Имеется: ADC (100 МГц, 4 канала), FPGA, Ethrnet PHY. Необходимо осуществить приём данных от АЦП и передачу их по Ethernet.
Для приёма-передачи по Ethernet используется Nios + SgDMA_MEMtoST + SgDMA_STtoMEM + TSE. Вопрос - каким образом лучше организовать приём данных с АЦП с максимальной скоростью и передать их по Ethernet. Видится вариант решения задачи следующим образом:
1. Создать собственный модуль для приёма данных с АЦП и их преобразования в Avolon ST (ADC_to_AvalonST)
2. Далее забираем данные с помощью SgDMA Stream->Memory (SgDMA_STtoMEM) и записываем в память
3. При помощи SgDMA Memory->Stream (SgDMA_MEMtoST) передаём данные из памяти на TSE

ADC_to_AvalonST => SgDMA_STtoMEM => Memory => SgDMA_MEMtoST => TSE

Пусть данные АЦП 8-битные.
Тогда: 100МГц х 4канала х 8 = 3,2 ГБит/сек.
Нет-ли ошибки?
Или передаются накопленные за ограниченный период данные?

И какую же скорость передачи нужно обеспечить? И что будет принимать такой поток?


Лучше так: ADC_to_AvalonST => udp_tx_offload => TSE. Это упрощенная схема, более полная выглядит так:

Компонент "udp_tx_offload" находится в папке "IP" проекта "sdr400cpu_ng". vadimuzzz, автор проекта, выложил его в этой теме.

На данном этапе это не принципиально, будут ещё DDC-конверторы стоять, задача запихнуть данные в TSE которым рулит Nios, чтобы не сильно грузить процессор при использовании максимально возможной частоты АЦП.



Скорость до 1Gb/s, передаваться будут не все данные, пока расчёт идёт на максимально возможную скорость.



Спасибо, буду пробовать.

Все-таки, Ваш вариант решения надежнее.

Здравствуйте. Посмотрел проект и ip-core udp_tx_offload от автора vadimuzzz. Прикрутил по-быстрому к своему проекту, что-то заработало, данные передаются, но со всеми особенностями udp_tx_offload пока не разбирался. Насколько понимаю - непосредственно udp_tx_offload - немного не то, что имелось в виду. Фактически udp_tx_offload - реализация UDP на уровне железа. В моём случае UDP, ARP, ICMP уже реализованы на программном уровне, возможно, тут есть свои преимущества, но пока вопрос не в этом.
Ethernet уже есть, вопрос - каким образом прокачать максимально возможный поток данных от источника (в моём случае АЦП) извне SOPC-системы, чтобы не сильно грузить Nios, и чтобы оставалиль рабочими UDP, ARP, ICMP.
Ваш вариант с использованием Avalon-ST Multiplexer видится приемлемым, но пока не использовал данное ядро. Как понимаю, Nios должен будет выбирать - какой поток выдать на TSE (либо например ответ на ARP запрос, который формируется софтом, либо udp-пакет с данными от АЦП, который формируется на уровне железа). При использовании второго варианта видятся сложности с длинной udp пакета (может это и не так).

Сообщение отредактировал doom13 - Jun 14 2013, 08:47

Варианты реализации:


Сообщение отредактировал doom13 - Jun 14 2013, 08:47

Если можно, то ответьте на мой вопрос: зачем Вам в данном случае нужна именно ПЛИС? Ведь задача получения данных от АЦП вполне тривиальна и ДМА есть в любом микроконтроллере. Стык с Ethrnet - гигабитный МАС - тоже не проблема. А уж обработка данных для Ethrnet в быстром процессоре всяко будет быстрее и дешевле, чем в ПЛИС...
Так зачем же идти по дорогому и трудному пути?

Если я правильно Вас понимаю, Вы имели в виду использование FPGA + DSP. FPGA принимает данные от АЦП, далее процессор выплёвывает их в Ethernet (АЦП –100 МГц, 4 канала, 16 бит, DDR LVDS интерфейс по 2 линии на канал, общий frame clock и bit clock). Но на плате не предусматривается использование DSP. Вообще разрабатывается прототип платы с 4-мя такими АЦП, и, при использовании максимально возможной частоты АЦП, Ethernet не сможет прокачать такой поток данных:

16 * 4 * 4 * 50MHz = 12.8 Gb/s

Предусматриваются ещё оптоволоконные трансиверы для использования АЦП на максимальной частоте.
Ethernet ставится с целью возможности замены старой системы с расчётом на максимальный поток данных:

16 * 4 * 4 * 1,28 MHz = 327.68 Mb/s

Или

(16 * 2) * 4 * 4 * 1.28 MHz = 655.36 Mb/s (комплексные данные)

..на каком микроконтроллере 1G не проблема ?

Тексосовские DSP или фрискейловские imx

Это у которых в ерате указано про ограничение в 400 Мбит/с?

Пока мне этого будет достаточно. Вопрос каким образом проще и правильнее запихнуть данные в TSE, которым управляет NIOS. Пока попробовал использовать Avalon ST multiplexer, чтобы разобраться с предложенным Konst_777 способом решения моей задачи. Передача пошла, но только с одного входа (in0) Avalon ST multiplexer. На один вход mux подаётся TSE RX (получился своеобразный loopback), на другой - SgDMA Memory to Stream. В итоге работает передача только от одного источника, если их поменять местами - то начинает работать от другого.

несколько соображений по теме.
во-первых нужен компонент, который будет складывать данные с АЦП в некоторый буфер. буфер желательно побольше, чтобы payload максимизировать. во-вторых нужен некий планировщик (скорее всего в составе первого компонента), который будет распределять память между каналами. а вот дальше надо определиться, сливать данные большими пачками, либо изобразить некий риалтайм (с соотв. понижением частот АЦП). почему имеет смысл использовать udp_tx_offload: он позволяет располагать в памяти данные для передачи в "сыром" виде, без заголовков и прочей шелухи. причем непрерывным куском в памяти. фактически, дескриптор для этого компонента - это указатель + длина пакета, причем пишется через регистры. копирование из памяти в память процессором (а именно это и происходит в основном при формировании заголовков) - это одно из узких мест ниоса. т.о. при использовании аппаратного ускорения задача сведется к передаче буфера по его заполнении (вариант с передачей большими пачками), либо по прерыванию от компонента-планировщика (если выберете вариант с риалтаймом). на правах ИМХО

вдогонку: при использовании udp_tx_offload можно оставить программную реализацию протоколов, потом всегда можно переделать.

Все таки, какой тип задачи Вы решаете:

1. Регистрация данных с последующей их обработкой в нереальном времени.
2. Обработка данных в реальном времени.

Анализируя эту тему можно предположить, что Ваш проект относится к типу 2. Но, может быть, Вы пытаетесь решать задачу 1, как задачу 2? В этом случае, скорее всего, Вы совершаете ошибку.


Как Вам уже объяснил vadimuzzz, программное формирование UDP пакетов с данными АЦП не позволит получить скорость обмена 40 Мбайт/сек. В то время как аппаратное способно обеспечить и 100 Мбайт/сек. Другой вопрос, что будет принимать такой поток и сумеет ли оно его обработать.


Поскольку vadimuzzz сейчас посещает этот форум, то вместо фразы "проект в студию!" рекомендую Вам пригласить Вадима для участия в Вашем проекте. Это позволит Вам сэкономить деньги и время, обеспечить высокое качество и сохранить приватность Вашей разработки.