一种FPGAXDMA的高速驱动方法与流程

本发明涉及数据传输，特别是指一种fpga xdma的高速驱动方法。

背景技术：

1、fpga（field programmable gate array，现场可编程门阵列）因其数据处理速度快、延迟低、安全性好等优势，广泛应用于数据加密领域，这类fpga通常采用pcie（peripheral component interconnect express，外围组件快速互连，是一种高速串行计算机扩展总线标准）的ip核以充分发挥其传输速率快的优势，目前中低端fpga多采用xdma（xilinx系列fpga中官方自带的pcie高级ip）的ip核，在linux平台下其驱动程序通常基于内核的驱动框架来实现，不支持dpdk（data plane development kit，数据平面开发套件）。该方式数据需要在用户空间和内核空间传递（参见图1左侧部分，其中内核空间采用xilinxxdma driver（驱动器）），有大量memcpy（内存拷贝）操作，同时进程不断地上下文切换也会增加系统开销，从而导致传输速率慢、丢包，无法充分发挥pcie和fpga的高速传输优势。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种传输速率高的fpga xdma的高速驱动方法。

2、为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

3、一方面，提供一种fpga xdma的高速驱动方法，用于电子设备，所述电子设备包括主机，所述主机插设有板卡，所述主机上安装有dpdk，所述板卡上设有采用xdma的fpga；当所述主机向所述板卡发送数据时，所述方法包括：

4、步骤10：dpdk的驱动程序接收主机上的应用程序传递的缓存区mbuf的地址，其中，所述mbuf为所述应用程序从dpdk的内存池mempool中申请的一定数量的mbuf，且所述应用程序在其中填充了待发送的数据；

5、步骤11：所述驱动程序将dma描述符与所述mbuf进行关联，关联完成后启动dma发送。

6、另一方面，提供一种fpga xdma的高速驱动方法，用于电子设备，所述电子设备包括主机，所述主机插设有板卡，所述主机上安装有dpdk，所述板卡上设有采用xdma的fpga；当所述主机从所述板卡接收数据时，所述方法包括：

7、步骤20：dpdk的驱动程序在初始化时从dpdk的内存池mempool中申请一定数量的缓存区mbuf，并与dma描述符进行关联，收到数据后，所述驱动程序将接收到的数据包相对应的dma描述符所关联的mbuf地址返回给主机上的应用程序，并从dpdk mempool中申请与接收到的数据包相同数量的mbuf与dma描述符进行关联。

8、本发明具有以下有益效果：

9、本发明采用了dpdk，驱动程序完全运行在用户空间（参见图1右侧部分，其中用户空间采用dpdk pmd（poll mode driver，轮询模式驱动器）），数据零拷贝，没有中断处理以及进程上下文切换带来的开销，从而在不升级硬件的情况下极大提升传输速率，同时本发明中描述符链表的设计也保证了不会出现丢包问题。

技术特征：

1.一种fpga xdma的高速驱动方法，用于电子设备，其特征在于，所述电子设备包括主机，所述主机插设有板卡，所述主机上安装有dpdk，所述板卡上设有采用xdma的fpga；当所述主机向所述板卡发送数据时，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤11包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤114之后包括：

4.一种fpga xdma的高速驱动方法，用于电子设备，其特征在于，所述电子设备包括主机，所述主机插设有板卡，所述主机上安装有dpdk，所述板卡上设有采用xdma的fpga；当所述主机从所述板卡接收数据时，所述方法包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤20包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤204之后包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤206还包括：

技术总结
本发明公开了一种FPGA XDMA的高速驱动方法，属于数据传输技术领域，所述方法用于电子设备，电子设备包括主机，主机插设有板卡，主机上安装有DPDK，板卡上设有采用XDMA的FPGA；当主机向板卡发送数据时，所述方法包括：DPDK的驱动程序接收主机上的应用程序传递的缓存区mbuf的地址，其中，mbuf为应用程序从DPDK的内存池中申请的一定数量的mbuf，且应用程序在其中填充了待发送的数据；驱动程序将DMA描述符与mbuf进行关联后启动DMA发送。本发明采用了DPDK，驱动程序完全运行在用户空间，数据零拷贝，没有中断处理以及进程上下文切换带来的开销，从而在不升级硬件的情况下极大提升传输速率。

技术研发人员：管彦亮,王磊,苏云学,刘雪飞,白家栋
受保护的技术使用者：山东华翼微电子技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15