ラティスNEWS　2008年9月19日

PCIエクスプレス性能をスケーリング及び測定するための新しいスキャッター・ギャザーDMAデモ

デモは不連続メモリシステムで高処理能力のPCIエクスプレス・アプリケーションの測定を可能にします。

ラティスNEWSの2007年12月号 [EN]で、コンピュータ・アプリケーション、特にシステムメモリ間で高いスループットが必要なPCIエクスプレス・エンドポイントを実装するとき、スループットの増加と測定の必要性について議論しました。 LatticeECP2M と LatticeSCM FPGAファミリのためのSFIF(Stored FIFO Interface)デモは、どのように高スループットの観察と測定をするかの例として議論されました。それはまた、比較的簡単なシステムにおける高スループットのデータレートを実装するためのデザイン例として有用です。

しかしながら、ビデオ取得システムのように、高帯域幅メモリ転送の実装には、特にメモリと周辺機器間や周辺機器同士間では、プロセッサの介入なしで行われるのが望ましい多くのアプリケーション例があります。そのようなシステムでは、メモリもまた不連続の可能性があります。したがって、メモリ転送はより小さいブロックの連続転送によって実行されます。スキャッター・ギャザーDMA(Direct Memory Access)の枠組みはこの機能を実現するために実装されなければなりません。LatticeECP2MとLatticeSCMデバイスのためのラティス・スキャッター・ギャザーDMAデモは現在、PCI エクスプレス・ベースのシステムのための高スループット・メモリ転送の実現と測定を希望する設計者のために入手可能です。

デモのユーティリティ

以下に、シンプルなメモリシステム構成のPCIエクスプレス・スキャッター・ギャザーDMAデモのブロック・ダイアグラムを示しています。デモはPCIエクスプレス・リンクからのトランスポート層とTLP(transmits/receives transport layer packet)を実装するラティスPCIエクスプレスx4 IPコア（LatticeECP2M及びLatticeSCMデバイス用）で動作するように設計されています。調停/コントロール・ロジックの層を通して、トランスポート層はアダプテーション層内のラティス・スキャッター・ギャザーDMA IPコアとインターフェースし、そこで受信したTLP内容を抽出し、転送のためにTLPにパッケージ化します。最後に、デモがアプリケーション層の上に位置していて、デモアプリケーションを表示するGUIベースのインターフェースを利用し、データスループットの測定を提供します。

PCI エクスプレス・スキャッター・ギャザーDMAデモ、ブロック・ダイアグラム

以前のSFIFデモのように、スキャッター・ギャザーDMAデモは、ホストシステム内ルートコンプレックスからのコアのスループットを測定して、表示します。これにはLatticeECP2MやLatticeSCM PCIエクスプレス拡張カードからホストシステムへの書き込みトランザクションと、拡張カードからホストシステム（下記のGUIスクリーンショットをご覧ください）への読み出しトランザクションのデータレート測定が含まれます。性能ベンチマーキングとトレードオフ試験のために、様々なTLPタイプとサイズを構成することができます。
 

PCI Express Throughput Measurement GUI

このシンプルなデモ構成で、データ転送はLatticeECP2M及びLatticeSCM評価ボードによって開始され、またPCIエクスプレス・エンドポイントのスループットを観測及び算出することができます。搭載されたシステムメモリ同様に、ホストシステムのタイプ、システムで有効なPCIエクスプレス・スロットのタイプなどが測定される結果に影響があることに留意しなければなりません。

PCIエクスプレス・アプリケーションのための設計テンプレート

PCI エクスプレス用途では、高速データ転送を促進するDMAを用いた設計によって性能を向上させるのが一般的です。ラティスPCIエクスプレス・スキャッター・ギャザーDMAデモは、ラティスPCIエクスプレスとスキャッター・ギャザーDMA IPコアを用いることで、どのように設計が迅速かつ容易に達成されるのかを示します。その上、デモの有効性と性能は自動化されたデータスループット計算を提供するデモを通じて直接観察可能です。スキャッター・ギャザーDMAデモの設計例はまた柔軟で、システム設計者の特定のニーズにあわせて修正も可能です。

詳細

新しいPCIエクスプレス・スキャッター・ギャザーDMAデモについての詳細は ラティスのウェブサイト をご覧ください。