XILINX 7系列XDMA使用_IP核介绍以及工程搭建

一、XDMA IP核

1.1、接口说明

sys_clk：主机给PCIE提供的时钟信号，通过原理图查看
sys_rst_n：主机提供的冷复位，原理图查看
usr_irq_req：用户中断请求
M_AXI：主机通过该AXI接口访问FPGA的存储空间，一般接DDR
M_AXI_LITE：用户自己拓展的BAR空间
pcie_mgt：PCIE的GT收发器通道
user_link_up：拉高表示FPGA与主机连接正常
axi_aclk：AXI接口时钟
axi_aresetn：AXI接口复位
usr_irq_ack：用户中断请求的响应，表示主机接收到了中断请求
msi_enable：表示主机支持MSI中断
msi_vector_width：支持的MSI中断向量个数

1.2、配置页说明

PCIE Block Location：PCIe 的物理位置，根据原理图的位置选择，本实验为ZYNQ7100，PCIE位置为X0Y0，由于是X8，占俩个GT BANK，但这好像只能选一个。
Lane Width：根据板卡实际选择，我这里是PCIE2.0 X 8
Link Speed： PCIe 最大的传输速率，PCIe-1.0 的最大传输速率为 2.5GT/S，PCIe-2.0 的最大传输速率为 5GT/S。选择为 5GT/S。
reference clock：参考时钟频率的选择，常用 100MHz。
剩余都是AXI的一些配置

第二页为PCIe 配置空间中的基础信息的配置。如说厂商 ID，设备 ID，设备类型等。这些信息都是存于 PCIe 的配置空间中。

第三页中主要配置 BAR 的信息与DMA Bypass 的信息。

中断信息配置，后续说明

传输通道数选择

二、XDMA工程搭建

2.1、BD搭建

添加DDR和一个AXI_LITE从机接口用于测试主机通过XDMA读写FPGA存储空间，并且添加了一些ILA进行上板观察。
注意以下几点：

1. 在BD当中进行地址分配时，AXI_LITE的基地址要与XDMA当中填写一致。
2. DDR单独给一个复位信号，不要用PCIE的冷复位信号
3. 有些板卡的PCIE LANE 线序是反的，得在IP核的XDC文件当中修改一下

2.2 Linux下XDMA驱动安装

我使用的Linux系统为ubuntu22，所以官方驱动要改一下才能用，网上有一个可以用于22的：https://github.com/MischaBaars/dma_ip_drivers
至于其他测试都很简单，关于驱动的东西我个人了解较少，后续再慢慢学习吧。

测试流程：

1. 下载bit流到板卡

2. 连接好主机和FPGA的PCIE，保持FPGA上电状态，重启电脑
   在终端输入lspci查看PCIE设备，出现以下内容说明成功识别板卡
   

3. 编译驱动

ubuntu22:~/xdma_driver/dma_ip_drivers/XDMA/linux-kernel/xdma$ make all

5. 安装驱动

~/xdma_driver/dma_ip_drivers/XDMA/linux-kernel/tests$ ./load_driver.sh

3. 驱动测试

~/xdma_driver/dma_ip_drivers/XDMA/linux-kernel/tests$ ./run_test.sh

出现以下内容则说明驱动安装成功。

2.3 Linux下使用XDMA进行数据传输

1. 寄存器读写
   使用/tool文件当中的reg_rw工具，输入./reg_rw -h查看使用方法
   
   读写示例如下图：
   
   注意：这个寄存器读写工具，是读写我们在设置IP核的时候自己添加的BAR0空间，也就是AXI_LITE接口，所以最大位宽为32，地址也不能超过我们设置的大小，下图是我设置的AXI_LITE地址大小：
   
   可从0x000写到0xFFF，每次读的地址必须是4的整数倍，不然读出来是错的，最大写地址不可以超过0xFFF，如：

2. 文件读写
   使用/tool文件当中的dma_to_device和dma_from_device工具，输入./dma_to_device -h可查看使用说明
   
   
   读DDR数据到一个文件当中