功能單元仿真環境軟件
使用者指南

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本文檔描述瞭如何模擬為ample 加速器功能單元 (AFU) 使用 Intel
加速器功能單元 (AFU) 仿真環境 (ASE) 環境。 有關 ASE 功能和內部架構的全面詳細信息，請參閱英特爾加速器功能單元 (AFU) 仿真環境 (ASE) 用戶指南。
英特爾加速器功能單元 (AFU) 仿真環境 (ASE) 是適用於任何英特爾 FPGA 可編程® 加速卡（英特爾 FPGA PAC）的硬件和軟件協同仿真環境。 該軟件協同仿真環境目前支持以下 Intel FPGA PAC： 10 GX FPGA

• Intel FPGA 可編程加速卡 D5005
• 採用英特爾 Arria® 的英特爾可編程加速卡
  ASE 為核心高速緩存接口 (CCI-P) 協議提供事務模型，並為 FPGA 連接的本地存儲器提供存儲器模型。
  ASE 還驗證加速器功能單元 (AFU) 是否符合以下協議和 API：
• CCI-P 協議規範
• 阿瓦隆
  內存映射 (Avalon-MM) 接口規範
• 開放式可編程加速引擎 (OPAE)®

表 1. 採用 FPGA 的英特爾至強® CPU 的加速堆棧

學期	縮寫	描述
面向帶有 FPGA 的英特爾至強® CPU 的英特爾加速堆棧	加速堆棧	一系列軟件、固件和工具，可在英特爾 FPGA 和英特爾至強處理器之間提供性能優化的連接。
英特爾 FPGA 可編程加速卡（英特爾 FPGA PAC）	英特爾 FPGA PAC	PCIe* FPGA 加速卡。 包含通過 PCIe 總線與英特爾至強處理器配對的 FPGA 接口管理器 (FIM)。
具有集成 FPGA 的英特爾至強可擴展平台	集成 FPGA 平台	英特爾至強加 FPGA 平台將英特爾至強和 FPGA 集成在一個封裝中，並通過超路徑互連 (UPI) 共享一致的內存緩存。

相關資訊
英特爾加速器功能單元 (AFU) 仿真環境 (ASE) 用戶指南

英特爾公司。 版權所有。 英特爾、英特爾徽標和其他英特爾標誌是英特爾公司或其子公司的商標。 英特爾根據英特爾的標准保修保證其 FPGA 和半導體產品的性能符合當前規格，但保留隨時更改任何產品和服務的權利，恕不另行通知。 英特爾不承擔因應用或使用此處描述的任何信息、產品或服務而產生的任何責任或義務，除非英特爾明確書面同意。 建議英特爾客戶在依賴任何已發布信息和下訂單購買產品或服務之前獲取最新版本的設備規格。
*其他名稱和品牌可能被聲稱為其他人的財產。
ISO 9001:2015 註冊

系統需求

以下是英特爾加速器功能單元 (AFU) 仿真環境 (ASE) 的系統要求：

• 一個 64 位 Linux 操作系統。 此版本驗證了以下操作系統：
  — 對於英特爾 FPGA PAC D5005：
• 帶有內核 7.6-3.10.0 的 RHEL 957
  — 對於帶有 Intel Arria 10 GX FPGA 的 Intel PAC：
• 帶有內核 7.6-3.10.0 的 RHEL 957
• 帶有內核 18.04 的 Ubuntu 4.15
• 以下模擬器之一：
  — 64 位 Synopsys* VCS-MX-2016.06-SP2-1 RTL 模擬器
  — 64 位 Mentor Graphics* Modelsim SE 模擬器（版本 10.5c）
  — 64 位 Mentor Graphics QuestaSim 模擬器（10.5c 版）
• C編譯器：GCC 4.7.0或以上
• CMake：版本 2.8.12 或以上
• GNU C 庫：2.17 或更高版本
• Python：版本 2.7
• 英特爾 Quartus® Prime 專業版軟件版本 19.2 (1)

設定環境

在運行 ASE 之前，您必須設置您的模擬環境並安裝 OPAE 軟件。

1. 為您的仿真軟件設置以下環境變量：
   • 對於 VCS：
   $ 出口 VCS_HOME=
   $ 出口路徑=$VCS_HOME/bin:$PATH
   VCS安裝目錄結構如下：
   確保您的系統具有有效的 VCS 許可證。
   • 對於 Modelsim SE/QuestaSim：
   $ 出口 MTI_HOME=
   $ 出口路徑=$MTI_HOME/linux_x86_64/:$MTI_HOME/bin/:$PATH
   Modelsim/Questa安裝目錄結構如下：
   確保您的系統具有有效的 Modelsim SE/QuestaSim 許可證。
   • 對於 Intel Quartus Prime Pro Edition：
   $ 出口 QUARTUS_HOME=
   Intel Quartus Prime 安裝目錄結構如下：
   添加環境變量以檢查 Modelsim 許可證：
   $ 出口 MGLS_LICENSE_FILE=
2. 出口：
   $ 出口 LM_LICENSE_FILE=
3.  提取運行時存檔 file，並安裝 OPAE 庫、二進製文件，包括 files 和 ASE 庫，如適用於您的英特爾 FPGA PAC 的英特爾加速堆棧快速入門用戶指南中的“安裝 OPAE 軟件包”部分所述。

必須正確設置您的環境才能配置和構建 AFU。 特別是，您必須正確安裝 OPAE 軟件開發工具包 (SDK)。 OPAE SDK 腳本必須在 PATH 上並包含 files 和 C 編譯器必須可用的庫。 此外，您必須確保設置了 OPAE_PLATFORM_ROOT 環境變量。 有關詳細信息，請參閱安裝 OPAE 軟件包。
為確保正確安裝 OPAE SDK 和 ASE，請在 shell 中確認您的 PATH 包含 afu_sim_setup。 afu_sim_setup 應該在 /usr/bin 目錄或如果您從源代碼構建 OPAE files.

相關資訊

• 英特爾加速器功能單元 (AFU) 仿真環境 (ASE) 用戶指南
• 安裝 OPAE 軟件包
  對於帶有 Intel Arria 10 GX FPGA 的 Intel PAC。
• 為英特爾 FPGA PAC D5005 安裝 OPAE 軟件包。

在客戶端-服務器模式下模擬 hello_afu

hello_afu 前任ample 是一個簡單的 AFU 模板，用於演示主要的 CCI-P 接口。 RTL 滿足 AFU 的最低要求，響應內存映射 I/O 讀取以返回設備功能標頭和 AFU 的 UUID。
圖 1. hello_afu 目錄樹

筆記：
本文檔使用ample> 指前任ample設計目錄，如上圖中的hello_afu。
該軟件演示了使用 OPAE 連接到 FPGA 的最低要求。 RTL 演示了滿足 OPAE 驅動程序和 hello_afu ex 的最低要求amp樂軟件。
filelist.txt 指定 files 用於 RTL 仿真和綜合。
成功配置和構建 AFUamp也就是說，您的環境必須正確設置，如設置環境中所述。

相關資訊

• 英特爾加速器功能單元 (AFU) 仿真環境 (ASE) 用戶指南
• 設置環境（第 5 頁）

使用 OPAE SDK 開發 AFU
在加速器功能單元 (AFU) 開發人員指南中

4.1。 客戶端-服務器模式下的模擬

以下前ample flow 介紹了基本的 ASE 腳本。 你可以模擬所有的前ampASE 的文件，除了 eth_e2e_e10 和 eth_e2e_e40。
仿真需要兩個軟件進程：一個用於 RTL 仿真，另一個用於運行連接的軟件。 要構建 RTL 仿真環境，請在 $OPAE_PLATFORM_ROOT/hw/s 中運行以下命令amp萊斯/你好_afu：
$ afu_sim_setup –源硬件/rtl/filelist.txt build_sim 文件
此命令在 build_sim 子目錄中構建 ASE 環境。
要構建和運行模擬器：
$ cd build_sim
$ 製作
$做模擬
模擬器會打印一條消息，表明它已準備好進行模擬。 它還會打印一條消息，提示您設置 ASE_WORKDIR 環境變量。
打開另一個 shell 進行軟件模擬。 您必須確保設置 OPAE_PLATFORM_ROOT 環境變量。
要在新 shell 中構建和運行軟件：
$ cd $OPAE_PLATFORM_ROOT
$ 出口 ASE_WORKDIR=$OPAE_PLATFORM_ROOT/hw/samp萊斯/hello_afu/build_sim/work
$ cd $OPAE_PLATFORM_ROOT/hw/samp萊斯/你好_afu/sw
$ 清理乾淨
$ 使 USE_ASE=1
$ ./hello_afu

筆記：
ASE_WORKDIR 的特定路徑名可能會有所不同。 使用模擬器提示提供的路徑名。
軟件和模擬器運行、記錄事務並退出。

4.1.1。 模擬日誌 Files
仿真工作目錄存儲波形、CCI-P 事務和仿真日誌 files.
完成以下步驟以 view 波形數據庫：

1. 切換到執行 make sim 命令的目錄。
2. 類型：
   $ 製造波浪
   make wave 命令調用波形 view呃。

4.1.2. 設計聲明
下列 file 和目錄定義 AFU 模擬：

• $OPAE_PLATFORM_ROOT/硬件/秒amp萊斯/ample>/硬件/rtl/filelist.txt 指定 RTL 源。
• <AFU 前ample> 是前任ample 目錄，如 hello_afu 目錄樹圖中所示。
• filelist.txt 列出 SystemVerilog、VHDL 和 AFU JavaScript Object Notation (.json) file.
• AFU .json 描述了 AFU 所需的接口。 它還包括一個 UUID，用於在下載到 FPGA 後識別 AFU。
• hw/rtl/hello_afu.json 通過將 afu-top-interface 設置為 ccip_std_afu 將 ccip_std_afu 定義為頂級接口。 ccip_std_afu 是基本 CCI-P 接口，包括時鐘、復位和 CCI-P TX 和 RX 結構。 更高級的前amp文件定義了其他接口選項。
• .json file 聲明 AFU UUID。 OPAE 腳本會生成 UUID。 RTL 從 afu_json_info.vh 加載 UUID。
• 軟件/製作file 生成 afu_json_info.h。 軟件從 afu_json_info.h 加載 UUID。

4.1.3。 客戶端-服務器模擬故障排除
如果 afu_sim_setup 命令失敗，請確認：

• afu_sim_setup 在您的 PATH 上。 afu_sim_setup 應該在 /usr/bin 或如果您從源代碼構建 OPAE files.
• 您已安裝 Python 2.7 或更高版本。

如果您無法構建和執行模擬器，很可能是您沒有正確安裝 RTL 模擬工具。
當您嘗試構建和運行該軟件時，如果您看到“錯誤枚舉 AFC”消息，則您省略了在 make 命令行上設置 USE_ASE=1。 該軟件正在搜索物理 FPGA 設備。 要恢復，請重複 make clean 命令中的步驟。

AFU前amp萊斯

表 2.
AFU前amp萊斯
每個 AFU 前ample 包含詳細的 README file，提供有關如何模擬設計的操作描述和註釋。 為了全面了解模擬過程，請重新view 自述文件 file 在每個 AFU 前amp勒。

阿福	描述
你好_mem_afu	hello_mem_afu 演示了一個 AFU，它構建了一個簡單的狀態機來訪問內存。 狀態機能夠對直接連接到 FPGA 引腳的本地存儲器（例如 DDR4 DIMM）進行多種訪問模式。 該內存不同於通過 CCI-P 訪問的主機內存。 主機使用內存映射 I/O (MMIO) 請求來管理 hello_mem_afu 控制器狀態機，以控制和狀態寄存器 (CSR)。
你好_intr_afu	hello_intr_afu 演示了 ASE 中的應用程序中斷功能。
DMA 一個 f1.1 (2) _	dma_afu 演示了用於主機到 FPGA、FPGA 到主機以及 FPGA 到 FPGA 存儲器傳輸的 DMA 基本構建塊。 在模擬此 AFU 時，用於 DMA 傳輸的緩衝區大小很小，以保持模擬時間合理。 有關詳細信息，請參閱 DMA 加速器功能單元 (AFU) 用戶指南。
nlb_模式_O	nlb_mode_O 是一個演示內存複製測試的 CCI-P 系統。 $0PAE_PLATFORM_ROOT/sw/opae—cre/ease number>/samp樂/hello_fpga 。 c 包括 nlb_mode_0。
	$ sh regress.sh -a -r rtl_sim -s < vcslmodelsimlquesta > [-i ) -b
流媒體DMA	streaming_dma 演示瞭如何在主機存儲器和 FPGA 流端口之間傳輸數據。 有關詳細信息，請參閱流 DMA 加速器功能單元 (AFU) 用戶指南。
你好_afu	hell lo_a fu 是一個簡單的 AFU，它演示了主要的 CCI-P 接口。 RTL 滿足 AFU 的最低要求，響應 MMIO 讀取以返回設備功能標頭和 AFU 的 UUID。

相關資訊

• DMA 加速器功能單元 (AFU) 用戶指南
  有關如何使用英特爾 Arria 10 GX FPGA 在英特爾 PAC 上編譯和執行 dma_afu 的信息。
• 流式 DMA 加速器功能單元 (AFU) 用戶指南
  有關如何使用 Intel Arria 10 GX FPGA 在您的 Intel PAC 上編譯和執行 streaming_dma_afu 的信息。
• DMA 加速器功能單元用戶指南：英特爾 FPGA 可編程加速卡 D5005
  有關如何在您的英特爾 FPGA PAC D5005 上編譯和執行 dma_afu 的信息。
• 流式 DMA 加速器功能單元用戶指南：英特爾 FPGA 可編程加速卡 D5005
  有關如何在您的英特爾 FPGA PAC D5005 上編譯和執行 dma_afu 的信息。

故障排除

如果在模擬過程中出現以下錯誤，請按照以下步驟進行更正。
錯誤訊息
# [SIM] ASE 實例可能仍在當前目錄中運行！
# [SIM] 檢查 PID 28816
# [SIM] 模擬將退出……你可以使用 SIGKILL 來終止模擬進程。
# [SIM] 還要檢查 .ase_ready.pid file 在繼續之前被刪除。 解決方案

1. 鍵入 kill ase_simv 以殺死殭屍模擬進程並刪除任何臨時 files 因模擬過程失敗或鎖定而落後。
2. 刪除 .ase_ready.pid file，在 $ASE_WORKDIR 目錄中找到。

ASE 快速入門用戶指南檔案

英特爾加速堆棧版本	使用者指南
2.0	英特爾加速器功能單元 (AFU) 仿真環境 (ASE) 快速入門用戶指南
1.	英特爾加速器功能單元 (AFU) 仿真環境 (ASE) 快速入門用戶指南
1.	英特爾加速器功能單元 (AFU) 仿真環境 (ASE) 快速入門用戶指南
1.0	英特爾加速器功能單元 (AFU) 仿真環境 (ASE) 快速入門用戶指南

ASE 快速入門用戶指南的文檔修訂歷史

檔案版本	英特爾加速堆棧版本	變化
2020.03.06	1.2.1 和 2.0.1	更新了以下內容： • 系統需求
2019.08.05	2.0	• 更新了系統要求中的 Intel Quartus Prime Pro Edition 版本。 • 在 AFU Ex 中添加了 hello_afuamp萊斯。 • 刪除了有關在回歸模式下進行模擬的信息。 • 添加了一個新部分：ASE 快速入門用戶指南存檔。
2018.12.04	1.	添加了 Ubuntu 支持。
2018.08.06	1.	更新了系統要求、目錄結構，以及對應的 file名稱。
2018.04.10	1.0	初次發布。

683200 | 2020.03.06
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文件/資源

英特爾加速器功能單元仿真環境軟件 [pdf] 使用者指南 加速器功能單元，仿真環境軟件，加速器功能單元仿真環境，軟件，加速器功能單元仿真環境軟件

參考

• 使用者手冊