哇塞，实测780MB/s！基于RK3568J与FPGA的PCIe通信案例详解

ARM + FPGA架构有何种优势

近年来，随着中国新基建、中国制造2025的持续推进，单ARM处理器越来越难满足工业现场的功能要求，特别是能源电力、工业控制、智慧医疗等行业通常需要ARM + FPGA架构的处理器平台来实现特定的功能，例如多路/高速AD采集、多路网口、多路串口、多路/高速并行DI/DO、高速数据并行处理等。

 

 

到底ARM + FPGA架构有什么优势？

 

ARM：接口资源丰富、功耗低，擅长多媒体显示、逻辑控制等。

FPGA：擅长多通道或高速AD采集、接口拓展、高速信号传输、高速数据并行处理等。

 

因此，ARM + FPGA架构能带来性能、功耗等综合比较优势，ARM与FPGA既可各司其职，各自发挥原本架构的独特优势，亦可相互协作处理更复杂的问题。

 

 

为何需要ARM + FPGA高速通信

在工业应用场景，一般FPGA作为数据采集前端，常常有大量的数据需要传输给ARM进行处理。如能源电力，会用FPGA作为高速AD或多通道AD采集，然后将产生的大量数据传输给ARM做AD数据存储和处理；又如智慧医疗，FPGA需将采集和处理的高清视频数据传输至ARM，让ARM对高速视频数据进行视频显示、编码或存储。因此，“ARM + FPGA高速通信”是“ARM + FPGA架构”项目成功的关键因素。

 

 

创龙科技为满足能源电力、智慧医疗、轨道交通等行业日益增长的国产化需求，率先推出国产化率100%的RK3568J工业核心板，并提供基于RK3568J与FPGA的高速通信案例。

 

 

 

RK3568J + FPGA高速通信案例

下文将为大家介绍基于瑞芯微RK3568J（硬件平台：创龙科技TL3568-EVM评估板）与Xilinx Artix-7（硬件平台：创龙科技TLA7-EVM评估板）的PCIe高速通信案例。

 

 

ARM端基于PCIe总线对FPGA BRAM进行读写测试。应用程序通过ioctl函数发送命令开启DMA传输数据后，等待驱动上报input事件；当应用层接收到input事件，说明DMA传输数据完成。

 

 

 

硬件搭建方面，使用M.2 Key M转PCI-E 4X延长线将TL3568-EVM评估板的M.2 PCIe NVMe接口与创龙科技TLA7-EVM评估板的PCIe接口连接，并将TLA7-EVM评估板通过TL-DLC10下载器连接至PC机，硬件连接如下图所示。

 

 

 

图1 硬件搭建示意图

 

 

 

按照创龙科技提供的案例用户手册进行操作，我们得出ARM与FPGA基于PCIe通信的实测数据，如下图所示。实测写操作的DMA传输速率为780.77MB/s，读操作的DMA传输速率为563.06MB/s。

 

 

图2 数据实测

 

 

图3 数据解读

 

 

 

 

 

国产化率100%的RK3568J方案