Потоковая передача данных через канал памяти
SoC Blockset/Память
Блок Memory Channel пропускает данные через внешнюю память. Концептуально он моделирует передачу данных между одним алгоритмом и другим через общую память. Алгоритмом может быть аппаратная логика (HW), модель процессора или устройства ввода-вывода. Алгоритм средства записи запрашивает доступ к памяти из блока Memory Controller. После предоставления доступа алгоритм средства записи записывает в буфер памяти. В модели хранение данных моделируется как буферы в канале. При развертывании на оборудовании данные направляются во внешнюю общую память.
Этот блок может быть сконфигурирован для поддержки любого из следующих протоколов:
AXI4-Stream to Software via DMA - Моделирует соединение между аппаратной логикой и программной задачей через внешнюю память. Средство записи помещает данные в канал, используя MathWorks® упрощение протокола потока AXI, и устройство считывания (процессор) получает данные из интерфейса драйвера DMA. Канал моделирует данные и программный стек этого соединения, включая FIFO, механизм DMA, соединительную и внешнюю память, прерывания, управление буфером ядра драйвера DMA и передачи данных в программную задачу. Для получения дополнительной информации об упрощенном протоколе потока AXI MathWorks, смотрите AXI4-Stream Interface.
Это изображение является концептуальным представлением блока Memory Channel, транслирующего данные из алгоритма FPGA в алгоритм процессора.
Software to AXI4-Stream via DMA - Моделирует соединение между аппаратной логикой и программной задачей через внешнюю память. Средство записи (процессор) транслирует данные в канал через драйвер DMA с помощью упрощенного протокола AXI-потока MathWorks. Канал моделирует данные и программный стек этого соединения, включая FIFO, механизм DMA, соединительную и внешнюю память, прерывания, управление буфером ядра драйвера DMA и передачи данных от программной задачи. Для получения дополнительной информации об упрощенном протоколе потока AXI MathWorks, смотрите AXI4-Stream Interface.
Это изображение является концептуальным представлением блока Memory Channel, транслирующего данные из алгоритма процессора в алгоритм FPGA.
AXI4-Stream FIFO - Моделирует соединение между двумя алгоритмами FPGA через внешнюю память. Средство записи помещает данные в канал как мастер с помощью упрощенного протокола AXI-потока MathWorks и считыватель получает данные из канала как ведомый по тому же протоколу. Канал ведет себя как память первого выхода (FIFO). Канал моделирует datapath соединения. Блок Memory Channel включает в себя FIFO промежуточного уровня пакета, механизм DMA, соединительный узел и внешнюю память. Сама внешняя память управляется как циклический буфер, где перед чтением необходимо записать буфер. Для получения дополнительной информации об упрощенном протоколе потока AXI MathWorks, смотрите AXI4-Stream Interface.
Это изображение является концептуальным представлением блока Memory Channel, транслирующего данные от одного алгоритма FPGA к другому алгоритму FPGA.
AXI4-Stream Video FIFO - Моделирует соединение между двумя аппаратными алгоритмами через внешнюю память. Эта структура канала подобна строению AXI4 Stream FIFO, но средство записи и чтения используют протокол потокового пикселя MathWorks вместе с сигналом обратного давления. Для получения дополнительной информации смотрите AXI4-Stream Video Interface.
AXI4-Stream Video Frame Buffer - Моделируйте соединение между двумя аппаратными алгоритмами через внешнюю память, используя полные буферы видеокадров. Протокол является протоколом потокового пикселя MathWorks с обратными давлениями. Кроме того, считывающее устройство может гарантировать, что буфер системы координат синхронизируется с нижестоящими частотами видео путем подачи сигнала протокола FSYNC. Datapath включает в себя механизм Video-DMA (VDMA), и буферы внешней памяти управляются как циклический буфер полных видеокадров. Структура канала идентична структуре AXI4 Stream FIFO типа канала.
AXI4-Random Access - Моделируйте соединение между двумя аппаратными алгоритмами через внешнюю память, используя упрощенный протокол AXI4-Master MathWorks. И средство записи, и читатель являются мастерами, канал является рабом в обоих случаях. Внешняя память неуправляемая (логических буферов нет, циркулярного буфера нет). Reader и средство записи должны координировать синхронизацию по доступам, чтобы гарантировать целостность данных. Для получения дополнительной информации см. раздел Упрощенный интерфейс AXI4 Master.
Это изображение является концептуальным представлением блока Memory Channel с случайным доступом к памяти для записи и случайным доступом к памяти для чтения.
Дополнительные сведения о доступных протоколах см. в разделе Протоколы канала внешней памяти.
Hardware board - Просмотр или изменение текущих аппаратных параметровЭто свойство доступно только для чтения.
Этот параметр показывает ссылку на выбранную на данный момент аппаратную плату. Щелкните ссылку, чтобы открыть параметры конфигурации и настроить настройки или выбрать другую плату.
Для получения дополнительной информации о параметрах конфигурации смотрите проект FPGA (mem-каналы).
Show implementation info - Просмотр информации о каналеЭто свойство доступно только для чтения.
Этот параметр показывает ссылку на информацию реализации, специфическую для модели. Щелкните ссылку, чтобы просмотреть информацию (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 буфера видеокадра потока
AXI4 случайный доступ
Дополнительные сведения о протоколах канала памяти см. в разделе Протоколы канала внешней памяти.
Region size (bytes) - Размер памяти, выделенной для области, в байтах Это свойство доступно только для чтения.
Размер в байтах области. Это значение вычисляется как количество буферов, умноженное на buffer size.
Пример: Если размер буфера равен 1024, и количество буферов установлено равным 8, то размер области равен 8192.
Buffer size (bytes) - Размер буфера, в байтахЗадайте размер в байтах каждого буфера в области.
Следующие правила применяются при установке размера пакета и буфера.
Длина пакета для данного интерфейса канала, рассчитанная в байтах, должна быть менее 4096 байт. Чтобы вычислить размер пакета в байтах, скалярный тип данных интерфейса канала преобразуется в байты, а затем умножается на длину пакета.
Длина пакета может быть установлена выше 256, но будет предупреждать, если генерируется на целевой платформе 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 портировать входящие данные канала на целое количество пакетов, либо собрать целое количество входящих данных канала на один пакет.
Значение Buffer size должно быть целым количеством пакетов. Это должно быть верно как для размера пакета средства записи (после преобразования его длины пакета в байты), так и для размера пакета читателя (после преобразования длины пакета в байты).
Рассчитанное количество пакетов в буфере не должно превышать 5000. Это временное ограничение, основанное на внутренней обработке событий в модели памяти. Это может происходить с общими областями памяти, которые имеют большие размеры буфера (например, для видеокадров 1080p), и канальными интерфейсами, которые задают меньшие размеры пакета. Как правило, при больших системах координат должны использоваться пакеты размеров, близких к пределу 4096 байт.
Скалярный тип данных интерфейса канала при преобразовании в плоскую ширину данных канала (то есть tdata в реализации) не может превышать 128 бит.
В следующей таблице приведены примеры хороших и плохих наборов параметров.
Примеры параметров пакета и буфера
| Тип данных канала | Размерности канала | Длина пакета | Размер пакета | Хороший/Плохой | 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 Vision HDL Toolbox. Он преобразуется в 24-битные упакованные данные и заполняется 8 битами, чтобы стать 32-битной (4-Byte) шиной tdata в память. Размер пакета 1024 * 4B = 4096B. |
| fixdt (0,10,0) | [1 3] | 1024 | 4096 | Хорошо | Это 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 простирается до 64-битной tdata. Эти данные соответствуют пределу тока 128-битной tdata. |
| fixdt (0,48,0) | [1 3] | 1024 | 8192 | Плохо | Это приводит к тому, что 144-битовый упакованный пиксель нарушает предел 128-битовой tdata. |
| uint8 | [120 160 3] | 1024 | 4096 | Плохо | Скалярные данные являются 24-битными, заполненными 32-битной tdata. Длина канала составляет 120 * 160 = 19200. Длина всплеска 1024 неравномерно делит 19200 год. |
| uint8 | [120 160 3] | 120 | 480 | Хорошо | Скалярные данные являются 24-битными, заполненными 32-битной tdata. Длина канала составляет 120 * 160, и, поскольку длина пакета 120, длина канала составляет 160 пакета в размере. Размер буфера в точности равен 1 кадру (120 * 160 * 4), рассчитанный в байтах. |
Number of buffers - Количество буферов в областиРазделите область на буферы. Разрозненная скорость между считывателем и средством записи замедляет более быстрое устройство. Например, медленный читатель заставляет средство записи заканчивать буферы и блокировать средство записи, эффективно снижая скорость чтения. Точно так же медленное средство записи заставляет читатель заканчивать буферы и блокировать считыватель, эффективно замедляя его до скорости средства записи.
Определение 1 - С одним буфером доступ управляется, чтобы убедиться, что буфер записан, затем он читается, затем записывается следующий буфер и так далее.
Определение 2: С двумя буферами, переключатели доступа к памяти в шаблоне «назад и вперед». Первый буфер записывает средство записи, затем, пока читатель его читает, средство записи может записать второй буфер.
Определение NN буферы, доступ к памяти имеет шаблон «кольцо-буфер». Средство записи может постоянно записывать, пока доступны буферы. Когда буфер завершен, он становится доступным для читателя. Средство записи и чтения проходит через N буферов по круговому шаблону. Пока средство записи и читатель поддерживают сходные скорости, буферизация предотвращает блокировку.
Когда вы устанавливаете параметр Channel type равным AXI4-Stream to Software via DMA или Software to AXI4-Stream via DMAпараметр 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. Скалярным модулем является тип упакованных данных. Задайте размер пакета для Writer и Reader доступа к каналу.
Данные канала всегда передаются в модель памяти с помощью пакетных транзакций, независимо от типа канала. Для строения AXI4 алгоритм-логика отвечает за определение пакета через сигналы протокола.
Для строений потоковых данных параметр Burst Length определяет размер пакета в память, а сигнал data канала определяет размер каждой передачи на интерфейсе.
При установке длины пакета необходимо учитывать параметр Buffer size (bytes).
Этот параметр не виден, когда параметр Channel type установлен в AXI4 Random Access.
Параметр средства записи Burst length не видим, когда параметр Channel Type установлен в Software to AXI4-Stream via DMA
Параметр Burst length Reader не видим, когда параметр Channel Type установлен в AXI4-Stream to Software via DMA
Use hardware board settings - Используйте настройки аппаратной реализации из параметров конфигурацииЧтобы использовать ту же настройку всей модели, что и в параметрах конфигурации, выберите это поле. Снимите флажок, чтобы настроить настройку для этого канала. При использовании настроек для конкретного канала значения все еще проверяются на соответствие ограничениям для конкретного оборудования. Для установки этих значений в параметрах конфигурации смотрите проект FPGA (каналы mem).
Этот параметр не виден, когда Channel type установлено на AXI4 Random Access.
Reader/Writer use same values - Устройство чтения и средство записи используют одинаковые значенияУстановите этот флажок, чтобы использовать ту же настройку соединения для устройства чтения и средства записи этого канала. Снимите флажок, чтобы настроить различные параметры для читателя и средства записи. Очистка Reader/Writer use same values позволяет вам ввести значение для стороны средства записи и значение для стороны чтения для следующих параметров:
FIFO depth (number of bursts)
Almost-full depth
Clock Frequency (MHz)
Data width (bits)
Этот параметр видим, когда Channel type установлено на AXI4-Stream FIFO, AXI4-Stream Video FIFO, или AXI4-Stream Video Frame Buffer.
FIFO depth (number of bursts) - Глубина FIFO для данных12 (по умолчанию) | скаляромЗадает глубину данных FIFO, в единицах пачек. Когда средство 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 могут быть буферизованы до удаления данных.
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Use hardware board settings.
Когда Reader/Writer use same values удалено, существует два текстовых поля: одно для Writer и одно для Reader.
Этот параметр не виден, когда параметр Channel type установлен в AXI4 Random Access.
Параметр средства записи FIFO depth не видим, когда параметр Channel Type установлен в Software to AXI4-Stream via DMA
Параметр FIFO depth Reader не видим, когда параметр Channel Type установлен в AXI4-Stream to Software via DMA
Almost full depth - Глубина FIFO при установлении противодавления8 (по умолчанию) | скаляромЗадайте число, которое утверждает сигнал противодавления от канала к источнику данных. Чтобы избежать сброса данных, установите высокий водяной знак, позволяя производителю данных достаточно времени, чтобы реагировать на противодавление. Это число должно быть меньше глубины FIFO.
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Use hardware board settings.
Когда Reader/Writer use same values удалено, существует два текстовых поля: одно для Writer и одно для Reader.
Этот параметр не виден, когда параметр Channel type установлен в AXI4 Random Access.
Параметр средства записи Almost full depth не видим, когда параметр Channel Type установлен в Software to AXI4-Stream via DMA
Параметр Almost full depth Reader не видим, когда параметр Channel Type установлен в AXI4-Stream to Software via DMA
Clock frequency (MHz) - Частота межсоединений главного datapath 100 (по умолчанию)Частота главного контроллера данных к контроллеру межсоединений в МГц.
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Use hardware board settings.
Когда Reader/Writer use same values удалено, существует два текстовых поля: одно для Writer и одно для Reader.
Этот параметр не виден, когда параметр Channel type установлен в AXI4 Random Access.
Параметр средства записи Clock frequency (MHz) не видим, когда параметр Channel Type установлен в Software to AXI4-Stream via DMA
Параметр Clock frequency (MHz) Reader не видим, когда параметр Channel Type установлен в AXI4-Stream to Software via DMA
Data width (bits) - Ширина данных master datapath64 (по умолчанию) | скаляромШирина данных главного datapath для соединения контроллера в битах.
Чтобы включить этот параметр, снимите флажок Use hardware board settings.
Когда Reader/Writer use same values удалено, существует два текстовых поля: одно для Writer и одно для Reader.
Когда параметр Channel type установлен в AXI4 Random Access, параметр Data width (bits) устанавливается на ширину бита, соответствующую параметру Data type и параметру Enable sample packing.
Параметр средства записи Data width (bits) не видим, когда параметр Channel Type установлен в Software to AXI4-Stream via DMA
Параметр Data width (bits) Reader не видим, когда параметр Channel Type установлен в AXI4-Stream to Software via DMA
Dimensions - Размерности входного сигнала данныхwrData может быть многомерным массивом. Задайте размерность для массива как целое число.
Когда Channel type установлено на Software to AXI4-Stream via DMA, параметр Dimensions должен быть скалярным.
Пример: 1 - скаляр образец.
Пример: [10 1] - вектор из десяти скаляров.
Пример: [1080 1920 3] - система координат 1080p. Система координат включает 1080 линии по 1920 пикселей на строку, и каждый пиксель представлен тремя значениями (для красного, зеленого и синего).
Data type - Тип данных средству записи данныхУкажите тип данных порта wrData. Для получения справки нажмите кнопку .... Это расширяет меню и показывает Data Type Assistant.
Когда параметр Channel type установлен в Software to AXI4-Stream via DMA, тип данных должен быть установлен в uint16, uint32, uint64, или fixdt(0,128,0).
Sample time - Временной интервал отбора пробЗадайте дискретное время, в течение которого блок принимает входные данные, в секундах.
Этот параметр не виден, когда параметр Channel type установлен в Software to AXI4-Stream via DMA.
Enable sample packing (last signal dimension as channel) - Упаковать данные по последней размерности сигналаoff (по умолчанию) | onВыберите этот параметр, чтобы разрешить упаковку данных по последней размерности сигнала. Блок Memory Channel упаковывает данные по последней размерности сигнала. Для примера, если тип данных канала uint32, размерности [1024 4]и если вы выбираете этот параметр, то канал памяти генерирует 1024 транзакции чтения или записи 128 бит. В данном примере, если вы очищаете этот параметр упаковки выборки, канал памяти генерирует 4096 транзакций по 32 бита каждый.
Этот рисунок показывает, как данные выравниваются для сигнала с типом данных fixdt10[4x3]. Когда данные упакованы, три 10-битовых слова объединяются и расширяются на 2 бита до 32-битовой выборки. Когда данные не упакованы, каждое 10-битовое слово расширяется до 16-битовой выборки.
Этот рисунок показывает, как данные выравниваются для сигнала с типом данных uint8[8x3]. Когда данные упакованы, три 8-битовых слова объединяются и расширяются на 8 биты до 32-битовой выборки. Когда данные не упакованы, каждое 8-битное слово представлено в виде 8-битовой выборки.
Объединенная ширина сплющенного сигнала не должна превышать 512 бит.
Этот параметр не виден, когда параметр Channel type установлен в Software to AXI4-Stream via DMA.
Output data signal matches input - Устройство чтения и средство записи используют одинаковые значенияУстановите этот флажок, чтобы использовать те же размерности и тип данных для считывателя и средства записи этого канала. Снимите флажок, чтобы настроить различные параметры для читателя и средства записи. Снимите флажок, чтобы настроить различные размерности и тип данных для интерфейсов reader и writer.
Dimensions - Размерности выходного сигнала данныхrdData может быть многомерным массивом. Задайте размерность для массива как целое число.
Когда Channel type установлено на AXI4-Stream to Software via DMA, параметр Dimensions должен быть скалярным.
Пример: 1 - скаляр образец.
Пример: [10 1] - вектор из десяти скаляров.
Пример: [1080 1920 3] - система координат 1080p. Система координат включает 1080 линии 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 считывающих данныхУкажите тип данных порта rdData. Для получения справки нажмите кнопку .... Это расширяет меню и показывает Data Type Assistant.
Когда параметр Channel type установлен в 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 - Временной интервал отбора пробЗадайте дискретное время, в течение которого блок принимает входные данные, в секундах.
Чтобы включить этот параметр, выполните одно из следующих действий:
Установите Channel type как Software to AXI4-stream via DMA.
Установите Channel type как AXI4 Random Access и снимите флажок Output data signal matches input.
Enable sample packing (last signal dimension as channel) - Упаковать данные по последней размерности сигналаoff (по умолчанию) | onВыберите этот параметр, чтобы разрешить упаковку данных по последней размерности сигнала. Блок Memory Channel упаковывает данные по последней размерности сигнала. Для примера, если тип данных канала uint32, размерности [1024 4]и если вы выбираете этот параметр, то канал памяти генерирует 1024 транзакции чтения или записи 128 бит. В данном примере, если вы очищаете этот параметр упаковки выборки, канал памяти генерирует 4096 транзакций по 32 бита каждый.
Этот рисунок показывает, как данные выравниваются для сигнала с типом данных fixdt10[4x3]. Когда данные упакованы, три 10-битовых слова объединяются и расширяются на 2 бита до 32-битовой выборки. Когда данные не упакованы, каждое 10-битовое слово расширяется до 16-битовой выборки.
Этот рисунок показывает, как данные выравниваются для сигнала с типом данных uint8[8x3]. Когда данные упакованы, три 8-битовых слова объединяются и расширяются на 8 биты до 32-битовой выборки. Когда данные не упакованы, каждое 8-битное слово представлено в виде 8-битовой выборки.
Объединенная ширина сплющенного сигнала не должна превышать 512 бит.
Чтобы включить этот параметр, снимите Output data signal matches input флажок и установите Channel type значение кроме AXI4-Stream to Software via DMA.
Use pixel clock sample times - Использование шага расчета пиксельных часовУстановите этот флажок, чтобы использовать пиксельные шаги расчета. Чтобы использовать шаг расчета пиксельных часов, необходимо использовать скалярные размерности пикселей. Это актуально только при потоковой передаче пикселей. Если и устройство чтения, и средство записи транслируют системы координат, при установке этого флажка возникает ошибка.
Примечание
Если и считывающее устройство, и средство записи используют кадрированные сигналы, размерности сигнала не скаляра, и синхронизация пикселей не может быть выведена. Выбор Use pixel clock sample times в этом случае создает ошибку.
Чтобы включить этот параметр, установите Channel type равным AXI4-Stream Video FIFO или AXI4-Stream Video Frame Buffer.
Frame size - размерности системы координат480p SDTV (720x480p) (по умолчанию) |...Для приложений потоковой передачи видео Frame size часто могут быть выведены, и этот параметр показов как значение, доступное только для чтения. Когда это не может быть выведено, выберите Frame size из раскрывающегося меню.
Когда считывающее устройство или средство записи используют кадрированные сигналы системы координат с известными временными параметрами крыльца и гашения, Frame size выводится из этих временных параметров. Когда читатель или средство записи являются скаляром, а другой - нестандартным форматом кадра, Frame size не может быть выведено, и вы получите ошибку.
Когда Channel type установлено на AXI4-Stream Video Frame Buffer и устройство чтения и средство записи используют скалярные размерности для пиксельных потоков, Frame size выводится из BufferSize и TDATA и затем это значение только для чтения.
Когда Channel type установлено на AXI4-Stream Video FIFO и устройство чтения и средство записи используют скалярные размерности для пиксельных потоков, выберите Frame size 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, установите Channel type равным AXI4-Stream Video FIFO или AXI4-Stream Video Frame Buffer, и выберите Use pixel clock sample times.
Launch performance plots - Отображение показателей эффективностиНажатие кнопки открывает графики эффективности для канала памяти в новом окне. Для получения дополнительной информации о графиках эффективности см. Раздел «Диагностика симуляции».
Interrupt Channel | Memory Controller | Memory Traffic Generator
