Tùy chỉnh Hard IP for PCI Express trên FPGA

Mục lục

1. Giới thiệu về Intel Hard IP for PCI Express
2. Các luồng thiết kế được hỗ trợ
3. Luồng thiết kế sử dụng công cụ Platform Designer
   • 3.1. Luồng thiết kế sử dụng Platform Designer System Design Tool
   • 3.2. Cấu hình IP bằng cách sử dụng Trình chỉnh sửa tham số của Hard IP
4. Luồng thiết kế sử dụng công cụ Intel Quartus Prime Pro IP Catalog
   • 4.1. Luồng thiết kế sử dụng IP Catalog
   • 4.2. Cấu hình IP bằng cách sử dụng Trình chỉnh sửa tham số của Hard IP
5. Phần mềm Intel Quartus Prime Pro và Platform Designer là gì?
6. Các thiết lập quan trọng trong Trình chỉnh sửa Tham số của Hard IP for PCI Express
   • 6.1. Thông số hệ thống
   • 6.2. Cài đặt giao diện ứng dụng
   • 6.3. Cung cấp địa chỉ cơ sở
   • 6.4. Cấu hình điều khiển từ xa (LMI) và kiểm tra số bit chẵn lẻ
   • 6.5. Cung cấp đăng ký địa chỉ cơ bản (BAR) và quản lý SRIOV
   • 6.6. Cấu hình các tính năng nâng cao
   • 6.7. Cấu hình bộ nhớ đệm nhận (Receive Buffer)
   • 6.8. Cấu hình cơ chế truyền g thông tin (Address Translation)
   • 6.9. Cấu hình các tính năng hỗ trợ lỗi (Error Reporting)
   • 6.10. Cấu hình các tính năng quản lý năng lượng
   • 6.11. Cấu hình các thông số về điện áp và kích thước
   • 6.12. Cấu hình giao thức và debug
7. Mô phỏng và phân tích trên trình mô phỏng
8. Kết luận
9. Tài liệu tham khảo

Bài viết

🔒 Giới thiệu về Intel Hard IP for PCI Express

Intel Hard IP for PCI Express là một giải pháp phần cứng được cung cấp bởi Intel để hỗ trợ việc thiết kế và tùy chỉnh giao diện PCI Express trên các dòng chip FPGA của họ như Intel Stratix 10, Intel Arria 10 và Intel Cyclone 10 GX. Hard IP cung cấp một loạt các ứng dụng giao tiếp high-speed và những tính năng nâng cao, giúp các nhà thiết kế dễ dàng triển khai và tùy chỉnh giao thức PCI Express trên hệ thống của mình. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về cách sử dụng công cụ Platform Designer và Intel Quartus Prime Pro IP Catalog để tùy chỉnh Hard IP và xây dựng một hệ thống PCI Express trên FPGA.

🔒 Các luồng thiết kế được hỗ trợ

Intel Hard IP hỗ trợ Hai luồng thiết kế chính là:

• Luồng thiết kế sử dụng công cụ Platform Designer System Design Tool.
• Luồng thiết kế sử dụng công cụ Intel Quartus Prime Pro IP Catalog.

Mỗi luồng thiết kế có những đặc điểm riêng và thích hợp cho các mục đích thiết kế khác nhau. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về cách sử dụng từng luồng thiết kế và cách tùy chỉnh Hard IP bằng các công cụ tương ứng.

🔒 Luồng thiết kế sử dụng công cụ Platform Designer

3.1. Luồng thiết kế sử dụng Platform Designer System Design Tool

Luồng thiết kế sử dụng Platform Designer System Design Tool là một phần mềm hỗ trợ giúp người dùng kết nối các thành phần Logic và IP trên hệ thống FPGA một cách dễ dàng. Với giao diện đồ họa thuận tiện, người dùng có thể kéo và thả các thành phần, thực hiện kết nối các tín hiệu, và xây dựng hệ thống FPGA của mình.

3.2. Cấu hình IP bằng cách sử dụng Trình chỉnh sửa tham số của Hard IP

Trong Platform Designer, người dùng có thể thêm thành phần Hard IP for PCI Express vào hệ thống của mình và tùy chỉnh các thiết lập của IP bằng cách sử dụng Trình chỉnh sửa tham số của Hard IP. Trình chỉnh sửa này cho phép người dùng cấu hình các thông số quan trọng như giao diện ứng dụng, địa chỉ cơ sở, bộ đệm nhận, các tính năng hỗ trợ lỗi và quản lý năng lượng.

🔒 Luồng thiết kế sử dụng công cụ Intel Quartus Prime Pro IP Catalog

4.1. Luồng thiết kế sử dụng IP Catalog

Luồng thiết kế sử dụng công cụ Intel Quartus Prime Pro IP Catalog cho phép người dùng thủ công cài đặt và tùy chỉnh Hard IP trong RTL của mình. Thay vì sử dụng Platform Designer, người dùng sẽ tạo các module RTL và kết nối chúng với Hard IP theo ý muốn. Quá trình kết nối này sẽ được thể hiện trong RTL file và phải tuân theo quy tắc kết nối được quy định.

4.2. Cấu hình IP bằng cách sử dụng Trình chỉnh sửa tham số của Hard IP

Giống như với luồng thiết kế sử dụng Platform Designer, người dùng cũng có thể tùy chỉnh các thiết lập của Hard IP thông qua Trình chỉnh sửa tham số của Hard IP khi sử dụng IP Catalog. Các thông số này bao gồm cài đặt giao diện ứng dụng, địa chỉ cơ sở, bộ đệm nhận, cấu hình lỗi, quản lý năng lượng và các tiện ích nâng cao khác.

🔒 Phần mềm Intel Quartus Prime Pro và Platform Designer là gì?

Intel Quartus Prime Pro là một phần mềm thiết kế FPGA được phát triển bởi Intel. Nó cung cấp môi trường tích hợp để thiết kế, mô phỏng và tổng hợp các ứng dụng dựa trên FPGA. Platform Designer là một công cụ nằm trong Intel Quartus Prime Pro, cho phép người dùng xây dựng hệ thống FPGA bằng cách kết nối các thành phần Logic và IP trong giao diện đồ họa.

🔒 Các thiết lập quan trọng trong Trình chỉnh sửa Tham số của Hard IP for PCI Express

Trong trình chỉnh sửa tham số của Hard IP, có một số thiết lập quan trọng mà người dùng cần chú ý để đảm bảo sự hoạt động chính xác và hiệu quả của hard IP for PCI Express. Các thiết lập này bao gồm:

1. Thông số hệ thống: Thiết lập giao diện ứng dụng, tùy chọn cái datalink, tùy chọn cấu hình địa chỉ cơ bản, tắt/mở chế độ SRIOV.

2. Cài đặt giao diện ứng dụng: Thiết lập kích thước giao diện ứng dụng, hiệu chỉnh bộ phát tín hiệu.

3. Cấu hình bộ đệm nhận (Receive Buffer): Thiết lập kiểu bộ đệm nhận và quản lý tràn bộ đệm nhận.

4. Cấu hình cơ chế truyền thông tin (Address Translation): Thiết lập các trang địa chỉ và bộ dịch địa chỉ để ánh xạ địa chỉ truyền từ mạng Avalon vào không gian địa chỉ PCI Express.

5. Cấu hình các tính năng hỗ trợ lỗi (Error Reporting): Bật/tắt giao thức báo cáo lỗi và kiểm tra ECRC.

6. Cấu hình các tính năng quản lý năng lượng: Thiết lập chế độ quản lý năng lượng và cài đặt giá trị tiêu thụ điện áp tối đa.

7. Cấu hình thông số điện áp và kích thước: Thiết lập giá trị điện áp và kích thước truyền tín hiệu.

8. Cấu hình giao thức và debug: Thiết lập giao thức cấu hình và gỡ lỗi thông qua công cụ Transceiver Toolkit.

🔒 Mô phỏng và phân tích trên trình mô phỏng

Sau khi hoàn thành cấu hình Hard IP for PCI Express, người dùng có thể tạo các mô phỏng và phân tích sử dụng các công cụ mô phỏng phổ biến như ModelSim để kiểm tra thiết kế. Công cụ mô phỏng sẽ giúp người dùng kiểm tra tính đúng đắn và hiệu suất của hệ thống trước khi triển khai trên thiết bị thực tế.

🔒 Kết luận

Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu về Intel Hard IP for PCI Express và cách thiết kế và tùy chỉnh giao diện PCI Express trên FPGA. Chúng ta đã tìm hiểu về các luồng thiết kế sử dụng công cụ Platform Designer và Intel Quartus Prime Pro IP Catalog và cách tùy chỉnh Hard IP bằng công cụ tương ứng. Bằng cách sử dụng các công cụ này, người dùng có thể tạo ra những hệ thống PCI Express đáng tin cậy và tùy chỉnh theo nhu cầu của mình.

🔒 Tài liệu tham khảo

• Intel Hard IP for PCI Express User Guide
• Intel Quartus Prime Pro User Guide
• Online training: "Introduction to Platform Designer"
• Online training: "Designing with the Intel Stratix 10, Intel Arria 10, and Intel Cyclone 10 GX FPGA Hard IP for PCI Express"