[发明专利]一种基于ZYZQ-7000的PCI-E数据高效传输方法

说明书

本发明涉及一种基于ZYZQ‑7000的PCI‑E数据高效传输方法。本发明基于PCI‑E硬核XDMA IP设计FPGA的逻辑部分，采用SG‑DMA的数据传输方式，使用链表描述物理上不连续的存储空间，将链表首地址传回给DMA控制器；在一组连续物理地址的数据传输完成后，DMA控制器根据链表的指向传输下一块连续物理地址上的数据，直至全部数据传输完成后再发起一次终端。本发明在PL端设计中，采用SG‑DMA的数据传输方式，克服了应用程序和驱动程序通常只能申请到逻辑上连续的内存，而在物理可能不连续的问题。

技术领域

本发明涉及一种基于ZYZQ-7000的PCI-E数据高效传输方法，属于PCI-E数据传输的技术领域。

背景技术

PCI-E作为作为第三代互联总线技术，支持芯片间和设备间的点到点串行连接。并以低开销、低延迟等特性大大提高了总线的有效带宽。另外，由于PCI-E总线高效传输的性能和低廉的成本，让其获得了广阔的应用，解决了高性能处理器和低效传输系统之间存在的问题，在高速数据传输与存储系统中，通过PCI-E总线进行数据的DMA方式传输，可实现设备间的高速数据交换。

通过PCI-E总线进行数据DMA传输的传统思路均存在一定的缺陷；例如,使用传统的状态机设计PCI-E接口，结构复杂，容易丢包错包；也有使用Block DMA的方式发送数据，但不该方式能连续地址发送数据，须要多次打包数据再发送，大大限制了DMA的性能；也有使用最新的ZYNQ芯片进行开发，但使用的是PIO模式，会占用大量CPU，传输效率低下。

ZYZQ-7000系列是基于Xilinx全可编程的可扩展处理平台结构，该结构在单芯内集成了基于ARM公司的双核ARM Cortex TM-A9多核处理器的处理系统PS(ProcessingSystem)部分和基于Xilinx可编程逻辑资源的可编程逻辑系统(Programmable Logic,PL)部分。

与传统的FPGA和SOC相比，ZYZQ-7000全可编程SOC包含了完整的RAM处理子系统，不仅提供了与专用集成电路相关的性能、功耗和易用性，而且双核ARM Cortex TM-A9多核CPU是PS的心脏，包括了片上存储器、外部存储器接口和丰富功能的外设。因此ZYZQ-7000系列芯片具有强大的可扩展性和可配置性，成为高性能、高效率方案的首选。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于ZYZQ-7000的PCI-E数据高效传输方法。

本发明的技术方案为：

一种基于ZYZQ-7000的PCI-E数据高效传输方法，包括如下步骤：

1)上位机PC-1通过PCI-E总线向PL端的DMA控制器发送写入数据请求；

2)上位机PC-1将要传输的数据存放在TLP包上，打包为TLP数据包；

3)所述TLP数据包通过开发板的PCI-E X4物理接口发送至PL端；所述开发板是由Xilinx公司研发的ZYNQ 7035芯片构成的开发板，该开发板带有PCI-E X4物理接口，测试平台发送端使用带有PCI-E X4接口的工控机，接收端使用普通PC机，通过网口连接到开发板，共同搭建了PCI-E测试平台；

4)PL端的DMA控制器接收并处理所述TLP数据包；经DMA控制器的拆包处理，获取TLP数据包中的地址信息和数据信息，DMA控制器根据地址信息将数据信息暂存在AXI-DATA-FIFO进行跨时钟的缓冲区；