一、需求

要实现高速AD/DA的数据采集并发送到高性能arm核进行数据处理

方案RK3399+pcie+FPGA+AD/DA。

二、器件介绍

一、RK3399

RK3399是一款低功耗、高性能处理器用于计算、个人移动互联网设备和其他智能设备应用。基于Big.Little架构它将双核Cortex-A72和四核Cortex-A53与单独的NEON协处理器集成在一起。

许多嵌入式功能强大的硬件引擎为高端应用程序提供了优化的性能。RK3399支持多格式视频解码器包括H.264/H.265/VP9可达4Kx2K@60fps特别是H.264/H265解码器支持10比特编码并且还通过以下方式支持H.264/MVC/VP8编码器1080p@30fps、高质量JPEG编码器/解码器以及特殊图像预处理器和后处理器。

嵌入式3D GPU使RK3399与OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.1/3.2、OpenCL 1.2和DirectX 11.1完全兼容。带有MMU的特殊2D硬件引擎将最大化显示性能并提供非常平滑的操作。

RK3399具有高性能双通道外部存储器接口DDR3/DDR3L/LPDRDR3/LPDDR4能够维持苛刻的存储器带宽还提供了一整套外围接口支持非常灵活的应用。

二、FPGA

纯FPGA的选择主要用于前端高速AD/DA的逻辑操作Xilinx的7系列目前还是有很多的优势同时也集成PCIe 硬核在与RK3399配合方面相当合适。

 充足的差分对也可以满足前端AD/DA的接口设计。

三、PCIe

一、为什么是PCIe

RK3399有不少专用的高速接口比如MIPI、千兆网络、USB3.0、Type-C、EDP等但如果是板上器件间的内部通讯专用接口受到协议的限制、及各种PHY灵活性就差很多。比如高速AD/DA的数据FPGA采集完要传输到ARM进行数据处理数据格式是私有的并不能满足MIPI那要去套用MIPI的数据格式就存在各种问题了。最终只能选择PCIe在便捷性和速率上得到满足。

RK3399 PCIe特性如下

RK3399中的一个PCIe端口

与PCI Express基本规范2.1版兼容

操作模式RC

最大链路宽度为4单个双向链路接口

支持每个方向每车道2.5GT/s串行数据传输速率

支持模块内的DMA2个通道2个RAM分区2K字节深度

支持可调整大小的BAR功能

在端点模式下支持单个物理PCI功能

支持传统中断、MSI和MSI-X中断

支持出站和入站地址转换

支持物理功能附带的8个虚拟功能

支持PCI Express活动状态电源管理ASPM状态L0和L1

支持L1电源管理

支持PCI功能电源状态D0、D1和D3以及相应的链路电源状态L0、L1和L2

二、PCIe驱动调试

正确生成FPGA固件后加载RK3399驱动后便可看到PCIe设备并进行调用。

root@rk3399:/# lspci -vvv

00:00.0 Class 0604: 1d87:0100

01:00.0 Class 0700: 10ee:9021

root@rk3399:/# lspci -m

00:00.0 "Class 0604" "1d87" "0100" "0000" "0000"

01:00.0 "Class 0700" "10ee" "9021" "10ee" "0007"

root@rk3399:/# lspci -k

00:00.0 Class 0604: 1d87:0100 pcieport

01:00.0 Class 0700: 10ee:9021

root@rk3399:/sys/bus/pci/devices# ls

0000:00:00.0  0000:01:00.0

三、硬件调试

 

通过官方开发板转接验证正常最终集成一体板。