AD数据组Blob与巨型帧支持

AD数据组Blob

目前使用的AD数据组blob模块为ad_data_blob_generator，主要参数和接口如下：

主要参数：
- Max_Payload_Length：设置单个UDP数据包中Payload部分的长度。
- Blob_Sample_Length：设置一个blob中包含多少个采样点。
- AD_Channel：设置一个采样点中包含多少个采样通道。
- AD_Data_Length：固定参数，告知模块一个AD通道数据的长度，以字节(8bits)长度为单位，小于等于8bits即为1个字节，9 ~ 16bits为2个字节，以此类推。
- Data_Width：告知模块数据输入输出接口的数据宽度，一般不做改变，为设计时的固定参数，本模块中为64bits。
AD部分接口：包括一个ad_data_valid和ad_data_4ch，具体描述如下：
- ad_data_valid：一个时钟周期，高电平有效，用于指示当下AD数据有效。
- ad_data_4ch：4通道ADC数据聚合，宽度64bits。与ad_data_valid有相同的跳变边沿。
Blob数据输出部分接口基于AXI-Stream，具体信号如下：
- m_axis_tdata：64bits宽度，主要数据信号。
- m_axis_tkeep：8bits宽度，指示m_axis_tdata中各个字节是否有效。本应用中保持为0xFF，即所有字节均有效。
- m_axis_tvalid：一个时钟周期，高电平有效，指示m_axis_tdata是否有效。
- m_axis_tready：对于模块为输入，高电平有效。当m_axis_tvalid与m_axis_tready同时为高电平时m_axis_tdata完成一次传输，即从机读取主机输出的数据，否则不读取。
- m_axis_tlast：指示m_axis_tdata数据流中最后一个数据位置，用于标识数据流中最后一次传输。高电平有效。
- data_slice_ready：在一个采样slice生成完成后置为高电平，一个时钟周期宽度。
- data_blob_ready：在一个采样Blob生成完成后置为高电平。一个时钟周期宽度。
模块工作模式：
- 由于一个Blob长度会超过Max_Payload_Length参数，因此将Blob分为若干个Slice发送。采样数据Blob的最小单位为Slice，由若干个Slice组合为一个Blob。
- 每个Slice的前8个字节为Blob信息和Slice信息，Blob信息包括该Blob的编号和采样点数，Slice信息包括该Slice的编号和采样点数。
  - 同一个Blob内的Slice的Blob信息一致，而各自的Slice信息不一致，其中Slice编号保持递增，而所有Slice的采样点数和为Blob的采样点数。
  - 不同Blob的Blob信息不一致，其中Blob编号保持递增，其他信息则没有相关性。
- 由Max_Payload_Length和Blob_Sample_Length、AD_Channel、AD_Data_Length四个参数计算得到一个Blob需要划分为多少个Slice，具体计算方法如下：
  - (Max_Payload_Length - 8)/(AD_Data_Length * AD_Chaanel)得到一个Slice内最大可以容纳多少个采样点，结果记为data_slice_sa_len，计算结果向下取整。需要减去8的原因是每个Slice需要包含8个字节的头部信息。
  - Blob_Sample_Length / data_slice_sa_len得到能够以最大采样数量传输的Slice数量。另外计算上述除法的余数，为最后一个Slice需要传输的采样点数。若余数为0，则除法得到的结果即为当下Blob需要划分的Slice数量；若余数不为0，则除法结果加1。以上过程计算得到单个Blob需要划分为多少个Slice，结果记为data_slice_number。
  - 每次进行Slice生成时，会根据Blob_Sample_Length / data_slice_sa_len除法得到的结果和余数，实时调整每个Slice信息中的Slice采样点数信息。
仿真测试时，需要虚拟生成AD端的数据和m_axis_tready信号。另外需要设置Blob模块的固定参数。主要设置如下：
- AD端数据生成速率为20M Sa/s，即每50ns更新一次数据，ad_data_valid信号周期为50ns。ad_data_4ch从1001 2001 3001 4001开始自增，每次自增0001 0001 0001 0001，方便观测。
- m_axis_tready在复位后一直维持高电平。
- Max_Payload_Length设置为40，Blob_Sample_Length设置为10，短数据采样点方便观察。此设置下一个Slice包含4个采样点，一个Blob需要3个Slice，前两个Slice有4个采样点，最后一个Slice有2个采样点。
测试结果如下：
测试结果分析如下：
- 第1个数据Slice头部信息为0401 000A 0000 0001，0401为Slice信息，第一个字节为Slice内采样点长度，第二个字节为Slice序号。04表示该Slice包含4个采样点，01表示第一个Slice。000A为Blob内采样点长度，为10个采样点，0001为Blob序号，表示该Blob为第一个正在生成Blob。数据部分，起始数据为1001 2001 3001 4001，结束数据为1004 2004 3004 4004，为四个采样点。
- 第2个数据Slice头部信息为0402 000A 0000 0001，不同点仅在于Slice序号，该Slice为第二个Slice，其余一致。起始数据为1005 2005 3005 4005，结束数据为1008 2008 3008 4008，为四个采样点。
- 第3个数据Slice头部信息为0203 000A 0000 0001，Slice内采样点长度为2，Slice序号为3，表示第3个Slice。Blob信息一致。起始数据为1009 2009 3009 4009，结束数据为100A 200A 300A 400A，为两个采样点。
- 最后给出的data_slice_ready_tb与data_blob_ready_tb可用与UDP发送，其中data_slice_ready_tb用于统计Slice数量，结果放置于一个计数器CNT1中。data_blob_ready_tb可用于启动Blob发送，同时CNT1递减，当CNT1归0时表示当下Blob发送完成。

10G UDP协议栈巨型帧支持分析

之前对协议栈给出的Echo例程进行测试，当UDP Payload长度高于1472字节时Echo例程无回复。第二次发送的字节仅比上一次发送的数据多一个字节，即字节1，无回复。
进入以太网属性面板进行配置。个人电脑的网卡芯片RTL8125B，官方介绍支持4K、9K、16K的巨型帧，但是高级功能界面并没有看到有关巨型帧的设置选项。去瑞昱官网更新了一版驱动后，在高级功能界面可以看到有关巨型帧的设置。配置支持巨型帧长度为16128Bytes，进行后续测试。
FPGA上设置为定端口发送，即FPGA网口向电脑网口发送特定长度的数据。改变数据长度，测试10G UDP协议栈最大支持的巨型帧长度。测试出板卡最大支持巨型帧长度为2604bytes，采用wireshark抓包，结果如下。注意到数据包中前8个字节为3412 3412 3412 3412，应该是发送数据时字节顺序不匹配导致，需要分析FPGA上字节顺序为大端还是小端。
设置FPGA上协议栈运行于ECHO模式，采用NetAssist进行数据发送。设置发送数据长度为2604字节时，可以正常回复，如下。
当设置发送字节数为2605时，无法回复，如下。
测试结果看，10G UDP协议栈支持巨型帧，但是最大只能支持到2604字节。从ECHO例程上看，TX与RX间采用一个64bits、8192深度，即65536字节深度的FIFO连接，理论上可支持到约64kbytes的数据包发送，具体原因不详。超过2604字节时，Wireshark无法抓到来自FPGA的UDP数据包，说明发送失败。具体原因不详。

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