ZYNQ PSPL共享网口方法

Posted 2021-02-21 huakaimanlin

　　最近做的一个项目中，ZYNQ本来有两个网口，eth0通过PS端的IO直接引出去，eth1通过PL的EMIO引出去，ARM端软件实现网络的收发。ARM端实现的功能较多，性能遇到瓶颈，此时还需要ARM软件实现网络发送100MBps/s的数据，单单网络发送部分大概就占用了30%的CPU，最大是CPU占用率达到了90%左右，有点高到不能接受。

　　研究了开源的三速以太网Verilog实现后，发现MAC层的实现，除了在UDP封包后加入了前导码和CRC校验外，就是流量控制相关的内容，FPGA实现发送TS流不需要考虑流量控制（否则在FPGA内部实现也是溢出导致错误）。于是想到实现简单MAC层的功能，即加入前导码和CRC校验。

　　ARM侧MAC发过来的数据时序很有规则，即valid为高时为一个完整的包，valid不会出现一个包内中间变低的情况，因此很好区分包头和包尾，于是做了下图所示的仲裁逻辑，将ARM发送的包和FPGA内部产生的数据包通过分时复用的方式从eth1网口发送出去。

　　当然这种实现方式缺点也显而易见，由于ARM和FPGA侧的发送的缓冲区都不是很大，因此如果同时过来很多数据包可能导致缓冲区溢出。但是对于当前项目的引用ARM侧是不会发送大量数据的，只有一些IGMP、ARP等报文信息，因此大部分数据都是FPGA侧去发送的，不存在缓冲区溢出的现象，满足功能需求，同时大大降低了ARM的系统负荷，降低CPU占用率大概30%左右。

系统框图如下所示：