Xilinx XDMA说明和测试-MM

1 测试工程

使用Vivado创建的XDMA测试工程如下图所示，XDMA IP的设置如下，其它保持默认。XDMA的AXI、AXI Lite和AXI Bypass都接BRAM，每个BRAM的地址设置如下图。该工程可从Github下载，使用的FPGA板卡为浪潮的F37X加速器，运行工程目录下的run.sh执行run.tcl即可完成工程的创建和编译。注意AXI Lite接口需要连接，如果不连接重启失败，可能是系统重启时XDMA的驱动需要通过AXI Lite接口读取配置信息。

• PCIe Block Location: PCIE4C X1Y0
• Lane Width: X16
• Maximum Link Speed: 8.0GT/s
• Reference Clock Frequency: 100MHz
• AXI Data Width: 512bit
• AXI Clock Frequency: 250
• Vendor ID: 10EE
• Device ID: 903F
• 勾选PCIe to AXI Lite Master Interface和64bit Enable
• 勾选PCIe to DMA Interface和64bit Enable
• 勾选PCIe to DMA Bypass Interface和64bit Enable

2 驱动安装

本节主要介绍XDMA驱动的源文件、编译和安装过程。

2.1 源文件说明

1.下载地址：DMA驱动下载
2.文件说明

文件	说明
include	编译依赖文件
tests	测试文件 load_driver：加载驱动 run_test.sh：执行DMA测试 dma_memory_mapped_test：MM测试调用的脚本 dma_streaming_test.sh：Stream测试调用的脚本 data：测试数据
tools	工具文件 reg_rw.c：AXI Lite和AXI Bypass通道读写寄存器工具 dma_to_device.c：AXI通道写寄存器工具 dma_from_device.c：AXI通道读寄存器工具
xdma	驱动源文件 xdma_mod.c：添加新设备的Vendor ID和Device ID
readme.txt	说明文件
RELEASE	版本说明
COPYING	权限
LICENSE	证书

2.2 驱动编译安装

1.驱动编译：在xdma中执行sudo make install命令编译驱动，生成xmda.ko文件。
2.编译工具：在tools中执行make命令编译工程，生成reg_rw、dma_to_device、dma_from_device可执行文件。
3.驱动加载：在tests中执行sudo ./load_driver.sh加载驱动
4.如果需要增加设备ID，需要修改xdma/xdma_mod.c文件，在”pci_device_id“结构体下增加PCI_DEVICE的Vendor ID和Device ID。

3 测试说明

本节介绍XDMA的测试结果。

3.1 设备管理

1.下载FPGA程序，重新启动系统，执行sudo ./load_driver.sh加载驱动，显示如下说明驱动加载和设备识别成功。执行rmmod xdma可卸载驱动。

2.执行lsmod | grep xdma查看xdma驱动是否成功加载。

3.执行ls /dev/xdma*查看xdma设备是否存在。xdma0_h2c_0是AXI主机到卡的通道，xdma0_c2h_0是AXI卡到主机的通道，因为XDMA IP中只启用了一个H2C和C2H通道，所以这儿只有一个。xdma0_user是AXI Lite通道，xdma0_bypass是AXI Bypass通道，xdma0_contorl是PCIe 配置空间的读写通道，xdma0_event_*是16个用户中断，在IP核配置时使能了才有用。

4.当主机系统中有两块加速卡，都下载了XDMA工程，执行ls /dev/xdma*会列出如下两个设备，直接使用脚本run_test.sh进行测试会失败。

5.使用命令lspci -vd 1bd4:可查看设备的信息，其中1bd4是XDMA IP设置时设置的Vendor ID。“Memory at e0000000…”指示BAR0上AXI Lite通道的存储空间，可以在IP设置时进行修改。“Memory at f0000000…”指示BAR2上AXI通道的存储空间。不同设置下各通道占据的BAR空间位置如下图所示。

3.2 数据读写

1.reg_rw工具，执行reg_rw -h可查看使用说明

reg_rw  
  
--: ls /dev/xdma*中的设备
--
: 寄存器地址
--: 数据类型：b(byte)-8字节；h(halfword)-16字节；w(word)-32字节
--: 写入数据，如果没有这一项，则表示读取数据

1.1 写入数据


1.2读出数据

2.dma_to_device，执行./dma_to_device -h可查看使用说明

dma-to-device [OPTIONS]
-d：ls /dev/xdma*中的设备
-f：发送给卡的数据文件
-w：从卡中读数据写入的文件
-s：发送数据的字节数
-a：寄存器地址
-c：传输次数
-o：offset
-k：aperture

3.dma_from_device，执行./dma_from_device -h可查看使用说明

dma-from-device [OPTIONS]
-d：ls /dev/xdma*中的设备
-f：发送给卡的数据文件
-w：从卡中读数据写入的文件
-s：发送数据的字节数
-a：寄存器地址
-c：传输次数
-o：offset
-k：aperture

3.3 测试结果

执行tests文件夹下的脚本run_test.sh完成对XDMA的测试，整个测试流程包括查询使能通道、确定接口方式(MM or ST)，根据接口方式调用脚本dma_memory_mapped_test.sh或者dma_streaming_test。dma_memory_mapped_test.sh和dma_streaming_test脚本首先使用dma_to_device命令发送测试数据到BRAM，然后使用dma_from_device命令从BRAM中取出数据，最后对比两个文件的数据是否一致。测试记过如下图所示。