任何用于 AXI-burst 类型设备的内置 Linux 方法？

Question

我需要与基于 AXI-burst 接口的 FPGA 设备通信。在不涉及 DMA 的情况下，通过 Linux 访问此类设备的方法有哪些？ Burst 是 AXI 标准的固有属性，通常应在传输大量数据时自动触发。更大的问题是 FPGA 被设计成只响应 AXI 总线上的突发类型请求。因此，当应用程序尝试顺序复制时，这会在 Linux 上引起严重问题。我已经尝试过memcpy，但它不起作用。

Answer 1

我假设您的“FPGA 设备”是一个自定义块，通过 AXI 接口映射到 Cortex-A9 的内存。我认为您可以通过 2 或 3 种方法来完成这项工作。

1) 可缓存映射。高速缓存硬件接口一次对整个高速缓存行进行突发传输。您需要手动清理（写入后）和无效（读取前）。

2) 不可缓存的映射，并有一个 ARM 汇编语言例程处理低级传输。我认为“加载和存储多个寄存器”指令可以提供您正在寻找的内容。

我遇到了类似的问题，需要通过 Cortex-A9 处理器的 8 字节传输访问 AXI 外设（自定义内存控制器）。当然，通常的 ARM 指令传输 1、2 或 4 个字节（字节、半字、字）。那些通过可缓存映射工作，但不是通过不可缓存映射。 LDM/STM，一次 2 个单词，同时使用两种映射。

当然，AHB/AXI 传输模式取决于实现。根据您的描述，您需要 INCR 或 WRAP 模式而不是 SINGLE。但它不应该是那样的。这就引出了第三种方法：

3) 与您的数字硬件设计师交谈，让他了解其实施对软件的影响。

在我看来，你不应该做不寻常的/自定义的低级 MMU 操作。 Linux 有高级方法，您可以在设备驱动程序和/或 board.c 中放置标准挂钩，主要选项是是否不缓存（即 COHERENT）。请参阅LDD3。

Answer 2

您需要设置 MMU 以通知硬件您的组件的功能。您还需要确保整个互连支持突发并且不进行任何转换（如果在生成互连时组件的功能存在任何歧义，则可能会发生这种情况）。

要设置 MMU，请执行如下调用：

/* shareable device: S=b0 TEX=b000 AP=b11, C=b0, B=b1 = 0xC06*/
Xil_SetTlbAttributes(COMPONENT_BASE_ADDRESS, 0xC06);

属性定义如下（来自Zynq Technical Reference Manual）：

Encoding Bits   Cache Attribute
  C   B
  0   0         Non-cacheable
  0   1         Write-back, write-allocate
  1   0         Write-through, no write-allocate
  1   1         Write-back, no write-allocate

因此，上述行会将区域设置为回写、写入分配，这可能为您提供写入时的突发访问权限。

另请参阅 Xilinx AR#47406 和 this forum post。