上一期内容涉及了DDR配置的讲解，相信已有不少读者成功完成配置。接下来，我们将继续深入，探讨如何在Vivado中配置PCIE的IP，通过XDMA实现高性能数据传输。
完整工程文件下载：
提取码：4sxh
PCIE的实现通常依赖于XDMA，这是一种由Xilinx提供的高性能、可配置的DMA解决方案，适用于PCI Express 2.0与3.0的SG模式，并支持AX 4接口或AX-Stream接口。在SG模式下，主机通过构建链表来组织待传输数据，并通过BAR（Base Address Register）将链表首地址传递给XDMA。XDMA根据链表结构依次完成链表指定的传输任务。
XDMA在Vivado中适用于7系列、UltraScale系列、UltraScale+系列等不同产品线，其配置界面与操作基本一致。这里以KU040板为例进行演示，其他系列用户可参考Vivado文档PG195获取详细指导，建议使用较新版本的Vivado进行配置。
为了更好地理解XDMA的工作原理，下面将简要介绍其传输流程与关键组件。
H2C通道与C2H通道负责主机到卡与卡到主机的数据传输。H2C通道在Vivado IDE中进行配置，用于处理从主机至卡的DMA传输。它会根据最大读取请求大小与内部资源来拆分读取请求。未完成的请求数量通过RNUM_RIDS参数进行配置。从DMA通道向PCIe RQ块发出读取后开始传输，直至用户接口接收到已按顺序完成写入的确认为止。完成传输后，DMA通道会发出写回或中断以通知主机传输已完成。
在连接到主机的读取接口上，H2C通道会根据可用数据FIFO空间来拆分传输事务，确保满足最大读取请求大小的要求。完成数据返回到已分配的数据缓冲器位置，H2C通道在接收到任何完成数据时开始向用户接口发出写入请求，同时按最大有效载荷大小对写入请求进行分割。在AXI4-Stream用户接口配置中，此操作为透明处理。
对于C2H通道，其配置数量在Vivado IDE中进行控制，同样通过WNUM_RIDS参数配置未完成的传输数量。在AXI4-Stream配置中，先设置DMA传输细节，随后在AXI4-Stream接口上接收数据。这通常是通过接收DMA描述符来完成的。在准备好请求ID并启用通道后，通道的AXI4-Stream接口即可接收数据并执行DMA。在AXI4 MM接口配置中，通过向AXI4 MM接口发出读取请求来分配请求ID。C2H通道在接收到PCIe IP指示的写入请求后，写入请求即告完成。
在启用多个通道时，AXI4主接口上的传输事务将在所有选中的通道内交织进行，使用简单的循环协议维护通道间的同步。传输事务的粒度取决于主机最大有效载荷大小、页面大小及其他主机设置。
AXI4-Lite主接口用于实现AXI4-Lite主接口总线协议，允许主机生成32位读取与写入请求。这些请求通过PCIe到DMA旁路BAR接收，读取完成数据返回至主机。
AXI4-Lite从接口则负责用户逻辑对DMA内部寄存器的32位读取或写入操作，不支持对PCIe集成块寄存器的访问。
主机到DMA旁路主接口接收来自PCIe到DMA旁路BAR的主机请求，并将其发送至此模块。旁路主端口属于AXI4 MM接口，支持读写访问。
IRQ模块接收来自用户逻辑的中断连线，并可配置中断数量，每个DMA通道对应1条中断连线。该模块负责根据PCIe生成中断。用户在IP配置期间可从支持的中断列表中启用1个或多个中断类型。
在IP配置期间，主机可从支持的中断类型列表中启用1个或多个中断类型。IP在任意给定时间仅生成1种类型的中断，即使启用多个中断类型也是如此。MSI-X中断优先于MSI中断，MSI中断优先于遗留中断。
接下来，我们逐步介绍XDMA IP的配置流程：
1. 添加XMDA IP到项目中
2. 双击XDMA IP进行配置
基本配置包括：
（1）功能模式：选择DMA模式
（2）模式：选择基本模式，以保持默认配置与功能
（3）器件/端口类型：选择端点设备，保持默认配置
（4）PCIe块位置：从可用集成块中选择，启用生成特定位置的约束文件与输出，根据硬件选择，保持默认配置
（5）通道宽度：根据硬件接口选择，若不确定，选择X1，数字越大，传输速度越快
（6）最大链路速度：选择PCIe Gen速度
（7）参考时钟频率：默认值为100 MHz，支持125 MHz与250 MHz
（8）AXI地址宽度：当前仅支持64位宽度
（9）AXI数据宽度：选择64、128、256位或512位，接口宽度将根据通道宽度/速度自动调整
（10）AXI时钟频率：根据通道宽度/速度选择62.5 MHz、125 MHz或250 MHz
（11）DMA接口选项：选择AXI4存储器映射或AXI4-Stream
（12）AXI4-Lite从接口：启用AXI4-Lite从接口
PCIe ID配置保持默认设置无需调整
基址寄存器（PCIe BARs）提供关于地址空间的详细信息，支持最多6个32位BAR或3个64位BAR，以及扩展只读存储器（ROM）BAR。所有BAR寄存器共享相同选项。
（1）PCIe到AXI Lite主：启用此选项以允许PC与FPGA之间的信息传输或指令，根据需要分配寄存器大小
（2）PCIe到DMA旁路：启用此选项以实现DMA与主机接口之间的高效数据传输
（3）大小与标度：根据选择的BAR类型，调整大小与标度选项
（4）值：分配给BAR的值，根据当前选择进行调整
禁用未使用的基址寄存器以节省系统资源，取消选中未使用的BAR在自定义IP对话框中实现
PCIe Misc配置包含：
（1）用户中断请求数：最大数量为16
（2）遗留中断设置：选择INTA、INTB、INTC或INTD，保持默认设置
（3）MSI功能：默认启用，并启用1个矢量，最大数量为32。Linux通常仅针对MSI使用1个矢量，此选项可禁用
（4）扩展标签字段：默认使用6位完成标签，UltraScale与Virtex-7器件提供64个标签选项
（5）配置管理接口：选中该选项将PCIe配置管理接口置于顶层
（6）链路状态寄存器：默认启用时隙时钟配置，意味着在链路状态寄存器中启用时隙配置位
PCIe DMA部分涉及：
（1）DMA读取通道数：范围为1至4
（2）DMA写入通道数：同样范围为1至4
（3）读取通道请求ID数量：每个通道未完成请求的最大数量，范围为2至64
（4）写入通道请求ID数量：每个通道未完成请求的最大数量，范围为2至32
（5）读取描述符旁路（H2C）：对于所有选定读取通道，每个二进制数字对应1个通道，LSB对应通道0，位位置值为1表示对应通道已启用描述符旁路
（6）写入描述符旁路（C2H）：对于所有选定写入通道，每个二进制数字对应1个通道，LSB对应通道0，位位置值为1表示对应通道已启用描述符旁路
（7）AXI ID宽度：默认位宽为4位，也可选择2位
（8）DMA状态端口：可用于所有通道
配置XDMA端口时，点击Run Block Automatic，选择配置信息，点击OK，完成配置流程。至此，XDMA IP配置已基本完成。
完整工程文件下载：
提取码：4sxh
在接下来的内容中，我们将探讨连接XDMA与MIG（Memory Interface Generator）IP，并进行下板验证。如果读者觉得本文内容对您有所帮助，请考虑三连支持，这将帮助您在需要时快速找到相关资源，非常感谢您的支持与鼓励。
温馨提示：答案为网友推荐，仅供参考