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多通道高性能PCIe-DMA控制器

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发表于 2023-1-18 17:17:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

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联系方式:
Multi-Channel PCIe QDMA&RDMA Subsystem User Guide.pdf (602.22 KB, 下载次数: 27 )
基于PCIe的多路视频采集与显示子系统.pdf (286.48 KB, 下载次数: 16 )



1   介绍1.2      应用
本内核体系结构支持广泛的计算和通信目标程序应用,强调性能、成本、可扩展性、功能可扩展性和关键任务可靠性。典型应用包括:
● 数据通信网络
● 电信网络
● 宽带有线和无线应用
● 网络接口卡
● 用于各种应用程序的服务器add-in card
典型应用如下图所示:
1671885236896296.jpg                                              
图 1 Multi-Channel PCIe QDMA&RDMA Subsystem典型应用:8通道视频采集和视频显示
2    概述
Multi-Channel PCIe QDMA&RDMA Subsystem作为一个高性能DMA数据搬移器,内核通过AXI4-Stream/FIFO接口直接连接RTL逻辑。使用提供的字符驱动程序,AXI4-Stream/FIFO接口可用于PCIe地址空间和AXI地址空间之间的高性能数据搬移。除了基本的DMA功能,DMA支持多达8个独立的upstream和downstream通道,每个通道支持深度为32的DMA地址队列,以及深度和个数可配置的DMA Ring缓冲,另外还允许PCIe通信绕过DMA引擎。
1671885250300362.jpg
图 2 Multi-Channel PCIe QDMA&RDMA Subsystem概述
2.1      特性概要
基于描述符提供的信息:源地址,目的地址和传输数据长度,Multi-Channel PCIe QDMA&RDMA Subsystem实现Host存储器和PCIe DMA子系统之间的数据搬移。这些DMA可以同时是Host to Card(H2C)和Card to Host(C2H)传输。每个DMA通道对应各自的AX4-Stream/FIFO接口,DMA从Host存储器获取并解析描述符链表,基于描述符链表信息完成自己通道的数据传输,然后使用MSI中断发出描述符完成或错误的信令。内核也提供多达16个输出到Host的用户中断信号。
主机可以通过以下2个接口访问用户逻辑:
Ø  AXI4-Lite Master配置接口:这个接口是一个固定的32-bit端口,用于对性能要求不高的用户配置和状态寄存器的访问
Ø  User Register:这个接口是多个32-bit向量信号和1-bit信号,这些信号来自对应DMA通道数据搬移过程中产生的控制或状态信号
3    产品规格
结合Integrated Block for PCI Express IP,Multi-Channel PCIe QDMA&RDMA Subsystem为PCIe提供了一个高性能的DMA解决方案。
3.1            性能
Endpoint配置参数:Max Payload Size=256-byte,Max Read Request Size=512-byte
8-Channel PCIe-SGQDMA Subsystem,DMA Transfer Length = 4MB
表1 PCIe 3.0 x16 C2H DMA速率

DMA0
DMA1
DMA2
DMA3
DMA4
DMA5
DMA6
DMA7
速率
1660MB/s
1660MB/s
1660MB/s
1660MB/s
1660MB/s
1660MB/s
1660MB/s
1660MB/s
表2 PCIe 3.0 x16 H2C DMA速率

DMA0
DMA1
DMA2
DMA3
DMA4
DMA5
DMA6
DMA7
速率
1670MB/s
1670MB/s
1670MB/s
1670MB/s
1670MB/s
1670MB/s
1670MB/s
1670MB/s
表3 PCIe 3.0 x8 C2H DMA速率

DMA0
DMA1
DMA2
DMA3
DMA4
DMA5
DMA6
DMA7
速率
880MB/s
880MB/s
880MB/s
880MB/s
880MB/s
880MB/s
880MB/s
880MB/s
表4 PCIe 3.0 x8 H2C DMA速率

DMA0
DMA1
DMA2
DMA3
DMA4
DMA5
DMA6
DMA7
速率
890MB/s
890MB/s
890MB/s
890MB/s
890MB/s
890MB/s
890MB/s
890MB/s
表5 PCIe 2.0 x8 C2H DMA速率

DMA0
DMA1
DMA2
DMA3
DMA4
DMA5
DMA6
DMA7
速率
450MB/s
450MB/s
450MB/s
450MB/s
450MB/s
450MB/s
450MB/s
450MB/s
表6 PCIe 2.0 x8 H2C DMA速率

DMA0
DMA1
DMA2
DMA3
DMA4
DMA5
DMA6
DMA7
速率
455MB/s
455MB/s
455MB/s
455MB/s
455MB/s
455MB/s
455MB/s
455MB/s




基于PCI ExpressIntegrated Block,Multi-Channel PCIe QDMA&RDMA Subsystem实现了使用DMA地址队列和DMA Ring缓冲的独立多通道、高性能Continous或Scather Gather DMA,提供FIFO/AXI4-Stream用户接口。
1.1     特性
Ø  支持Ultrascale+,Ultrascale,7 Series的PCI ExpressIntegrated Block
Ø  支持64,128,256,512-bit数据路径
Ø  64-bit源地址,目的地址,和描述符地址
Ø  多达8个独立的host-to-card(H2C/Read)数据通道或H2C DMA
Ø  多达8个独立的card-to-host(C2H/Write)数据通道或C2H DMA
Ø  AXI4-Stream/FIFO用户接口(每个通道都有自己的AXI4-Stream/FIFO接口)
Ø  每个DMA引擎支持DMA地址队列,队列深度可达32
Ø  每个DMA引擎支持DMA Ring缓冲,Ring缓冲深度和个数可配置
Ø  H2C DMA支持视频显示定时时序输入控制
Ø  AXI4-Lite Master接口允许PCIe通信绕过DMA引擎
Ø  Scather Gather描述符列表支持无限列表大小
Ø  每个描述符的最大传输长度为4GB
Ø  MSI中断
Ø  连续描述符的块获取

Ø  中断或查询模式




发表于 2024-6-3 19:14:37 | 显示全部楼层
nice!
 楼主| 发表于 2024-9-1 18:20:15 | 显示全部楼层
视频采集与显示子系统可以实时采集多路视频信号,并存储到视频采集队列中,借助高效的硬实时视频帧出入队列管理和PCIe C2H DMA引擎,将采集到的视频帧实时传递到上位机采集缓冲区。在超带宽视频采集情况下,支持采集丢帧操作,后续视频可以正常采集。
视频采集与显示子系统使用高效的PCIe H2C DMA引擎读取上位机显示缓冲区的视频帧,存储到视频显示队列中,并且可以借助外部输入的硬件显示定时脉冲实时访问视频显示队列,按照显示定时脉冲输出视频帧。在外部显示定时模式和超带宽显示情况下,支持显示复制帧操作,后续视频可以正常显示。
对于多路视频采集与显示子系统,在上位机可以使用标准的Linux V4L2视频驱动,实现多路视频信号的采集和显示工作。

基于PCIe的多路视频采集与显示子系统.pdf

288.9 KB, 下载次数: 1 , 下载积分: 资产 -2 信元, 下载支出 2 信元

 楼主| 发表于 2024-9-2 10:15:09 | 显示全部楼层
8通道PCIe-SGDMA,PCIe-QDMA,PCIe-RDMA,PCIe-CDMA控制器,V4L2驱动,视频采集显示,高性能低延时

Multi-Channel PCIe QDMA&RDMA Subsystem User Guide

Multi-Channel PCIe QDMA&RDMA IP.pdf (277.8 KB, 下载次数: 0 ) Multi-Channel PCIe QDMA&RDMA Subsystem User Guide.pdf (607.01 KB, 下载次数: 0 ) 基于PCIe的多路视频采集与显示子系统.pdf (288.9 KB, 下载次数: 0 )
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