插拔以及服務質量等功能。優點有資料傳輸速率高,發展潛力相當大。

二. pcie ip核

pci-express ip核,可以實現pcie協議物理層到資料鏈路層、再到事務層的協議介面訊號轉換。因此這裡選擇在pcie協議 ip核的基礎上,直接在pcie協議的事務層進行dma控制器的設計。

ip核是智財權模組的意思,eda開發中具有相當的地位。ip主要分為軟ip、固ip和硬ip。軟ip是用verilog/vhdl等硬體描述語言描述的功能塊,但是並不涉及用什麼具體電路元件實現這些功能。固ip是完成了綜合的功能塊。硬ip提供設計的最終階段產品——掩膜。

ip核將一些在數位電路中比較常用,但是複雜的功能塊,如、sdram控制器、等設計成可修改引數的模組。但是cpld/fpga的規模越來越大,設計越來越複雜,所以設計者的任務難度大大的提公升了。但是呼叫ip核能避免重複勞動,減輕工程師的負擔,因此使用ip核是能夠縮短大量產品上市時間。

利用ip核設計電子系統,引用方便,修改基本元件的功能容易。具有複雜功能和商業價值的ip核一般具有智財權,儘管ip核的市場活動還不規範,但是仍有許多公司從事ip核的設計、開發和營銷工作。

ip核有三種不同的存在形式,分別對應我們常說的三類ip核心:軟核、固核和硬核。這種分類主要依據產品交付的方式,而這三種ip核心實現方法也各具特色。

固核是和硬核的折衷。大多數應用於fpga的ip核心均為軟核,軟核有助於使用者調節引數並增強可復用性。軟核通常以加密形式提供,這樣實際的 rtl對使用者是不可見的,但布局和佈線靈活。在這些加密的軟核中,如果對進行了引數化,那麼使用者就可通過標頭檔案或圖形(gui)方便地對引數進行操作。對於那些對時序要求嚴格的核心(如介面核心),可預佈線特定訊號或分配特定的佈線資源,以滿足時序要求。這些核心可歸類為固核,由於核心是預先設計的**模組,因此這有可能影響包含該核心的整體設計。由於核心的建立、保持時間和握手訊號都可能是固定的,因此其它電路的設計時都必須考慮與該核心進行正確地介面。如果核心具有固定布局或部分固定的布局,那麼這還將影響其它電路的布局。

pcie dma控制器在傳送和接收資料時需要嚴格按照pcie協議進行組包和拆包,同時由於每次dma傳輸的資料量等傳輸引數不盡相同,還需要設計dma狀態控制模組,配置與dma操作相關的暫存器。此外,還需要實現ddr3到pcie dma控制器的介面轉換模組和ddr3控制器。

傳送引擎主要負責將待傳送資料按照pcie協議組織成不同型別的tlp資料報,並傳送給pcie ip核;傳送dma控制模組主要負責把ddr3中讀取的資料轉換成tlp格式,並傳送給傳送引擎;接收引擎用於從pcie ip核接收不同型別的tlp資料,接收dma控制模組用於實現儲存器讀請求包的傳送流量控制及接收資料位寬的轉換;dma狀態控制暫存器模組主要用來解析來自pc對模組內部暫存器的命令和配置,並通知傳送引擎模組、接收引擎模組及其他模組作出相應執行。

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