基于AM5728+ Artix-7 FPGA開發板——CPSW網口SWITCH模式使用說明

本指導文檔適用開發環境：

Windows開發環境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux開發環境：Ubuntu 14.04.3 64bit

虛擬機：VMware15.1.0

U-Boot：U-Boot-2017.01

Kernel：Linux-4.9.65、Linux-RT-4.9.65

Linux Processor SDK：ti-processor-sdk-linux-rt-am57xx-evm-04.03.00.05

CPSW(Common Platform Ethernet Switch)為TI Sitara系列處理器內部的三端口交換機，其包含一個CPU端口以及兩個外部端口。CPU為端口0，兩個外部端口為端口1和端口2。CPSW驅動程序遵循標準的Linux網絡接口架構，其包含SWITCH模式和Dual Emac模式。

在SWITCH模式下，用戶可通過MAC內部交換數據包，此時數據包將在端口1(P1)和端口2(P2)之間轉發，無需經過CPU處理。

本次測試板卡為創龍科技的TL5728F-EVM，它是一款基于TI Sitara系列AM5728（雙核ARM Cortex-A15 +浮點雙核DSP C66x） + Xilinx Artix-7 FPGA處理器設計的高端異構多核評估板，由核心板與評估底板組成。AM5728與Artix-7在核心板內部通過GPMC、I2C通信總線連接，在評估底板通過PCIe通信總線連接。核心板經過專業的PCB Layout和高低溫測試驗證，穩定可靠，可滿足各種工業應用環境。

評估板接口資源豐富，引出雙路千兆網口、雙路SFP光口、USB 3.0、CAN、RS485、SATA、HDMI、GPMC、FMC等接口，方便用戶快速進行產品方案評估與技術預研。典型應用在運動控制、測試測量、機器視覺、智能電力、視頻追蹤、定位導航等領域。

在Dual Emac模式下，端口1和端口2彼此隔離為不同的Vlan ID，而端口0(P0)則是兩個Vlan ID的中繼端口，端口0將端口1和端口2視為單獨的端口。

圖 1

SWITCH模式配置

評估板設備樹文件tl5728f-evm.dts引用了tl5728-idk.dts的內容。在Linux內核源碼"arch/arm/boot/dts/tl5728-idk.dts"和"arch/arm/boot/dts/am57xx-beagle-x15-common.dtsi"設備樹文件中，默認將CPSW配置為Dual Emac模式。請按照下圖方法修改設備樹文件，將dual_emac屬性注釋，配置CPSW為SWITCH模式。

Host# vi tl5728-idk.dts

Host# vi am57xx-beagle-x15-common.dtsi

圖 2

圖 3 tl5728-idk.dts

圖 4 am57xx-beagle-x15-common.dtsi

在內核源碼所在目錄下，執行如下命令重新編譯設備樹。

Host# make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- tl5728f-evm.dtb

圖 5

將Linux系統啟動卡通過讀卡器插入PC機，并將其成功掛載到Ubuntu系統"/media/tronlong/rootfs/"路徑下。執行如下命令，將編譯生成的tl5728f-evm.dtb設備樹文件拷貝至Linux系統啟動卡"/rootfs/boot/"目錄下，并把tl5728f-evm.dtb文件鏈接至tl57x-evm.dtb作為新的設備樹文件。

Host# sudo cp tl5728f-evm.dtb /media/tronlong/rootfs/boot

Host# cd /media/tronlong/rootfs/boot/

Host# sudo rm tl57x-evm.dtb

Host# sudo ln -sf tl5728f-evm.dtb tl57x-evm.dtb

圖 6

SWITCH模式測試

將評估板其中一個網口連接至PC機2（例如筆記本電腦），另一個網口通過交換機連接至PC機1（例如臺式機），硬件連接如下圖所示。其中交換機需連接外網，以便于自動獲取IP。

圖 7

IP配置

請按照如下方法，分別設置評估板、PC機1和PC機2為同一個網段的靜態IP。使用替換過設備樹文件的Linux系統啟動卡啟動評估板，執行如下命令將評估板的IP設置為192.168.1.2，子網掩碼設置為255.255.255.0。

Target# ifconfig eth0 192.168.1.2 netmask 255.255.255.0

Target# ifconfig

圖 8

打開PC機1虛擬機網絡配置，設置為橋接模式。

圖 9

執行如下命令將PC機1的Ubuntu系統的IP設置為192.168.1.3，子網掩碼設置為255.255.255.0。

Host# sudo ifconfig eth0 192.168.1.3 netmask 255.255.255.0

Host# ifconfig

圖 10

同上，打開PC機2虛擬機網絡配置，設置為橋接模式。

執行如下命令將PC機2的Ubuntu系統的IP設置為192.168.1.10，子網掩碼設置為255.255.255.0。

Host# sudo ifconfig eth0 192.168.1.10 netmask 255.255.255.0

Host# ifconfig

圖 11

網絡測試

評估板、PC機1、PC機2網絡聯通測試。

評估板測試

Target# ping 192.168.1.3 //與PC機1測試

Target# ping 192.168.1.10 //與PC機2測試

圖 12

PC機1測試

Host# ping 192.168.1.2

Host# ping 192.168.1.10

圖 13

PC機2測試

Host# ping 192.168.1.2

Host# ping 192.168.1.3

圖 14

網絡帶寬測試

評估板與PC機1帶寬測試

TCP測試

請在PC機1上的Ubuntu中執行如下命令。如提示未安裝Iperf，可按提示執行命令"sudo apt-get install iperf"進行安裝。

Host# iperf -s

圖 15

請在評估板上執行如下命令。

Target# iperf -c 192.168.1.3

圖 16

UDP測試

請在PC機1的Ubuntu中執行如下命令。

Host# iperf -s -u

圖 17

請在評估板上執行如下命令。

Target# iperf -u -c 192.168.1.3 -b 1000M

圖 18

PC機2與PC機1帶寬測試

TCP測試

請在PC機1上的Ubuntu中執行如下命令。如提示未安裝Iperf，可按提示執行命令"sudo apt-get install iperf"進行安裝。

Host# iperf -s

圖 19

請在PC機2上的Ubuntu中執行如下命令。

Host# iperf -c 192.168.1.3

圖 20

UDP測試

請在PC機1上的Ubuntu中執行如下命令。

Host# iperf -s -u

圖 21

請在PC機2上的Ubuntu中執行如下命令。

Target# iperf -u -c 192.168.1.3 -b 1000M

圖 22

ARM FPGA Windows 嵌入式 硬件開發

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