Потоковая передача данных по каналу памяти
Блоксеть/память SoC
Блок канала памяти передает данные через внешнюю память. Концептуально он моделирует передачу данных между одним алгоритмом и другим через общую память. Алгоритм может быть аппаратной логикой (HW), моделью процессора или устройствами ввода-вывода. Алгоритм записи запрашивает доступ к памяти из блока контроллера памяти. После предоставления доступа алгоритм записи записывает данные в буфер памяти. В модели хранилище данных моделируется как буферы в канале. При развертывании на оборудовании данные направляются во внешнюю общую память.
Этот блок можно настроить для поддержки любого из следующих протоколов:
AXI4-Stream к программному обеспечению через DMA - моделирование соединения между аппаратной логикой и программной задачей через внешнюю память. Устройство записи помещает данные в канал с помощью упрощенного протокола потока AXI MathWorks ®, а устройство считывания (процессор) получает данные из интерфейса драйвера DMA. Канал моделирует путь данных и программный стек этого соединения, включая FIFO, механизм DMA, межсоединение и внешнюю память, прерывания, управление буфером ядра драйвера DMA и передачу данных в задачу программного обеспечения. Дополнительные сведения об упрощенном протоколе AXI MathWorks см. в разделе Интерфейс AXI4-Stream.
Это изображение представляет собой концептуальное представление блока канала памяти, транслирующего данные из алгоритма FPGA в алгоритм процессора.
Программное обеспечение для AXI4-Stream через DMA - моделирование соединения между аппаратной логикой и программной задачей через внешнюю память. Устройство записи (процессор) передает данные в канал через драйвер DMA, используя упрощенный протокол потока AXI MathWorks. Канал моделирует путь данных и программный стек этого соединения, включая FIFO, механизм DMA, межсоединение и внешнюю память, прерывания, управление буфером ядра драйвера DMA и передачу данных из задачи программного обеспечения. Дополнительные сведения об упрощенном протоколе потока AXI MathWorks см. в разделе Интерфейс AXI4-Stream.
Это изображение представляет собой концептуальное представление блока канала памяти, транслирующего данные из алгоритма процессора в алгоритм FPGA.
AXI4-Stream FIFO - моделирование соединения между двумя алгоритмами FPGA через внешнюю память. Устройство записи помещает данные в канал в качестве ведущего устройства, используя упрощенный протокол потока AXI MathWorks, и устройство считывания принимает данные из канала в качестве подчиненного устройства, используя тот же самый протокол. Канал ведет себя как память первого выхода (FIFO). Канал моделирует путь передачи данных соединения. Блок канала памяти включает в себя FIFO промежуточного пакетного уровня, механизм DMA, межсоединение и внешнюю память. Сама внешняя память управляется как циклический буфер, где буфер должен быть записан, прежде чем его можно будет прочитать. Дополнительные сведения об упрощенном протоколе потока AXI MathWorks см. в разделе Интерфейс AXI4-Stream.
Это изображение представляет собой концептуальное представление блока канала памяти, транслирующего данные из одного алгоритма FPGA в другой алгоритм FPGA.
AXI4-Stream Video FIFO - моделирование соединения между двумя аппаратными алгоритмами через внешнюю память. Эта структура канала аналогична конфигурации AXI4 Stream FIFO, но устройство записи и считыватель используют потоковый пиксельный протокол MathWorks вместе с сигналом обратного давления. Дополнительные сведения см. в разделе AXI4-Stream видеоинтерфейса.
AXI4-Stream Буфер видеокадров - моделирует соединение между двумя аппаратными алгоритмами через внешнюю память, используя полные буферы видеокадров. Протокол представляет собой потоковый пиксельный протокол MathWorks с обратным давлением. Кроме того, считывающее устройство может гарантировать, что буфер кадров синхронизирован с таймингами видео в нисходящем направлении путем передачи сигнала протокола FSYNC. Канал передачи данных включает в себя механизм видео-DMA (VDMA), и буферами внешней памяти управляют как круговым буфером полных видеокадров. Структура канала идентична структуре канала типа AXI4 Stream FIFO ".
AXI4-Random Access - моделирует соединение между двумя аппаратными алгоритмами через внешнюю память, используя упрощенный протокол AXI4-Master MathWorks. И писатель, и читатель - мастера, канал - раб в обоих случаях. Внешняя память не управляется (отсутствуют логические буферы и циклический буфер). Для обеспечения целостности данных именно считывающее устройство и устройство записи должны координировать время доступа. Дополнительные сведения см. в разделе Упрощенный главный интерфейс AXI4.
Это изображение представляет собой концептуальное представление блока канала памяти с произвольным доступом к памяти для записи и произвольным доступом к памяти для чтения.
Дополнительные сведения о доступных протоколах см. в разделе Протоколы внешних каналов памяти.
Hardware board - Просмотр или изменение текущих параметров оборудованияЭто свойство доступно только для чтения.
Этот параметр отображает ссылку на выбранную в данный момент плату аппаратных средств. Щелкните ссылку, чтобы открыть параметры конфигурации и настроить настройки, или выберите другую плату.
Для получения дополнительной информации о параметрах конфигурации см. описание FPGA (mem-каналы).
Show implementation info - Просмотр информации о каналеЭто свойство доступно только для чтения.
Этот параметр показывает ссылку на информацию о реализации, специфичную для модели. Щелкните ссылку для просмотра информации (откроется в новом окне).
Channel type - Выбор протокола каналаAXI4-Stream FIFO (по умолчанию) | AXI4-Stream to Software via DMA | Software to AXI4-Stream via DMA | AXI4-Stream Video FIFO | AXI4-Stream Video Frame Buffer | AXI4 Random AccessУкажите протокол для канала. Выберите одно из следующих значений:
AXI4-Stream к программному обеспечению через DMA
Программное обеспечение для AXI4-Stream через DMA
AXI4 Поток FIFO
AXI4 Потоковое видео FIFO
AXI4 Буфер потоковых видеокадров
AXI4 Произвольный доступ
Дополнительные сведения о протоколах каналов памяти см. в разделе Протоколы внешних каналов памяти.
Region size (bytes) - Размер памяти, выделенной для региона, в байтах Это свойство доступно только для чтения.
Размер региона в байтах. Это значение рассчитывается как количество буферов, умноженное на размер буфера.
Пример: Если размер буфера равен 1024, а количество буферов равно 8, то размер области равен 8192.
Buffer size (bytes) - Размер буфера, в байтахУкажите размер каждого буфера в области в байтах.
При установке размера пакета и буфера применяются следующие правила.
Длина пакета для данного интерфейса канала, вычисленная в байтах, должна быть меньше 4096 байт. Для вычисления размера пакета в байтах скалярный тип данных интерфейса канала преобразуется в байты и затем умножается на длину пакета.
Длина пакета может быть установлена выше 256, но предупреждает, если генерируется целевая платформа на основе AXI. Системы памяти на основе AXI имеют максимальную длину пакета 256.
Длина канала должна быть целым числом, кратным длине пакета, или длина пакета должна быть целым числом, кратным длине канала. То есть должна быть возможность либо разделить данные входящего канала на целое количество пакетов, либо собрать целое количество данных входящего канала на один пакет.
Размер буфера должен быть целым числом пакетов. Это должно быть верно как для размера пакета устройства записи (после преобразования его длины пакета в байты), так и для размера пакета устройства чтения (после преобразования его длины пакета в байты).
Вычисленное количество пакетов в буфере не должно превышать 5000. Это временное ограничение, основанное на внутренней обработке событий в модели памяти. Это может произойти с областями общей памяти, которые имеют большие размеры буфера (например, для видеокадров 1080p), и интерфейсами каналов, которые задают меньшие размеры пакетов. Как правило, при больших кадрах необходимо использовать пакеты размером, близким к пределу 4096 байт.
Скалярный тип данных интерфейса канала, преобразованный в плоскую ширину данных канала (т.е. tdata в реализации), не может превышать 128 бит.
В следующей таблице приведены примеры наборов хороших и плохих параметров.
Примеры параметров Burst и Buffer
| Тип данных канала | Размеры канала | Длина пакета | Размер пакета | Хорошо/Плохо | Почему? |
|---|---|---|---|---|---|
| uint8 | [1 1] | 1024 | 2048 | Хорошо | Это простая 8-битная транзакция данных. |
| uint8 | [1 3] | 1024 | 4096 | Хорошо | Это может представлять пиксель RGB из блока панели инструментов Vision HDL. Он преобразуется в 24-битные упакованные данные и дополняется 8 битами, чтобы стать 32-битной (4-Byte) шиной tdata в память. Размер пакета равен 1024 * 4B = 4096B. |
| fixdt (0,10,0) | [1 3] | 1024 | 4096 | Хорошо | Он преобразуется в 30-битный упакованный пиксель с 2 битами заполнения. |
| fixdt (0,12,0) | [1 3] | 1024 | 8192 | Хорошо | Это приводит к 36-битному упакованному пикселю, который распространяется на 64-битные данные. Эти данные соответствуют текущему пределу 128-разрядных данных tdata. |
| fixdt (0,48,0) | [1 3] | 1024 | 8192 | Плохо | Это приводит к тому, что 144-битный упакованный пиксель нарушает текущий предел 128-битовых данных. |
| uint8 | [120 160 3] | 1024 | 4096 | Плохо | Скалярные данные представляют собой 24-разрядные данные, дополненные 32-разрядными данными tdata. Длина канала равна 120 * 160 = 19200. Длина пакета 1024 не делится равномерно 19200. |
| uint8 | [120 160 3] | 120 | 480 | Хорошо | Скалярные данные представляют собой 24-разрядные данные, дополненные 32-разрядными данными tdata. Длина канала равна 120 * 160, а поскольку длина пакета равна 120, длина канала равна 160 пакетам. Размер буфера точно равен 1 кадру (120 * 160 * 4), вычисленному в байтах. |
Number of buffers - Количество буферов в регионеРазделите область на буферы. Разная скорость между устройством чтения и устройством записи замедляет работу устройства. Например, медленное считывание заставляет устройство записи заканчивать буферы и блокировать устройство записи, эффективно замедляя скорость считывания. Аналогичным образом, медленное устройство записи заставляет устройство чтения заканчивать буферы и блокировать устройство считывания, эффективно замедляя его до скорости записи.
Определение 1 - С помощью одного буфера осуществляется управление доступом, чтобы убедиться, что буфер записан, затем считан, затем записан следующий буфер и так далее.
Определение 2: С двумя буферами доступ к памяти переключается в режиме «назад и вперед». Устройство записи записывает первый буфер, затем, пока устройство чтения читает его, устройство записи может записать второй буфер.
Определение NN буферы, доступ к памяти имеет шаблон кольцевого буфера. Устройство записи может постоянно записывать до тех пор, пока доступны буферы. Когда буфер завершен, он становится доступным для считывателя. Устройство записи и устройство считывания пересекают N буферов в круговом шаблоне. Пока устройство записи и устройство считывания поддерживают одинаковые скорости, буферизация предотвращает блокировку.
Если для параметра Тип канала задано значение AXI4-Stream to Software via DMA или Software to AXI4-Stream via DMA, параметр Number of buffers должен быть целым числом от 3 до 64.
Burst length - Длина пакета для транзакций памятиДлина пакетов для этого соединения на шине памяти в единицах скалярных данных. Скалярная единица является типом упакованных данных. Укажите размер пакета для доступа устройства записи и устройства чтения к каналу.
Данные канала всегда передаются в модель памяти с использованием пакетных транзакций, независимо от типа канала. Для AXI4 конфигурации алгоритм-логика отвечает за определение пакета через сигналы протокола.
Для конфигураций потоковых данных параметр Burst Length определяет размер пакета в память, а сигнал канальных данных определяет размер каждой передачи на интерфейсе.
При установке длины пакета необходимо учитывать параметр Buffer size (bytes).
Этот параметр не отображается, если для параметра Channel type установлено значение AXI4 Random Access.
Параметр длины пакета записи не отображается, если для параметра «Тип канала» установлено значение Software to AXI4-Stream via DMA
Параметр reader Burst length не отображается, если для параметра Channel Type установлено значение AXI4-Stream to Software via DMA
Use hardware board settings - Использовать настройки реализации аппаратных средств из параметров конфигурацииЧтобы использовать ту же настройку для всей модели, что и в параметрах конфигурации, установите этот флажок. Снимите флажок, чтобы настроить параметры для этого канала. При использовании специфичных для канала настроек значения по-прежнему проверяются на соответствие аппаратным ограничениям. Для установки этих значений в параметрах конфигурации см. FPGA design (mem-каналы).
Этот параметр не отображается, если для параметра Тип канала установлено значение AXI4 Random Access.
Reader/Writer use same values - Устройство чтения и устройство записи используют одни и те же значенияУстановите этот флажок, чтобы использовать один и тот же параметр межсоединений для устройства чтения и устройства записи этого канала. Снимите флажок, чтобы настроить различные параметры для устройства чтения и устройства записи. Очистка устройства чтения/записи с использованием одинаковых значений позволяет ввести значение для стороны устройства записи и значение для стороны устройства чтения для следующих параметров:
Глубина FIFO (количество всплесков)
Почти полная глубина
Тактовая частота (МГц)
Ширина данных (биты)
Этот параметр отображается, если для параметра Тип канала установлено значение AXI4-Stream FIFO, AXI4-Stream Video FIFO, или AXI4-Stream Video Frame Buffer.
FIFO depth (number of bursts) - Глубина FIFO для данных12 (по умолчанию) | скалярУкажите глубину данных FIFO, в единицах пакетов. Когда устройство записи не имеет буферов для записи, FIFO может поглощать данные до тех пор, пока буфер не станет доступным. Это значение является максимальным количеством пакетов, которые можно буферизовать перед отбрасыванием данных.
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Use hardware board settings (Использовать параметры платы аппаратных средств).
Если программа Reader/Writer использует одни и те же значения, то существуют два текстовых поля: одно для программы Writer и одно для программы Reader.
Этот параметр не отображается, если для параметра Channel type установлено значение AXI4 Random Access.
Параметр глубины FIFO устройства записи не отображается, если для параметра «Тип канала» установлено значение Software to AXI4-Stream via DMA
Параметр глубины FIFO считывателя не отображается, если для параметра «Тип канала» установлено значение AXI4-Stream to Software via DMA
Almost full depth - Глубина FIFO при подтверждении противодавления8 (по умолчанию) | скалярУкажите число, задающее сигнал противодавления от канала к источнику данных. Чтобы избежать сброса данных, установите высокий водяной знак, позволяющий производителю данных достаточно времени реагировать на обратное давление. Это число должно быть меньше глубины FIFO.
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Use hardware board settings (Использовать параметры платы аппаратных средств).
Если программа Reader/Writer использует одни и те же значения, то существуют два текстовых поля: одно для программы Writer и одно для программы Reader.
Этот параметр не отображается, если для параметра Channel type установлено значение AXI4 Random Access.
Параметр «Почти полная глубина» не отображается, если для параметра «Тип канала» установлено значение Software to AXI4-Stream via DMA
Параметр reader Почти полная глубина не отображается, если для параметра Тип канала установлено значение AXI4-Stream to Software via DMA
Clock frequency (MHz) - Частота межсоединений главного пути данных 100 (по умолчанию)Частота главного канала передачи данных к контроллеру межсоединений в МГц.
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Use hardware board settings (Использовать параметры платы аппаратных средств).
Если программа Reader/Writer использует одни и те же значения, то существуют два текстовых поля: одно для программы Writer и одно для программы Reader.
Этот параметр не отображается, если для параметра Channel type установлено значение AXI4 Random Access.
Параметр тактовой частоты устройства записи (МГц) не отображается, если для параметра «Тип канала» установлено значение Software to AXI4-Stream via DMA
Параметр reader Clock frequency (MHz) не отображается, если для параметра Channel Type установлено значение AXI4-Stream to Software via DMA
Data width (bits) - Ширина данных главного пути данных64 (по умолчанию) | скалярШирина данных главного пути данных к соединительному контроллеру в битах.
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Use hardware board settings (Использовать параметры платы аппаратных средств).
Если программа Reader/Writer использует одни и те же значения, то существуют два текстовых поля: одно для программы Writer и одно для программы Reader.
Если для параметра Channel type установлено значение AXI4 Random Access, параметр Data width (bits) (Ширина данных (битов)) устанавливается на битовую ширину, соответствующую параметру Data type и параметру Enable sample packing (Включить упаковку образцов).
Параметр writer Data width (bits) не отображается, если для параметра Channel Type установлено значение Software to AXI4-Stream via DMA
Параметр reader Data width (bits) не отображается, если для параметра Channel Type установлено значение AXI4-Stream to Software via DMA
Dimensions - Размеры входного сигнала данныхwrData может быть многомерным массивом. Укажите размер массива как целое число.
Если для параметра Тип канала установлено значение Software to AXI4-Stream via DMA, параметр Dimensions должен быть скалярным.
Пример: 1 - скалярный образец.
Пример: [10 1] - вектор из десяти скаляров.
Пример: [1080 1920 3] - кадр 1080p. Кадр включает в себя 1080 строк по 1920 пикселей на строку, и каждый пиксель представлен тремя значениями (для красного, зеленого и синего).
Data type - Тип данных устройства записиУкажите тип данных порта wrData. Для получения справки нажмите кнопку... кнопка. Это позволяет развернуть меню и отобразить помощник по типам данных.
Если для параметра Channel type установлено значение Software to AXI4-Stream via DMA, тип данных должен быть установлен в uint16, uint32, uint64, или fixdt(0,128,0).
Sample time - Интервал времени отбора пробУкажите дискретное время, в течение которого блок принимает входные данные, в секундах.
Этот параметр не отображается, если для параметра Channel type установлено значение Software to AXI4-Stream via DMA.
Enable sample packing (last signal dimension as channel) - Упакуйте данные по последнему размеру сигналаoff (по умолчанию) | onВыберите этот параметр, чтобы включить упаковку данных по последнему измерению сигнала. Блок канала памяти упаковывает данные по последнему измерению сигнала. Например, если типом данных канала является uint32, размеры: [1024 4]и если выбрать этот параметр, то канал памяти генерирует 1024 транзакции чтения или записи размером 128 бит. В этом примере, если очистить этот параметр упаковки образца, канал памяти генерирует 4096 транзакций по 32 бита каждая.
На этом рисунке показано выравнивание данных для сигнала с типом данных fixdt10[4x3]. Когда данные упакованы, три 10-битовых слова объединяются и расширяются на 2 бита до 32-битной выборки. Когда данные не упакованы, каждое 10-битовое слово расширяется до 16-битовой выборки.
На этом рисунке показано выравнивание данных для сигнала с типом данных uint8[8x3]. Когда данные упакованы, три 8-битовых слова объединяются и расширяются на 8 бит до 32-битовой выборки. Когда данные не упакованы, каждое 8-битовое слово представляется в виде 8-битовой выборки.
Суммарная ширина сглаженного сигнала не должна превышать 512 бит.
Этот параметр не отображается, если для параметра Channel type установлено значение Software to AXI4-Stream via DMA.
Output data signal matches input - Устройство чтения и устройство записи используют одни и те же значенияУстановите этот флажок, чтобы использовать те же размеры и тип данных для устройства чтения и устройства записи этого канала. Снимите флажок, чтобы настроить различные параметры для устройства чтения и устройства записи. Снимите флажок, чтобы настроить различные измерения и тип данных для интерфейсов устройства чтения и устройства записи.
Dimensions - Размеры выходного информационного сигналаrdData может быть многомерным массивом. Укажите размер массива как целое число.
Если для параметра Тип канала установлено значение AXI4-Stream to Software via DMA, параметр Dimensions должен быть скалярным.
Пример: 1 - скалярный образец.
Пример: [10 1] - вектор из десяти скаляров.
Пример: [1080 1920 3] - кадр 1080p. Кадр включает в себя 1080 строк по 1920 пикселей на строку, и каждый пиксель представлен тремя значениями (для красного, зеленого и синего).
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Output data signal matches input.
Data type - Тип данных считывателяУкажите тип данных порта rdData. Для получения справки нажмите кнопку... кнопка. Это позволяет развернуть меню и отобразить помощник по типам данных.
Если для параметра Channel type установлено значение AXI4-Stream to Software via DMA, тип данных должен быть установлен в uint16, uint32, uint64, или fixdt(0,128,0).
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Output data signal matches input.
Sample time - Интервал времени отбора пробУкажите дискретное время, в течение которого блок принимает входные данные, в секундах.
Чтобы включить этот параметр, выполните одно из следующих действий:
Задать тип канала как Software to AXI4-stream via DMA.
Задать тип канала как AXI4 Random Access и снимите флажок Output data signal matches input.
Enable sample packing (last signal dimension as channel) - Упакуйте данные по последнему размеру сигналаoff (по умолчанию) | onВыберите этот параметр, чтобы включить упаковку данных по последнему измерению сигнала. Блок канала памяти упаковывает данные по последнему измерению сигнала. Например, если типом данных канала является uint32, размеры: [1024 4]и если выбрать этот параметр, то канал памяти генерирует 1024 транзакции чтения или записи размером 128 бит. В этом примере, если очистить этот параметр упаковки образца, канал памяти генерирует 4096 транзакций по 32 бита каждая.
На этом рисунке показано выравнивание данных для сигнала с типом данных fixdt10[4x3]. Когда данные упакованы, три 10-битовых слова объединяются и расширяются на 2 бита до 32-битной выборки. Когда данные не упакованы, каждое 10-битовое слово расширяется до 16-битовой выборки.
На этом рисунке показано выравнивание данных для сигнала с типом данных uint8[8x3]. Когда данные упакованы, три 8-битовых слова объединяются и расширяются на 8 бит до 32-битовой выборки. Когда данные не упакованы, каждое 8-битовое слово представляется в виде 8-битовой выборки.
Суммарная ширина сглаженного сигнала не должна превышать 512 бит.
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Output data signal matches input и установите для параметра Channel type значение, отличное от AXI4-Stream to Software via DMA.
Use pixel clock sample times - Использовать время выборки пиксельных часовУстановите этот флажок, чтобы использовать время выборки пиксельных часов. Чтобы использовать время выборки тактового сигнала пикселя, необходимо использовать размеры скалярного пикселя. Он релевантен только при потоковой передаче пикселей. Если и устройство чтения, и устройство записи передают потоковые кадры, при установке этого флажка возникает ошибка.
Примечание
Если и считывающее устройство, и устройство записи используют сигналы с кадрами, размеры сигнала не являются скалярными, и синхронизация пикселей не может быть выведена. При выборе параметра Использовать время выборки пиксельных часов в этом случае возникает ошибка.
Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Тип канала значение AXI4-Stream Video FIFO или AXI4-Stream Video Frame Buffer.
Frame size - Размеры рамы480p SDTV (720x480p) (по умолчанию) |...Для приложений потоковой передачи видео часто можно определить размер кадра, и этот параметр отображается как значение только для чтения. Если его невозможно определить, выберите в раскрывающемся меню «Размер кадра».
Когда считывающее устройство или устройство записи используют кадрированные сигналы кадра с известными временными интервалами крыльца и гашения, размер кадра выводится из этих временных интервалов. Если устройство чтения или устройство записи является скаляром, а другое - нестандартным размером кадра, размер кадра не может быть определен, и получается ошибка.
Если для параметра Тип канала установлено значение AXI4-Stream Video Frame Buffer и устройство считывания, и устройство записи используют скалярные размеры для потоков пикселей, размер кадра выводится из BufferSize и TDATA и затем является значением только для чтения.
Если для параметра Тип канала установлено значение AXI4-Stream Video FIFO и устройство чтения, и устройство записи используют скалярные размеры для потоков пикселей, выберите размер кадра в качестве одного из следующих значений:
160x120p
480p SDTV (720x480p)
576p SDTV (720x576p)
720p HDTV (1280x720p)
1080p HDTV (1920x1080p)
320x240p
640x480p
800x600p
1024x768p
1280x768p
1280x1024p
1360x768p
1400x1050p
1600x1200p
1680x1050p
1920x1200p
16x12p (test mode)
Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Тип канала значение AXI4-Stream Video FIFO или AXI4-Stream Video Frame Bufferи выберите Использовать время выборки пиксельных часов.
Launch performance plots - Отображение показателей производительностиНажатие кнопки открывает графики производительности для канала памяти в новом окне. Дополнительные сведения о графиках производительности см. в разделе Диагностика моделирования.
Канал прерывания | Контроллер памяти | Генератор трафика памяти
