チームまるたかのfpgaの開発 環境と参考...
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チームまるたかのFPGAの開発環境と参考文献の紹介
まるたか
使用しているFPGAボード(1) La+ceECP3 Versa Development Kit
• FPGAボード – La+ce La+ceECP3 – 1000Base-‐T x2 – PCI Express 1.0
• 開発ツール – La+ce Diamond (Synplify)
• 価格 – $99
• 参考URL – 公式サイト: hPp://bit.ly/MIXZmE – 販売サイト: hPp://bit.ly/LrOSBh
使用しているFPGAボード(2) NetFPGA 1G
• FPGAボード – Xilinx Vertex II Pro – 1000Base-‐T x4 – PCI-‐X
• 開発ツール – ISE 10.1 SP3
• 価格 (アカデミック) – $599
• 参考URL – NetFPGA Project (10Gは開発中) , hPp://bit.ly/JX9aGI – 販売サイト, hPp://bit.ly/enabdB
FIBNICの性能計測用 FPGAボードの開発環境
FIBNICの性能計測用+debug用回路作成マシン IBM Thinkcenter (celeron 2.xGHz)にNetFPGA (画面左側, PCI-‐X)をさして開発に使用 JTAG経由で論理合成した回路をやきこむ
使用しているVerilog-‐HDLシミュレータ
• Verilog-‐HDLシミュレータ – Icarus verilog – GPL Cver
• シミュレーション波形表示 – GTKWave
PCI/PCI Express回路デバッグ環境
• PCIトランザクションのread回路が間違っているとPCごとクラッシュするので、起動が早く軽量な1フロッピー MS-‐DOSを使用
• MS-‐DOS使用コマンド – “redpci”, PCI base address 確認 – “memory”, PCIのregister内容確認
テスト環境
I/F:Port1 IP:10.0.21.1/24 MAC:
I/F:Port0 IP:10.0.20.1/24 MAC:
I/F:ETH0 IP:10.0.20.10/24 MAC:
I/F:Port0 IP:10.0.20.105/24 MAC:
I/F:Port1 IP:10.0.21.105/24 MAC:
DUT I/F:Port2 IP:10.0.22.1/24 MAC:
I/F:Port3 IP:10.0.23.1/24 MAC:
MEASURE
HOST
PCI/PCI Express回路デバッグ環境
ネットワーク機器のLatency (clock数)をMS-‐DOSで計測中。 画面中 memory address E900000がPCI base addressの先頭で、 E9000037の’A5’が作成した回路 を使って計測したclock数。 1000Base-‐T (125MHz)なので1 clock = 8 ns。つまり、0xA5 * 8 = 1,320 ns ここから使用しているLANケーブルのみのlatency: 376 nsを引いた 944 nsがこの機器のlatencyになる
比較評価用のデータ計測中
La+ce FPGAボードの開発環境
LED表示の結果を確認するために 怪しいPCI express延長ケーブル(数百円) を使用
計測結果 (2012/5/23 2:00 AM時点)
• Loopback(ケーブルのみ): 47*8 = 376 ns • FIBNIC: 952 : 166*8 = 1320 ns • BUFFALO LSW2-‐GT-‐8NSRR (スイッチングハブ): 1352 :
216*8 ns • BUFFALO LSW2-‐GT-‐5NSR (スイッチングハブ): 1360 :
0xD9 x 8 = 1736 ns • 某社L3スイッチ (L2 switchモード): 5616 : 0x2ED * 8 =
5992 ns – ※ ARPパケットを送信する回路がうまく動かなく、L3計測は失敗
使用している参考書籍
• PCI回路 開発向け – PCIデバイス設計入門―PCIバスの原理からHDLによるIC設計&デバッ
グ手法まで • PCI Express回路 開発向け
– Interface CQ出版社 (2009/1-‐ 連載) 徹底解説 作ればわかるPCI Express ※図書館でバックナンバーを借りる
• Ethernet回路 開発向け – Ethernetのしくみとハードウェア設計技法
• TCP/IPまわり 開発向け – 詳解TCP/IP〈Vol.2〉実装
• Verilog-‐HDL 入門 – わかるVerilog HDL入門―文法の基礎から論理回路設計、論理合成、
実装まで – Xilinxのwebで公開されているXPSマニュアル各種
• Kernelとドライバまわり