axi-dma的使用方式

xilinx官网axi-dma介绍
一、认识axi-dma的接口
在这里插入图片描述
先来认识下 AXI DMA 模块
此模块用到了三种总线,

AXI4-Lite 用于对寄存器进行配置,

AXI4 Memory Map 用于与内存交互,在此模块中又分立出了 AXI4 Memory Map Read 和 AXI4 Memory Map Write 两个接口,又分别叫做 M_AXI_MM2S 和 M_AXI_S2MM,一个是读一个是写,这里要搞清楚,不能混淆。

AXI4 Stream 接口用于对外设的读写,其中 AXI4 Stream Master(MM2S)用于对外设写, AXI4-Stream Slave(S2MM)用于对外设读。

另外还支持Scatter/Gather 功能,但本实验不再讲述,留待用户研究。(MM2S 表示 Memory Map to Stream, S2MM 表示 Stream to Memory Map)。
AXI Memory Map 数据宽度支持 32, 64, 128, 256, 512, 1024bits
AXI Stream 数据宽度支持 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024bits

在vivado中视图
在这里插入图片描述
接口的分类
S_AXI_LITE是ARM配置DMA寄存器的接口;
S2MM和MM2S表示数据的方向,
MM2S :memory

Xilinx的Zynq平台中,AXI-DMA(Advanced eXtensible Interface Direct Memory Access)用于实现高效的数据传输,特别是在FPGA可编程逻辑(PL)与处理系统(PS)之间。它允许外设直接访问内存,而无需CPU介入,从而显著提升数据吞吐量和系统性能。以下是关于AXI-DMA使用方法及配置指南。 ### 配置硬件设计 1. **在Vivado中配置AXI-DMA IP核** -Xilinx Vivado工具中添加AXI-DMA IP核,并根据应用需求配置其参数,例如: - 数据宽度(Data Width) - 支持的通道数量(S2MM/MM2S通道) - 中断支持 -AXI-DMA连接到PS端的HP接口或ACE接口,确保其能够访问DDR内存。 2. **生成比特流并导出到SDK/Petalinux** - 完成硬件设计后,生成比特流并导出到Xilinx SDK或Petalinux环境,以便进行软件驱动开发和系统集成。 ### 在Petalinux中加载AXI-DMA驱动 1. **确认内核是否支持AXI-DMA** - Linux内核提供了对Xilinx AXI-DMA的支持,通常包含在`xilinx_dma.c`驱动中。 - 在Petalinux工程中,可以通过`petalinux-config`启用相关驱动选项: ``` Device Drivers ---> [*] Staging drivers ---> <*> Xilinx DMA Engine support ``` 2. **编译并部署内核模块** - 使用`petalinux-build`命令重新构建镜像,确保AXI-DMA驱动被正确编译进内核或作为模块加载。 - 部署生成的镜像到目标设备,并启动系统。 3. **加载驱动模块** - 如果AXI-DMA驱动被编译为模块,使用以下命令加载驱动: ```bash modprobe xilinx_dma ``` - 系统会自动识别硬件中的AXI-DMA实例,并注册对应的DMA通道[^1]。 ### 用户空间程序与AXX-DMA交互 1. **使用Xilinx提供的用户空间库** - Xilinx AXI-DMA项目提供了一个用户空间接口库,允许应用程序通过标准文件操作(如`open()`, `read()`, `write()`)与DMA设备通信。 - 可通过以下方式打开DMA设备节点: ```c int fd = open("/dev/xdma0_c2h_0", O_RDWR); if (fd < 0) { perror("Failed to open device"); return -1; } ``` 2. **执行零拷贝数据传输** - 利用`mmap()`将DMA缓冲区映射到用户空间,避免额外的数据复制开销: ```c void *buf = mmap(NULL, buffer_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0); if (buf == MAP_FAILED) { perror("mmap failed"); close(fd); return -1; } ``` - 读写操作可以直接作用于映射后的内存地址,实现高速数据传输[^2]。 3. **中断处理与同步机制** - AXI-DMA支持中断通知机制,用户程序可通过`poll()`或`select()`等待DMA传输完成事件。 - 示例代码如下: ```c struct pollfd fds = { .fd = fd, .events = POLLIN }; int ret = poll(&fds, 1, -1); // Wait indefinitely for an event if (ret > 0 && (fds.revents & POLLIN)) { printf("DMA transfer completed\n"); } ``` ### 调试与验证 - 使用`dmesg`命令查看内核日志,确认DMA驱动是否成功加载并检测到硬件: ``` [ 5.123456] xilinx-dma fe003000.dma: Xilinx AXI DMA Engine Driver Probed ``` - 使用`ls /dev/xdma*`列出所有可用的DMA设备节点,确保设备树描述符已正确配置。 ---
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