Cyclone V SoC : как увеличить скорость передачи Ethernet и снизить загрузку процессора? Опции

[Juzujka]

Имеется development kit, на котором единственный Ethernet приделан к HPS.
Мне нужна скорость > 20 МБ/с при низкой загрузке процессора, < 10 %.

Тестировал я с помощью программы вроде этой:

Код

for(i1 = 0; i1 < i2; i1++)
{
    sent_size += sendto(sock, buf_frame, packet_size, 0,
        (struct sockaddr *) &echoclient,
        sizeof(echoclient));
    //usleep(sleep_us); /// commented to test max rate, uncommented to reduce CPU load
}

При размере пакета packet_size = 8192 я получил 86,2 МБ/с, 100 % загрузка процессора.
Чтобы эмулировать снижение нагрузки я расскомментировал usleep(sleep_us).
При sleep_us = 450, packet_size=8192 получил 13.56 MB/s , 17 % загрузки процессора.
14 МБ/с - мало, 17 % - много.
Есть ли пути увеличить скорость Ethernet и уменьшить загрузку процессора на Cyclone V HPS ?

[johan]

Вы используете TCP или UDP?
Вы хотите использовать большие (jumbo) фреймы для передачи (packet_size = 8192)?

[Nitrex]

Вы используете TCP или UDP?
Вы хотите использовать большие (jumbo) фреймы для передачи (packet_size = 8192)?

А есть разница в скорости при использовании UDP или TCP?

[johan]

А есть разница в скорости при использовании UDP или TCP?

Ну, смотрите:
TCP гарантирует доставку и ждет ответов от получателя, следовательно пока не отреагировала та сторона некоторое время мы будем простаивать и ждать ответа. Так же необходимо следить за состоянием сессии и т.д.
TCP заголовок 16 байт (если без опций смотреть), а UDP заголовок - 8. Следовательно при одной и той же длине пакета с UDP можно передать на 8 байт больше с каждым пакетом.
Для TCP обязательно рассчитывать контрольную сумму (а она считается в том числе и по данным), для UDP контрольную сумму можно не рассчитывать и заполнить нулями (т.е. снизить нагрузку на процессор дополнительными расчетами, однако все эти расчеты может делать сетевая карточка/встроенное MAC-ядро в HPS, если это поддерживается и настраивается).

Так, в случае UDP можно заранее подготовить весь заголовок (если известно куда отправляются данные и получатель не меняется), и только подставлять данные (просто склеивая) и отправлять целый пакет (с Ethernet/IP/UDP заголовками) через RAW сокет.

Разница между TCP и UDP есть. Не думаю, что на HPS UDP НАМНОГО будет быстрее, чем TCP, он немного проще, вот и всё.

Если использовать Jumbo фреймы, то можно немного снизить нагрузку (будет меньше прерываний и пакетов в принципе).
В доке Cyclone V Hard Processor System Technical Reference Manual в разделе про EMAC написано:

Programmable frame length supporting standard and jumbo Ethernet frames (with size up to 3800 bytes)

Насколько это работает в этом MAC-ядре я не знаю - не пробовал.

Если данные, которые вы передаетё хорошо сжимаются, то можно попробовать сжимать, а потом передавать