XILINX 63234 END FPGA forgalmazó

Fontos megjegyzés: A válaszrekord ezen letölthető PDF-fájlja a használhatóság és az olvashatóság javítása érdekében készült. Fontos megjegyezni, hogy a válaszrekordok Web-alapú tartalom, amelyet gyakran frissítenek, amint új információk válnak elérhetővé. Emlékeztetjük, hogy látogassa meg a Xilinx Műszaki Támogatás weboldalát. Website és review (Xilinx Answer 63234) a válasz legújabb verziójához.

Bevezetés

A DDR2 és DDR3 memóriák felépítésének, valamint a MIG 7 sorozatú vezérlő kialakításának módja miatt a teljesítmény nem egyértelmű. Ehhez ismerni kell a különböző Jedec időzítési paramétereket és a vezérlő architektúráját, és szimulációkat kell futtatni a becslések megszerzéséhez. A teljesítmény meghatározásának általános elve ugyanaz, de ez a dokumentum egy egyszerű módszert kínál a hatékonyság növelésére a MIG ex segítségével.amptervezés tesztpad és stimulus segítségével fileide csatolva.

Hatékony sávszélesség
A DRAM adatbusz csak az olvasási és írási sorozatok során ér el közel maximális sávszélességet, és a többletterhelése csökkenti a tényleges adatsebességet.

Néhány exampkevesebb a rezsiköltség

• előtöltési idő az ugyanabban a bankban lévő sorok eléréséhez (a hozzáférési cím nem ugyanabban a soroldali találatban van)
• írási helyreállítási idő az írásról az olvasási hozzáférésre való átálláshoz
• busz átfutási ideje az olvasási hozzáférésről írási hozzáférésre való átálláshoz

Óraciklusok adatátvitel közben

• Hatékonyság (%) = ————————————————-

Teljes órajelciklusok
Hatékony sávszélesség = Csúcs sávszélesség * Hatékonyság

MIG Design Generation

• Lásd az UG586 1. fejezetét a MIG IP és plample design generáció.
• A MIG 7 sorozat teljesítmény-szimulációjának futtatása előtt tegye a következőket, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a szimulációs környezet megfelelő.
• Nyissa meg a MIG ex-etamptervezze meg és térképezze fel a megfelelő könyvtárakat, futtassa a szimulációt, és győződjön meg arról, hogy a „teszt sikeres” üzenet látható az átiratban.
• A folyamat bemutatásához generáltam egy MIG IP címet az xc7vx690tffg1761-2 számára, és meghívtam az ex-t.amptervezés.
• Két dolgot kell megjegyezni: a memóriacímbitek és a memóriacím-leképezés kiválasztása.
• PlampPéldául az MT41J128M8XX-125-öt választottam a memória alkatrészek legördülő menüjéből.

Az 1. ábrából kiválasztott memóriarésznél sor = 14, oszlop = 10 és bank = 3, tehát app_addr_width = sor + oszlop + bank + rang = 28

A BANK_ROW_COLUMN vagy a SOR BANK_COLUMN lehetőségek közül választhat.
Elhagytam a SOR BANK oszlopot, ami az alapértelmezett címleképezés.

Example design Szimuláció szintetizálható próbapadon

• A Szimulációs beállítások alatt válaszd a QuestaSim/ModelSim Simulator lehetőséget, és keresd meg a lefordított függvénytárak helyét.
• A harmadik féltől származó eszközök telepítési útvonalára való rámutatással, a cél szimulátor kiválasztásával, valamint a könyvtárak fordításával és leképezésével kapcsolatos részletekért lásd a (UG900) Vivado Design Suite felhasználói útmutatót a Logikai szimulációról.

Szimuláld a grafikus felhasználói felületet (kattints a Szimuláció futtatása fülre a projektkezelőben), és győződj meg róla, hogy a „teszt sikeres” üzenet látható a teszt átiratában.

Performance Simulation RTL módosítások

1. Jobb klikk a Források fülre, válaszd a „Szimulációs források hozzáadása vagy létrehozása” lehetőséget, majd keresd meg a mig7_perfsim_traffic_generator.sv fájlt. file és a hozzáadáshoz kattintson a Befejezés gombra.
2. Jobb klikk a Források fülre, válaszd a „szimulációs források hozzáadása vagy létrehozása” lehetőséget, keresd meg a perfsim_stimulus.txt fájlt, és kattints a Hozzáadás befejezése gombra.
3. Írd meg kommentben az exetample_top példányosítás a sim_tb_top.v file.
4. Adja hozzá az alábbi RTL-sorokat a sim_tb_top,v-hez
5. Módosítsa az APP_ADDR_WIDTH, APP_DATA_WIDTH, RANK_WIDTH, H és BANK_WIDTH értékeket a memória rész kiválasztásának megfelelően. Az értékek a _mig.v fájlból kérdezhetők le. file.
6. A sárgával kiemelt példányosítási név, a mig_7series_0_mig, az IP-cím létrehozásakor használt komponens nevétől függően változhat. Ellenőrizze, hogy választott-e másik nevet, és ennek megfelelően módosítsa.
7. Miután az IP-cím létrejött, nyissa meg a _mig.v fájlt. file és ellenőrizd az LHS jelnevek esetleges eltéréseit, és javítsd ki azokat.
8. Az app_sr_req, app_ref_req és app_zq_req értékeket 0-ra kell inicializálni.
9. Mint plampA le_top.v ki lett kommentálva és új files hozzáadásával valószínűleg „?” jelzést fog látni a mig_7series_0_mig.v fájl mellett. file szimulációs források alatt.
10. A helyes feltérképezéshez file, kattintson jobb gombbal a mig_7series_0_mig.v fájlra, válassza a „Források hozzáadása” lehetőséget, majd keresse meg a következőt: /mig_7series_0_example.srcs/sources_1/ip/mig_7series_0/mig_7series_0/user_design/rtl, és adja hozzá a mig_7series_0_mig_sim.v fájlt file.
11. Ha látod "?" a mögöttesre files, adja hozzá az összes RTL-t files a clocking, controller, ip_top, phy és UI mappákban.
12. Miután az RTL-módosítások megtörténtek, és minden szükséges fileMiután hozzáadtad a szimulációs forrásokat a rendszeredhez, a hierarchiának hasonlónak kell lennie az 5. ábrához.
13. A fileA pirossal kiemelt modulok újonnan hozzáadottak, és az ECC-vel kapcsolatos modulokon a „?” karakter várható, mivel a kiválasztott memóriakonfigurációban az ECC opció le van tiltva.

Inger File Leírás

Minden ingerminta 48 bites, a formátumot a 6-1–6-4. ábrák ismertetik.

Címkódolás (cím [35:0])
A cím a 7-1. ábrától a 7-6. ábráig terjedő ábrákig terjedően van kódolva az ingerben. Minden címmezőt hexadecimális formátumban kell megadni.

Az összes címmező szélessége néggyel osztható, így hexadecimális formátumban adható meg. A tesztpad csak a címmező szükséges bitjeit küldi el a memóriavezérlőnek. PéldáulampPéldául egy nyolcbankos konfigurációban csak a [2:0] bankbitek kerülnek a memóriavezérlőre, a fennmaradó biteket figyelmen kívül hagyja. A címmezőhöz tartozó extra biteket hexadecimális formátumban kell megadni. Meg kell erősítenie, hogy a megadott érték megfelel az adott konfiguráció szélességének.

• Oszlopcím (Oszlop[11:0]) – Az ingerben az oszlopcím maximum 12 bitig van megadva, de ezt a tervben beállított oszlopszélesség-paraméter alapján kell címezni.
• Sorcím (Sor[15:0]) – Az ingerben a sorcím maximum 16 bitig van megadva, de a címzést meg kell adni.
• Ez a tervben beállított sorszélesség-paraméteren alapul.
• Bankcím (Bank[3:0]) – A stimulusban szereplő bankcím maximum négy bitig van megadva, de ezt a tervben beállított bankszélesség-paraméter alapján kell címezni.
• Rangcím (Rang[3:0]) – Az ingerben a rangcím maximum négy bitig van megadva, de ezt a tervben beállított rangszélesség-paraméter alapján kell címezni.
• A cím a legfelső szintű MEM_ADDR_ORDER paraméter alapján kerül összeállításra, és a felhasználói felületre kerül elküldésre.

Parancs ismétlése (Parancs ismétlése [7:0])

• A parancsismétlési szám az, hogy hányszor ismétlődik az adott parancs a felhasználói felületen. Minden ismétlés címe 8-cal növekszik. A maximális ismétlési szám 128.
• A tesztpad nem ellenőrzi az oszlophatárokat, és körbefutja a tesztet, ha a lépések során eléri a maximális oszlopkorlátot.
• A 128 parancs kitölti az oldalt. Bármely 0-tól eltérő oszlopcím esetén a 128-as ismétlési szám átlépi az értéket.
• Az oszlophatár az oszlopcím elejéig körbefut.

Buszhasználat

A busz kihasználtságát a felhasználói felületen számítják ki, figyelembe véve az olvasások és írások teljes számát, és a következő egyenletet használják:

• A BL8 négy memória óraciklust vesz igénybe
• Az inger_vége az az időpont, amikor az összes parancs végrehajtásra kerül.
• calib_done az az idő, amikor a kalibráció megtörténik.

Example Minták
Ezek az exampa BANK_ROW_COLUMN értékű MEM_ADDR_ORDER értéken alapulnak.

Egyetlen olvasási minta
00_0_2_000F_00A_1 – Ez a minta egyetlen olvasás a 10. oszlopból, a 15. sorból és a második bankból.

Egyetlen írási minta
00_0_1_0040_010_0 – Ez a minta egyetlen írás a 32. oszlopba, a 128. sorba és az első bankba.

Egyetlen írás és olvasás ugyanarra a címre

• 00_0_2_000F_00A_0 – Ez a minta egyetlen írást jelent a 10. oszlopba, 15. sorba és a második bankba.
• 00_0_2_000F_00A_1 – Ez a minta egyetlen leolvasás a 10. oszlopból, 15. sorból és a második bankból.

Több írás és olvasás ugyanazzal a címmel

• 0A_0_0_0010_000_0 – Ez 10 írásnak felel meg, 0-tól 80-ig terjedő címekkel, amelyek az oszlopban láthatók.
• 0A_0_0_0010_000_1 – Ez 10 leolvasásnak felel meg, 0-tól 8,0-ig terjedő címmel, ami az oszlopban látható.

Oldal tördelése írás közben
0A_0_2_000F_3F8_0 – Ez 10 írásnak felel meg, ahol az oszlopcímek az írás után az oldal elejére tördelődnek.

A Performance Traffic Generator szimulálása
Ezen a ponton készen állsz a MIG ex-szel.ample design szimulation. Ez azt jelenti, hogy a szimulációs beállítás készen áll, elvégezte a teljesítmény-szimulációs RTL módosításokat, az új szimulációs hierarchia helyes, és megértette az ingermintákat. Futtassa újra a szimulációt 16 írással és olvasással a perfsim_stimulus.txt fájlban.

• Futtasd le az "all" parancsot, várj, amíg az init_calib_complete jel aktiválódik, és ekkor láthatod a javasolt írások és olvasások számát. A szimuláció ezután leáll.
• Amikor a rendszer kéri a szimuláció bezárását, válassza a Nem lehetőséget, és lépjen a szöveges ablakba, ahol megtekintheti a teljesítménystatisztikákat.
• Ha a „szimuláció befejezése” lehetőséget választja, a teljesítménystatisztikák egy file mig_band_width_output.txt nevű fájl, amely a sim_1/behave mappában található.
• Exampfájl könyvtár elérési útja: - /mig_7series_0_example_perf_sim\mig_7series_0_example.sim/sim_1/behav

Elgondolkodhat, hogy miért a százaléktagA busz kihasználtságának e értéke csak 29. Futtassa újra a szimulációt ugyanazokkal az IP-beállításokkal, de csak az inger megváltoztatásával. file 256 írásra és 256 olvasásra

• ff_0_0_0000_000_0
• ff_0_0_0000_000_1

Most látni fogja a százalékottagpéldául 85, ami azt jelenti, hogy a DDR3 jobb buszkihasználtságot kínál hosszú írási és olvasási sorozatokhoz.

Általános módszerek a teljesítmény javítására
A hatékonyságot befolyásoló tényezők két részre oszthatók:

1. Memória specifikus
2. Vezérlőspecifikus

A 9. ábra egy végeredményt adview a memória-specifikus kifejezések közül.
Az SRAM-okkal és a blokkmemóriákkal ellentétben a DDR2 vagy DDR3 teljesítménye nem csak a maximális adatsebességet jelenti.

Sok időzítési tényezőtől függ, többek között:

• tRCD: Sorparancs késleltetés (vagy ras-ról cas-ra késleltetés).
• tCAS(CL): Oszlopcím stroboszkóp késleltetés.
• tRP: Sor előtöltési késleltetés.
• tRAS: Sor aktív ideje (aktiválás az előcseréhez).
• tRC: Sor ciklusideje. tRC = tRAS + tRP
• tRAC: Véletlen hozzáférésű késleltetés. tRAC = tRCD + tCAS
• tCWLCASas írási késleltetés.
• tZQ: ZQ kalibrálási idő.
• tRFC: Sorfrissítési ciklusidő
• tWTR: Írásból olvasásba való késleltetés. Az utolsó írási tranzakcióból olvasásba való parancs ideje.
• tWR: Írás helyreállítási idő. Utolsó írási tranzakciótól az előtöltésig tartó idő
• Az összes felsorolt ​​paraméter időzítése a használt memória típusától és a memória alkatrész sebességfokozatától függ.
• A definíciókkal és az időzítési specifikációkkal kapcsolatos további részletek a DDR2 és DDR3 JEDEC szabványokban vagy bármely memóriaeszköz adatlapjában találhatók.

A hatékonyság főként a memória elérésének módjától függ. A különböző címminták eltérő hatékonysági eredményeket adnak.

Memóriaidőzítési költségek

1. Aktiválási idő és előtöltési idő új bankokra/sorokra váltáskor, vagy ugyanazon bankon belüli sorok cseréjekor. - Így csökkenthető a sorváltás, ami megszüntetheti a tRCD-t és a tRP-t.
2. Folyamatos írási vagy olvasási parancsok küldése - A tCCD időzítés fenntartása.
3. Minimalizálja az írás-olvasás és olvasás-írás parancsok közötti átváltást – Írás-helyreállítási idő az olvasási hozzáférésekre való átálláshoz, valamint buszfordulási idő az olvasásról írásra való átálláshoz.
4. Állítsa be a megfelelő frissítési intervallumot.
   • a. A DDR3 SDRAM frissítési ciklusokat igényel átlagosan tREFI periodikus intervallummal.
   • b. Legfeljebb 8 további Refresh parancs adható ki előre („pulled in”). Ez nem csökkenti a frissítések számát, de két egymást követő Refresh parancs közötti maximális időköz 9 × tREFI-re korlátozódik.
5. Használd ki az összes bankot – Előnyösebb egy megfelelő címzési mechanizmus.
   • a. Sor-Bank-Oszlop: Szekvenciális címtartományon keresztül végrehajtott tranzakciók esetén a mag automatikusan megnyitja ugyanazt a sort a DRAM-eszköz következő bankjában a tranzakció folytatásához, amikor egy meglévő sor végére ér. Ez a módszer jól alkalmazható olyan alkalmazásokban, amelyek nagy adatcsomagok szekvenciális címtartományokra történő burst-elését igénylik.
   • b. Bank-Sor-Oszlop: Sorhatár átlépésekor az aktuális sor bezárul, és egy másik sor nyílik meg ugyanazon a bankon belül. Az MSB egy bankcím, amely különböző bankok közötti váltásra használható. Alkalmas rövidebb, véletlenszerűbb tranzakciókra egy memóriablokkon egy bizonyos ideig, majd egy másik blokkra (bankra) ugrásra.
6. Burst Length
   • a. A BL 8 memória a 3-es sorozaton DDR7 memóriák esetén támogatott. A BC4 hatékonysága nagyon alacsony, kevesebb, mint 50%. Ez azért van, mert a BC4 végrehajtási ideje megegyezik a BL8-éval. Az adatok csak maszkolva vannak a komponensen belül.
   • b. Azokban az esetekben, amikor nem szeretnénk teljes sorozatot írni, vagy az adatmaszk, vagy az olvasás utáni írás alkalmazható.
7. Állítsa be a megfelelő ZQ intervallumot (csak DDR3)
   A vezérlő mind a ZQ Short (ZQCS) és a ZQ Long (ZQCL) kalibrációs parancsokat küldi.
   • a. Tartsa be a DDR3 JEDEC szabványt
   • b. A ZQ kalibrációt a JEDEC Spec JESD5.5-79 DDR3 SDRAM szabvány 3. szakasza tárgyalja.
   • c. A ZQ kalibráció rendszeres időközönként kalibrálja a lapkára szerelt terminációt (ODT), hogy figyelembe vegye a feszültségváltó áramkörök közötti eltéréseket.
   • d. A logika a bank_common.v/vhd fájlban található.
   • e. A Tzqcs paraméter határozza meg azt a sebességet, amellyel a ZQ kalibrációs parancs a memóriába kerül.
   • f. Le lehet tiltani a számlálót, és manuálisan is elküldeni az app_zq_req használatával. Ez hasonló a Refresh manuális elküldéséhez. Részletekért lásd a (Xilinx Answer 47924) dokumentumot.

Vezérlő rezsi

1. Periodikus leolvasások – Részletekért lásd a (Xilinx Answer 43344) című részt.
   • a. Ne változtasd meg a leolvasás periódusát.
   • b. Az írások során kihagyja a periodikus beolvasásokat, és kiadja a kihagyott beolvasások számát egy valódi beolvasás előtt.
2. Újrarendezés – Részletekért lásd a (Xilinx Answer 34392)-et. Felhasználói és AXI interfész tervek esetén célszerű ezt engedélyezni.
   • a. Az átrendezés az a logika, amely több parancsot előre néz, és megváltoztatja a felhasználói parancsok sorrendjét, hogy a nem memóriában lévő parancsok ne foglaljanak érvényes sávszélességet. A teljesítmény a tényleges forgalmi mintához is kapcsolódik.
   • b. A címminta alapján az újrarendezés segít kihagyni az előtöltési és aktiválási parancsokat, és megakadályozza, hogy a tRCD és a tRP lefoglalja az adat sávszélességet.
3. Próbálja meg növelni a Bankgépek számát.
   • a. A vezérlő logikájának nagy része a bankautomatákban található, és ezek DRAM bankoknak felelnek meg.
   • b. Egy adott bankautomata egy adott időpontban egyetlen DRAM bankot kezel.
   • c. A bankautomaták kiosztása dinamikus, tehát nem szükséges minden fizikai bankhoz külön bankautomata.
   • d. A bankautomaták konfigurálhatók, de ez a terület és a teljesítmény közötti kompromisszum.
   • e. A bankautomaták megengedett száma 2-8 között van.
   • f. Alapértelmezés szerint 4 bankautomata van konfigurálva RTL paraméterekkel.
   • g. A bankautomaták módosításához vegye figyelembe a memc_ui_top fájlban található nBANK_MACHS = 8 paramétert.

Example 8 bankgéphez – nBANK_MACHS = 8
Most már tisztában van a teljesítményt befolyásoló tényezőkkel. Vegyünk egy upstream alkalmazást, amely csomagonként 512 adatbájtot ad, t, és ezeket különböző memóriahelyekre kell mentenie. Mivel 512 adatbájt 64 DDR3 adatcsomagnak felel meg, futtassa újra a példát.ample design ingerrel file 512 írást, 512 olvasást és minden 64 íráshoz vagy olvasáshoz sorváltást tartalmaz:

A szimuláció végén látni fogja, hogy a busz kihasználtsága 77 százalék.

11. ábra: Teljesítménystatisztika 512 írás és 512 olvasás esetén – Sorváltás 64 íráshoz vagy olvasáshoz.

Most már alkalmazhatja az előző szakaszban tanultakat a hatékonyság javítása érdekében. Ha a sorok módosítása helyett az összes bankot ki szeretné használni, módosítsa a címmintát a bank módosításához az alábbiak szerint. Ez egyenértékű a ROW_BANK_Column beállításával a MIG grafikus felhasználói felület memóriacím-leképezési beállításaiban.

A szimuláció végén látni fogod, hogy a korábbi 77 százalékos buszkihasználtság most 87!

Ha továbbra is nagyobb hatékonyságra van szüksége, választhat nagy, 1024 vagy 2048 bájtos csomagméretet, vagy fontolja meg a kézi frissítést.
Jegyzet: A Xilinx nem javasolja a vezérlő frissítésének megkerülését, mivel nem vagyunk biztosak benne, hogy képes leszel-e teljesíteni a JEDEC automatikus frissítési időzítését, ami befolyásolja az adatok megbízhatóságát. A vezérlőből módosíthatod az NBANNBANk_MACH értékét a teljesítmény javulásának megtekintéséhez. Ez azonban befolyásolhatja a tervezési időzítést. Az nBANK_MACH-ról részletesen a (Xilinx Answer 36505) című dokumentumban olvashatsz.

Nyissa meg a core_name_mig_sim.v fájlt file és változtasd meg az nBANK_MACHS paramétereket 4-ről 8-ra, majd futtasd újra a szimulációt.
Ahhoz, hogy a paraméter értéke hardveresen érvénybe lépjen, frissítenie kell a core_name_mig.v fájlt. fileUgyanezt a mintát alkalmaztam, ahol 87%-os buszkihasználtságot kaptunk (2. ábra). Ha az nBANK_MACHS értéke 8, a hatékonyság most 90%.

Azt is vedd figyelembe, hogy a ½ és ¼ vezérlők a késleltetésük miatt negatívan befolyásolják a hatékonyságot. PéldáulampPéldául, mivel csak 4 CK ciklusonként tudunk parancsokat küldeni, a minimális DRAM időzítési specifikációk betartása esetén néha extra kitöltés jelentkezik, ami csökkentheti a hatékonyságot az elméletihez képest. Próbáljon ki különböző vezérlőket, hogy megtalálja az Önnek legmegfelelőbbet. Referenciák

1. Zynq-7000 AP SoC és 7-es sorozatú FPGA-k MIS v2.3 [UG586]
2. Xilinx MIG Megoldásközpont http://www.xilinx.com/support/answers/34243.html

Revíziótörténet
13. – Első megjelenés..

Dokumentumok / Források

XILINX 63234 END FPGA forgalmazó [pdf] Felhasználói útmutató 63234 VÉGE FPGA elosztó, 63234, VÉGE FPGA elosztó, FPGA elosztó

Hivatkozások

• Felhasználói kézikönyv