L-tile和H-tile Avalon® 存储器映射 Intel® FPGA IP PCI Express* 用户指南

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ID 683667
日期 11/11/2021
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文档目录 x
1. 介绍 2. 快速入门指南 3. 接口概述 4. 参数 5. 使用IP Core进行设计 6. 块描述 7. 寄存器 8. DMA描述符控制器的编程模型 9. Avalon® -MM根端口的编程模型 10. Avalon-MM测试台和设计实例 11. 故障排查与观察链路 A. PCI Express核架构 B. 根端口枚举 C. 文档修订历史
1. 介绍 x
1.1. Avalon-MM Interface for PCIe 1.2. 功能特性 1.3. 发布信息 1.4. 器件系列支持 1.5. 建议的逻辑架构速度等级 1.6. 性能和资源利用 1.7. 收发器Tile 1.8. PCI Express IP核封装布局 1.9. 通道可用性
2. 快速入门指南 x
2.1. 设计组件 2.2. 目录结构 2.3. 生成设计实例 2.4. 仿真设计实例 2.5. 编译设计实例并对器件编程 2.6. 安装Linux Kernel Driver 2.7. 运行设计实例应用程序
3. 接口概述 x
3.1. 内部例化描述符控制器时的Avalon-MM DMA接口 3.2. 外部例化描述符控制器时的Avalon-MM DMA接口 3.3. 其他Avalon-MM接口 3.4. 时钟和复位 3.5. 系统接口
3.3. 其他Avalon-MM接口 x
3.3.1. Avalon-MM主接口 3.3.2. Avalon-MM从接口 3.3.3. 控制寄存器访问（CRA）Avalon-MM从接口
4. 参数 x
4.1. Avalon-MM设置 4.2. 基地址寄存器（Base Address Register） 4.3. 器件识别寄存器（Device Identification Register） 4.4. PCI Express和PCI性能参数 4.5. 配置，调试和扩展选项 4.6. PHY特征 4.7. 设计实例
4.4. PCI Express和PCI性能参数 x
4.4.1. 器件性能 4.4.2. 链路Capability 4.4.3. MSI和MSI-X Capability 4.4.4. 插槽Capability 4.4.5. 电源管理 4.4.6. Vendor Specific Extended Capability (VSEC，供应商指定扩展性能)
5. 使用IP Core进行设计 x
5.1. 生成（Generation） 5.2. 仿真 5.3. IP核生成输出( Intel® Quartus® Prime Pro Edition) 5.4. 通道布局和PLL使用
6. 块描述 x
6.1. 接口
6.1. 接口 x
6.1.1. Intel® Stratix® 10 DMA Avalon-MM DMA接口到Application Layer（应用层） 6.1.2. Avalon-MM接口到Application Layer（应用层） 6.1.3. 时钟和复位 6.1.4. 中断 6.1.5. Flush请求 6.1.6. 串行数据，PIPE，状态，重配置和测试接口
6.1.1. Intel® Stratix® 10 DMA Avalon-MM DMA接口到Application Layer（应用层） x
6.1.1.1. 内部例化时的描述符控制器接口 6.1.1.2. 写DMA Avalon-MM主端口 6.1.1.3. 外部例化时的描述符控制器接口
6.1.1.1. 内部例化时的描述符控制器接口 x
6.1.1.1.1. Read Data Mover 6.1.1.1.2. 读描述符控制器Avalon-MM主接口 6.1.1.1.3. 写描述符控制器Avalon-MM主接口 6.1.1.1.4. 写描述符列表Avalon-MM从接口 6.1.1.1.5. 写描述符列表Avalon-MM从接口
6.1.1.3. 外部例化时的描述符控制器接口 x
6.1.1.3.1. Avalon® -ST描述符源
6.1.2. Avalon-MM接口到Application Layer（应用层） x
6.1.2.1. 突发和非突发 Avalon® -MM模块信号 6.1.2.2. 非突发从模块 6.1.2.3. 32-bit控制寄存器访问（CRA） Slave信号 6.1.2.4. 突发从模块
6.1.3. 时钟和复位 x
6.1.3.1. 时钟 6.1.3.2. 复位
6.1.4. 中断 x
6.1.4.1. 端点的MSI中断 6.1.4.2. Legacy中断
6.1.6. 串行数据，PIPE，状态，重配置和测试接口 x
6.1.6.1. 串行数据接口 6.1.6.2. PIPE接口 6.1.6.3. Hard IP状态接口 6.1.6.4. Hard IP重配置 6.1.6.5. 测试接口
7. 寄存器 x
7.1. 配置空间寄存器 7.2. Avalon-MM DMA桥寄存器
7.1. 配置空间寄存器 x
7.1.1. 寄存器访问定义 7.1.2. PCI配置头（header）寄存器 7.1.3. PCI Express Capability结构 7.1.4. Intel定义的VSEC Capability头 7.1.5. 不可纠正的内部错误状态寄存器 7.1.6. 不可纠正的内部错误掩码寄存器 7.1.7. 可纠正的内部错误状态寄存器 7.1.8. 可纠正的内部错误掩码寄存器
7.1.4. Intel定义的VSEC Capability头 x
7.1.4.1. Intel定义的供应商特定Header 7.1.4.2. Intel Marker 7.1.4.3. JTAG Silicon ID 7.1.4.4. 用户可配置器件和电路板ID
7.2. Avalon-MM DMA桥寄存器 x
7.2.1. PCI Express Avalon-MM桥寄存器映射 7.2.2. DMA描述符控制器寄存器
7.2.1. PCI Express Avalon-MM桥寄存器映射 x
7.2.1.1. Avalon-MM到PCI Express中断状态寄存器 7.2.1.2. Avalon-MM到PCI Express中断使能寄存器 7.2.1.3. 高性能Avalon-MM 32位从模块的地址映射 7.2.1.4. PCI Express到端点的Avalon-MM中断状态和使能寄存器 7.2.1.5. PCI Express配置信息寄存器
7.2.2. DMA描述符控制器寄存器 x
7.2.2.1. 读DMA内部描述符控制器寄存器 7.2.2.2. 写DMA内部描述符控制器寄存器
8. DMA描述符控制器的编程模型 x
8.1. 读DMA实例 8.2. 写DMA实例 8.3. 同时间读写DMA的软件编程 8.4. Read DMA和Write DMA描述符格式
9. Avalon® -MM根端口的编程模型 x
9.1. 根端口TLP数据控制和状态寄存器 9.2. 发送一个TLP 9.3. 接收Non-Posted完成TLP 9.4. 使用CRA接口读写BAR0的实例
10. Avalon-MM测试台和设计实例 x
10.1. Avalon-MM Endpoint测试台 10.2. Endpoint设计实例 10.3. Avalon® -MM测试驱动器模块 10.4. 根端口BFM 10.5. BFM处理过程与函数
10.2. Endpoint设计实例 x
10.2.1. BAR设置
10.4. 根端口BFM x
10.4.1. 概述 10.4.2. 对Application Layer发布Read和Write事务 10.4.3. 根端口和端点的配置(Configuration of Root Port and Endpoint ) 10.4.4. 配置空间总线和器件编号 10.4.5. BFM存储器映射
10.5. BFM处理过程与函数 x
10.5.1. ebfm_barwr规程 10.5.2. ebfm_barwr_imm处理过程 10.5.3. ebfm_barrd_wait处理过程 10.5.4. ebfm_barrd_nowt处理过程 10.5.5. ebfm_cfgwr_imm_wait处理过程 10.5.6. ebfm_cfgwr_imm_nowt处理过程 10.5.7. ebfm_cfgrd_wait处理过程 10.5.8. ebfm_cfgrd_nowt处理过程 10.5.9. BFM配置处理过程 10.5.10. BFM共享存储器访问处理过程 10.5.11. BFM日志和消息处理过程 10.5.12. Verilog HDL格式化函数
10.5.9. BFM配置处理过程 x
10.5.9.1. ebfm_cfg_rp_ep处理过程 10.5.9.2. ebfm_cfg_decode_bar处理过程
10.5.10. BFM共享存储器访问处理过程 x
10.5.10.1. 共享存储器常量 10.5.10.2. shmem_write任务 10.5.10.3. shmem_read函数 10.5.10.4. shmem_display Verilog HDL函数 10.5.10.5. shmem_fill处理过程 10.5.10.6. shmem_chk_ok函数
10.5.11. BFM日志和消息处理过程 x
10.5.11.1. ebfm_display Verilog HDL函数 10.5.11.2. ebfm_log_stop_sim Verilog HDL函数 10.5.11.3. ebfm_log_set_suppressed_msg_mask任务 10.5.11.4. ebfm_log_set_stop_on_msg_mask Verilog HDL任务 10.5.11.5. ebfm_log_open Verilog HDL函数 10.5.11.6. ebfm_log_close Verilog HDL函数
10.5.12. Verilog HDL格式化函数 x
10.5.12.1. himage1 10.5.12.2. himage2 10.5.12.3. himage4 10.5.12.4. himage8 10.5.12.5. himage16 10.5.12.6. dimage1 10.5.12.7. dimage2 10.5.12.8. dimage3 10.5.12.9. dimage4 10.5.12.10. dimage5 10.5.12.11. dimage6 10.5.12.12. dimage7
11. 故障排查与观察链路 x
11.1. 故障排查 11.2. PCIe链路检查工具概述
11.1. 故障排查 x
11.1.1. Polling.Active状态后仿真进程失败 11.1.2. 硬件启动问题 11.1.3. 链路训练 11.1.4. 使用第三方PCIe分析程序
11.2. PCIe链路检查工具概述 x
11.2.1. PCIe* Link Inspector硬件
11.2.1. PCIe* Link Inspector硬件 x
11.2.1.1. 使能 PCIe* Link Inspector 11.2.1.2. 启动 PCIe* Link Inspector 11.2.1.3. PCIe* Link Inspector LTSSM监控工具 11.2.1.4. 访问配置空间和收发器寄存器 11.2.1.5. 其他状态命令
11.2.1.3. PCIe* Link Inspector LTSSM监控工具 x
11.2.1.3.1. LTSSM监控寄存器 11.2.1.3.2. ltssm_save2file <file_name> 11.2.1.3.3. ltssm_file2console 11.2.1.3.4. ltssm_debug_check 11.2.1.3.5. ltssm_display <num_states> 11.2.1.3.6. ltssm_save_oldstates
11.2.1.4. 访问配置空间和收发器寄存器 x
11.2.1.4.1. PCIe* Link Inspector命令 11.2.1.4.2. NPDME PLL和通道命令 11.2.1.4.3. 寄存器地址映射
11.2.1.5. 其他状态命令 x
11.2.1.5.1. 显示PLL锁定和校准状态寄存器
A. PCI Express核架构 x
A.1. 事务层（Transaction Layer） A.2. 数据链路层（Data Link Layer） A.3. 物理层（Physical Layer）
C. 文档修订历史 x
C.1. L-tile和H-tile Avalon® 存储器映射 Intel® FPGA IP PCI Express* 用户指南
1. 介绍
2. 快速入门指南
3. 接口概述
4. 参数
5. 使用IP Core进行设计
6. 块描述
7. 寄存器
8. DMA描述符控制器的编程模型
9. Avalon® -MM根端口的编程模型
10. Avalon-MM测试台和设计实例
11. 故障排查与观察链路
A. PCI Express核架构
B. 根端口枚举
C. 文档修订历史

6.1.6.3. Hard IP状态接口

Hard IP Status: 此可选接口包括以下可用于调试的信号：链路状态信号，中断状态信号，TX和RX奇偶校验错误信号，可纠正和不可纠正错误信号。
表 49.  Hard IP状态接口

信号

方向

描述
derr_cor_ext_rcv

输出

 置位后，表示RX缓冲器检测到一个1-bit（可纠正）ECC错误。此为脉冲拉伸输出（pulse stretched output）。
derr_cor_ext_rpl

输出

 置位后，表示重试缓冲器检测到一个1-bit（可纠正）ECC错误。此为脉冲拉伸输出（pulse stretched output）。
derr_rpl

输出

 置位后，表示重试缓冲器检测到一个2-bit（不可纠正）ECC错误。此为脉冲拉伸输出（pulse stretched output）。
derr_uncor_ext_rcv

输出

 置位后，表示RX缓冲器检测到一个2-bit（不可纠正）ECC错误。此为脉冲拉伸输出（pulse stretched output）。

int_status[10:0](用于H-Tile)

Int_status[7:0](用于L-Tile)

int_status_pf1[7:0](用于L-Tile)

输出

Int_status[3:0]信号驱动应用程序的legacy中断（用于 H-Tile）。

int_status[10:4]信号提供其他中断的状态（用于H-Tile）。

Int_status[3:0]信号驱动PF0应用程序的legacy中断（用于L-Tile）。

int_status[7:4]信号提供PF0的其他中断的状态（用于L-Tile）。

Int_status[3:0]信号驱动PF1应用程序的legacy中断（用于L-Tile）。

int_status[7:4]信号提供PF0的其他中断的状态（用于L-Tile）。

以下信号定义为：

  • int_status[0]: 中断信号A
  • int_status[1]: 中断信号B
  • int_status[2]: 中断信号C
  • int_status[3]: 中断信号D
  • int_status[4]: 指定1个Root Port AER错误中断。cfg_aer_rc_err_msi或cfg_aer_rc_err_int信号置位时，该位被设置。当软件将1写入寄存器位，或当cfg_aer_rc_err_int解除置位时，此位被清除。
  • int_status[5]: 指定Root Port PME中断状态。cfg_pme_msi或cfg_pme_int置位时，该位被设置。当软件将1写入clear位，或当cfg_pme_int解除置位时，此位被清除。
  • int_status[6]: 出现热插拔事件且Power Management Events (PME)使能时，将其置位。（PME通常用于将系统或功能从低功耗状态下恢复。）
  • int_status[7]：指定热插拔事件中断状态。
  • Int_status[8]：指定Link Autonomous Bandwidth Status寄存器的中断状态。仅适用于H-Tile。
  • int_status[9]: 指定Link Bandwidth Management Status寄存器的中断状态。仅适用于H-Tile。
  • int_status[10]: 指定Link Status寄存器中Link Equalization Request比特的中断状态。仅适用于H-Tile。
int_status_common[2:0]

输出

指定以下寄存器的中断状态。置位后，表示中断挂起状态：

  • int_status_common[0]: 自主带宽状态寄存器。
  • Int_status_common[1]: 带宽管理状态寄存器。
  • int_status_common[2]: 链路状态寄存器中的链路均衡请求比特。
lane_act[4:0]

输出

Lane Active Mode：此信号表示链路训练期间配置的数据通路个数。以下编码定义为：

  • 5’b0 0001: 1条通道
  • 5’b0 0010: 2条通道
  • 5’b0 0100: 4条通道
  • 5’b0 1000: 8条通道
  • 5’b0 0000: 16条通道
link_up

输出

 置位时，链路开启。
ltssmstate[5:0]

输出

Link Training and Status State Machine (LTSSM)状态：LTSSM状态机编码定义以下状态：

  • 6'h00 - Detect.Quiet
  • 6'h01 - Detect.Active
  • 6'h02 - Polling.Active
  • 6'h03 - Polling.Compliance
  • 6'h04 - Polling.Configuration
  • 6'h05 - PreDetect.Quiet
  • 6'h06 - Detect.Wait
  • 6'h07 - Configuration.Linkwidth.Start
  • 6'h08 - Configuration.Linkwidth.Accept
  • 6'h09 - Configuration.Lanenum.Wait
  • 6'h0A - Configuration.Lanenum.Accept
  • 6'h0B - Configuration.Complete
  • 6'h0C - Configuration.Idle
  • 6'h0D - Recovery.RcvrLock
  • 6'h0E - Recovery.Speed
  • 6'h0F - Recovery.RcvrCfg
  • 6'h10 - Recovery.Idle
  • 6'h20 - Recovery.Equalization Phase 0
  • 6'h21 - Recovery.Equalization Phase 1
  • 6'h22 - Recovery.Equalization Phase 2
  • 6'h23 - Recovery.Equalization Phase 3
  • 6'h11 - L0
  • 6'h12 - L0s
  • 6'h13 - L123.SendEIdle
  • 6'h14 - L1.Idle
  • 6'h15 - L2.Idle
  • 6'h16 - L2.TransmitWake
  • 6'h17 - Disabled.Entry
  • 6'h18 - Disabled.Idle
  • 6'h19 - Disabled
  • 6'h1A - Loopback.Entry
  • 6'h1B - Loopback.Active
  • 6'h1C - Loopback.Exit
  • 6'h1D - Loopback.Exit.Timeout
  • 6'h1E - HotReset.Entry
  • 6'h1F - Hot.Reset
rx_par_err

输出

 置位单个周期，表示在RX缓冲器输入的TLP中检测到1个奇偶校验错误。此错误被记录为VSEC寄存器中不可纠正的内部错误。请参阅Uncorrectable Internal Error Status Register（无法纠正的内部错误状态寄存器）了解更多信息。如果出现该错误，则必须复位Hard IP，因为奇偶校验错误会将Hard IP保持于未知状态。
tx_par_err

输出

 置位单个周期以表示TX TLP传送期间的奇偶校验错误。即便检测到奇偶校验错误，IP核也会发送TX TLP数据包。
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