实测780MB/s!基于RK3568J与FPGA的PCIe通信案例详解

ARM + FPGA架构有何种优势
近年来,随着中国新基建、中国制造2025的持续推进,单ARM处理器越来越难满足工业现场的功能要求,特别是能源电力、工业控制、智慧医疗等行业通常需要ARM + FPGA架构的处理器平台来实现特定的功能,例如多路/高速AD采集、多路网口、多路串口、多路/高速并行DI/DO、高速数据并行处理等。

到底ARM + FPGA架构有什么优势?

ARM:接口资源丰富、功耗低,擅长多媒体显示、逻辑控制等。

FPGA:擅长多通道或高速AD采集、接口拓展、高速信号传输、高速数据并行处理等。

因此,ARM + FPGA架构能带来性能、功耗等综合比较优势,ARM与FPGA既可各司其职,各自发挥原本架构的独特优势,亦可相互协作处理更复杂的问题。

为何需要ARM + FPGA高速通信

在工业应用场景,一般FPGA作为数据采集前端,常常有大量的数据需要传输给ARM进行处理。如能源电力,会用FPGA作为高速AD或多通道AD采集,然后将产生的大量数据传输给ARM做AD数据存储和处理;又如智慧医疗,FPGA需将采集和处理的高清视频数据传输至ARM,让ARM对高速视频数据进行视频显示、编码或存储。因此,“ARM + FPGA高速通信”是“ARM + FPGA架构”项目成功的关键因素。

创龙科技为满足能源电力、智慧医疗、轨道交通等行业日益增长的国产化需求,率先推出国产化率100%的RK3568J工业核心板,并提供基于RK3568J与FPGA的高速通信案例。

RK3568J + FPGA高速通信案例
下文将为大家介绍基于瑞芯微RK3568J(硬件平台:创龙科技TL3568-EVM评估板)与Xilinx Artix-7(硬件平台:创龙科技TLA7-EVM评估板)的PCIe高速通信案例。

ARM端基于PCIe总线对FPGA BRAM进行读写测试。应用程序通过ioctl函数发送命令开启DMA传输数据后,等待驱动上报input事件;当应用层接收到input事件,说明DMA传输数据完成。

硬件搭建方面,使用M.2 Key M转PCI-E 4X延长线将TL3568-EVM评估板的M.2 PCIe NVMe接口与创龙科技TLA7-EVM评估板的PCIe接口连接,并将TLA7-EVM评估板通过TL-DLC10下载器连接至PC机,硬件连接如下图所示。

图1 硬件搭建示意图

按照创龙科技提供的案例用户手册进行操作,我们得出ARM与FPGA基于PCIe通信的实测数据,如下图所示。实测写操作的DMA传输速率为780.77MB/s,读操作的DMA传输速率为563.06MB/s。

图2 数据实测

图3 数据解读

本文转载自: Tronlong创龙科技微信公众号

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