Arria 10 Avalon-MM DMA接口PCIe解决方案用户指南

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ID 683425
日期 10/31/2016
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1. 数据表 2. Avalon-MM DMA入门 3. 参数设置 4. Arria 10器件中Hard IP的物理布局 5. 寄存器 6. 错误处理 7. IP Core体系结构 8. 设计实现 A. 传输层数据包（TLP）头格式 B. Arria 10 Avalon-MM DMA接口PCIe解决方案用户指南存档 C. 修订历史
1. 数据表 x
1.1. Arria®10 Avalon-MM DMA接口PCIe数据表 1.2. 特性 1.3. 比较Avalon-ST，Avalon-MM和支持DMA的Avalon-MM接口 1.4. 发布信息 1.5. 器件系列支持 1.6. 设计实例 1.7. 调试功能 1.8. IP Core验证 1.9. 性能和资源利用 1.10. 建议的速度等级 1.11. 创建PCI Express设计
1.8. IP Core验证 x
1.8.1. 兼容性测试环境
2. Avalon-MM DMA入门 x
2.1. 生成Testbench 2.2. 在ModelSim中仿真实例设计 2.3. 运行门级（Gate-Level）仿真 2.4. 生成综合文件 2.5. 创建 Quartus® Prime项目 2.6. 编译设计 2.7. 单独例化时描述符控制器的连接性
2.1. 生成Testbench x
2.1.1. 了解仿真已生成文件 2.1.2. 了解仿真日志文件生成
3. 参数设置 x
3.1. 参数 3.2. Arria 10 Avalon-MM设置 3.3. 基地址寄存器（BAR）设置 3.4. 器件识别寄存器 3.5. PCI Express和PCI性能参数 3.6. 配置，调试，和扩展项 3.7. PHY特性 3.8. Arria®10 设计实例
3.1. 参数 x
3.1.1. 基于接口类型的RX缓冲分配可用选择
3.5. PCI Express和PCI性能参数 x
3.5.1. 器件性能 3.5.2. 错误报告 3.5.3. 链路性能 3.5.4. MSI和MSI-X Capabilities 3.5.5. 插槽性能 3.5.6. 电源管理 3.5.7. 供应商指定扩展性能（VSEC）
4. Arria 10器件中Hard IP的物理布局 x
4.1. Gen1，Gen2，Gen3数据速率的Channel和管脚布局 4.2. Gen1和Gen2数据速率的Channel布局和fPLL使用 4.3. Gen3数据速率的Channel布局，以及fPLL和ATX PLL的使用 4.4. PCI Express Gen3 Bank组使用限制
5. 寄存器 x
5.1. 配置空间寄存器与PCIe规范的一致性 5.2. Type 0配置空间寄存器 5.3. Type 1配置空间寄存器 5.4. PCI Express性能结构 5.5. Intel定义的VSEC寄存器 5.6. CvP寄存器 5.7. 不可纠正的内部错误掩码寄存器 5.8. 不可纠正的内部错误状态寄存器 5.9. 可纠正的内部错误掩码寄存器 5.10. 可纠正的内部错误状态寄存器 5.11. DMA描述符控制器寄存器 5.12. 控制寄存器访问（CRA）Avalon-MM从端口
5.11. DMA描述符控制器寄存器 x
5.11.1. 读DMA描述符控制器寄存器 5.11.2. 写DMA描述符控制器寄存器 5.11.3. 读DMA和写DMA描述符列表格式 5.11.4. 读DMA实例 5.11.5. 软件编程以同时读和写DMA
6. 错误处理 x
6.1. 物理层错误 6.2. 数据链路层错误 6.3. 事务层错误 6.4. 错误报告和数据中毒 6.5. 不可纠正和可纠正的错误状态位
7. IP Core体系结构 x
7.1. 顶层接口 7.2. 数据链路层 7.3. 物理层 7.4. Arria®10 Avalon-MM DMA用于PCI Express
7.1. 顶层接口 x
7.1.1. Avalon-MM DMA接口 7.1.2. 时钟和复位 7.1.3. 中断 7.1.4. PIPE
7.4. Arria®10 Avalon-MM DMA用于PCI Express x
7.4.1. 了解内部DMA描述符控制器 7.4.2. 了解外部DMA描述符控制器
8. 设计实现 x
8.1. 进行管脚约束以分配I/O标准到串行数据管脚 8.2. 建议的复位序列以避免链路训练问题 8.3. 创建SignalTap II调试文件以匹配设计层次 8.4. SDC时序约束
A. 传输层数据包（TLP）头格式 x
A.1. 带有数据负载的TLP数据包
C. 修订历史 x
C.1. 具有DMA的Avalon-MM接口文档修订历史
1. 数据表
2. Avalon-MM DMA入门
3. 参数设置
4. Arria 10器件中Hard IP的物理布局
5. 寄存器
6. 错误处理
7. IP Core体系结构
8. 设计实现
A. 传输层数据包（TLP）头格式
B. Arria 10 Avalon-MM DMA接口PCIe解决方案用户指南存档
C. 修订历史

1.1. Arria®10 Avalon-MM DMA接口PCIe数据表

Intel ® Arria 10 FPGA 包括一个用于PCI Express® 的可配置，加强协议栈，并与PCI Express Base Specification 3.0兼容。

The Arria®10 Hard IP for PCI Express及Avalon ® Memory-Mapped (Avalon-MM) DMA接口删除了PCIe协议相关的复杂性。例如，IP内核处理TLP编码和解码。此外，IP内核包括Read DMA和Write DMA引擎。如果您已构架了自己的DMA系统与Avalon-MM接口，或许希望继续使用。然而，您也可受惠于已实现DMA引擎的简便。该协议的新用户应该使用此IP内核。该variant在Qsys中用于128-和256-bit接口连接到应用层。Avalon-MM接口和DMA引擎实现于FPGA软逻辑。

图 1. 支持 Avalon-MM DMA接口的 Arria®10 PCIe Variant下图显示了此variant的高级模块和接口连接。
表 1.  PCI Express数据吞吐量

下表罗列了PCI Express链路Gen1，Gen2，和Gen3的2，4，以及8 lane的集成带宽。根据协议规定，Gen1是2.5千兆传输每秒，Gen2是5.0千兆传输每秒，和Gen3的8.0千兆传输每秒。本表格提供了单个发送（TX）或接收（RX）channel的带宽。 这些数字加倍双工操作。Gen1和Gen2使用8B/10B编码，并产生20%的开销，相反，Gen3使用128b/130b编码，仅产生1.5%的开销。

以千兆每秒（Gbps）为单位。
链路宽度
×2 ×4 ×8

PCI Express Gen1 (2.5 Gbps)

N/A N/A

16 Gbps

PCI Express Gen2 (5.0 Gbps)

N/A

16 Gbps

32 Gbps

PCI Express Gen3 (8.0 Gbps)

15.75 Gbps

31.51 Gbps

63Gbps
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