2025 / 02 / 13
RZ T2H PCIe裸机程序开发和Linux下的配置介绍

瑞萨电子最新推出RZ/T2H工业专用MPU,单芯片提供强大应用处理性能,多协议工业网络及高达9轴高精度实时控制,支持Linux,RTOS及baremetal操作。除了强大CPU性能和9轴控制外设外,还提供2个PCIe Gen3通道等高速外设。本文主要介绍PCIe外设的功能、裸机下EP模式的程序开发、以及在Linux下,如何编译网卡的流程。


RZ/T2H产品简介

框图


特性


PCIe外设介绍及开发

PCIe外设的功能

RZ T2H的PCIe支持PCIe 3.0接口。如下图所示,在RZ/T2H的开发板中,预留了PCIe X4和X1接口


其中有两条lane,通过拨码盘的设置,可以让T2H扮演RC,也可以扮演EP,也可以同时扮演RC和EP模式:


用户可以根据使用场景,通过拨码盘来配置EP和RC。

作为EP的实际用例和代码实现

某A客户将RZ T2H作为EP,接入Windows。由于RZ T2H有强大的性能,例如4个A55的核和2个R52的核,有3个GMAC等强大的外设功能。所以客户将主控制程序放在Windows端,通过PCIe与RZ T2H通信,RZ T2H作为EtherCAT主站来组建工业网络。


客户的主要业务逻辑在Windows工控机端,希望通过PCIe设备快速的组建工业以太网络,并希望RZ T2H不跑任何操作系统。根据RZ T2H的用户数据手册,我们根据以下流程编写了无操作系统的PCIe EP程序。再加上瑞萨强大的FSP配置软件,用户可以快速的实现自己的业务逻辑。

以下是RZ T2H的EP初始化流程。

设置EP模式和Channel


因为T2H有两个channel,每个channel可以单独配置成EP或RC,所以根据用户手册可以去配置PCIE_MODE。


而对于linkmode,T2H有2lanes X 1channel或1lane X 2 channels的选项。对于multi-link,选择1 lane X 2channels。Channel 0/1是相互独立的。


发出reset(ARESETn)


释放模块停止状态


释放从停止功能


释放reset(RST_LOAD_B,RST_CFG_B)

设置PHY的参数,这里用固定值

设置硬件寄存器组

硬件寄存器组包括PCIe的Device ID,Vendor ID,Revision ID,Class Code等。相当于配置PCIe Type 0的64字节header。



允许ASPM L1的状态转换


中断设置。以下均为常规中断设置,直接引用即可。


释放reset(RST_PS_B,RST_GP_B,RST_B,RST_OUT_B),等500us,再释放RST_RSM_B。


对于EP的初始化流程,在以下链接中有更详细的介绍。(您点击下方链接查看)

EP初始化流程的详细介绍:https://www.renesas.com/en/products/microcontrollers-microprocessors/rz-mpus/rzt2h-advanced-high-end-mpu-integrated-powerful-application-processing-and-high-precision-real-time

当以上流程完成后,再根据AXI总线配置AWBase,ADest,将PCIe的BAR基地址映射到SRAM地址。


瑞萨电子同时也基于Windows Drive Framework,开发出了T2H的Windows端驱动。当该烧录了如上固件的T2H插入PC,并装入Windows驱动后,会看到:

除了基于WDF的驱动程序外,瑞萨电子还在Windows的驱动层作了效率分析。由于Windows是非实时操作系统,对于应用层调用驱动层的读取/写入函数,延时不可预测。所以在Windows的驱动层做了数据的收发测试,可以达到PCIe3.0的效率。


下图是T2H与台式机的PCIe X1接口的连接:


同时,瑞萨还提供了T2H作为RC的裸机代码。下图是一台T2H作为RC,另一台T2H作为EP的连接和通信(注意PCIe连接线的RX与TX需要交换方向)。


在Linux下使用BCM5751 PCIe网卡的流程

本文以此PCIe网卡为例,实现T2H在Linux下使能该网卡。

T2H采用YOCTO构建嵌入式Linux系统,对于BCM5751,需要将Tigon3模块编译进image。

1)通过menuconfig来built in Broadcom Tigon3 support。

    其具体路径是:

    Linux Kernel Configuration

    └─>Device Drivers

    └─>Network device support

    └─>Ethernet driver support

    └─>Broadcom Tigon3 HWMON support



注意:
通过MACHINE=rzt2h-dev bitbake virtual/kernel -c menuconfig打开menuconfig


2)编译完BSP并烧录镜像文件后,插入PCIe网卡并重启T2H开发板


可以看到,该PCIe设备已经生成了网络设备。并且外设PC已可以与enp1s0进行ping了。


更多产品信息及配套开发硬件及软件支持请访问RZ/T2H 网页(您点击下方链接查看)

RZ/T2H:https://www.renesas.cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rz-mpus/rzt2h-advanced-high-end-mpu-integrated-powerful-application-processing-and-high-precision-real-time

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