xapp1179-tandem-config-pcie_中英文对照版_2025年.pdf

在Xilinx Kintex-7 FPGA系列中，PCIe接口的配置是一项重要的技术挑战。由于PCI Express规范要求PCIe链路在电源稳定后120毫秒内必须准备好进行链路训练，因此对于使用闪存进行配置的大型FPGA而言，由于编程比特流的大小以及可用配置速率的限制，满足这一要求变得十分具有挑战性。为了解决这一问题，Xilinx开发了串联配置方法（Tandem Configuration methodologies），这包括Tandem PROM和Tandem PCIe两种配置技术。 Tandem配置方法通过分解配置比特流，允许FPGA中的PCIe端点模块在120毫秒内准备好链接训练。这一点至关重要，因为PCI Express规范同时指出，在电源生效后，基本复位必须至少保持有效100毫秒，并且设备在基本复位释放后20毫秒必须进入检测状态，准备进行链路训练。这意味着PCI Express核心必须在电源正常信号发出后120毫秒内准备好开始链路训练。 文章提到的Kintex-7 Connectivity TRD（目标参考设计）运行在KC705评估板上，使用了Kintex-7 XC7K325T FPGA芯片。该文档的作者Sunita Jain、Mrinal Sarmah和David Dye共同编写了这份应用说明，以展示如何在实际硬件上实施Tandem配置技术。利用这些技术，设计人员可以确保在PCI Express规范要求的时间内，FPGA中的PCIe端点模块能够及时地准备好，从而有效地满足高速串行互连的需要。 Xilinx 7系列FPGA所支持的Tandem配置方法是解决大型FPGA配置时序问题的有效手段。具体来说，Tandem PROM技术允许部分比特流在一个PROM（可编程只读存储器）上配置，而主配置文件则存储在另一个PROM中。这样，当FPGA从第一个PROM加载比特流后，可以立即开始链路训练，因为主配置文件正在从第二个PROM加载。这种分割配置数据的方法显著减少了配置时间，并使得PCIe端点可以快速达到链路训练的状态。 除了Tandem PROM，文档还描述了Tandem PCIe配置方法。这一方法涉及到FPGA内部逻辑的不同部分可以同时或顺序地被配置，使得PCIe端点能够尽快地开始与系统的其余部分进行通信。Tandem PCIe配置方法利用了FPGA的灵活配置架构，通过优化配置数据流和配置过程来实现所需的快速启动。 Kintex-7系列FPGA的Tandem配置技术为设计师提供了一种符合PCI Express规范要求的解决方案，使他们能够构建响应速度更快、性能更优越的PCIe接口。这些技术不仅提高了系统启动的速度，还增强了在要求严格的应用中使用PCIe标准的可行性。