NetFPGA-1G-CML从零开始环境配置

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发布时间：2019-06-13

本文共 10956 字，大约阅读时间需要 36 分钟。

NetFPGA-1G-CML从零开始环境配置

前言

偶得一块NetFPGA-1G-CML，跟着github对的入门指南，一步步把配置环境终于搭建起来，下面重新复现一下此过程。期间感谢开发板的技术人员支持与帮助，得以成功配置环境。

https://github.com/NetFPGA/NetFPGA-public/wiki/NetFPGA-1G-CML-Getting-Started-Guide

实验工具

NetFPGA-1G-CML开发板

一台有PCIe口的主机

下为工具照片：

1、操作系统的选择

官方推荐Fedora 20，于是我也选择了该操作系统。

镜像选择

镜像为清华大学镜像源的镜像（国内其他镜像源中没有找到Fedora 20 64bit的版本）

系统盘制作
- 一个8G U盘
- 系统盘制作工具。（切记不要用软碟通UltraISO(软碟通)，原因软碟通不适合做linux的系统盘，笔者第一次也是采用软碟通进行系统盘制作，结果出现了一些问题，后来用PowerISO一切正常）

可参照这篇文章：

2、Xilinx开发工具的下载

这个是整个环境安装中最耗费时间的一个地方，建议在windows下用迅雷下载，然后转到fedora下，因为文件相当庞大。之前笔者也下了下列两个工具的最新的版本，可中途也出了莫名其妙的问题，最终成功的环境还是以以下两个工具为基础。

（笔者选择的是链接中基于Linux的完整安装程序5.88G，之前安装过ISE Design Suite 14.7的，可其中缺少EDK变量，后来重新换成了这个。安装教程：见链接里Installing Xilinx ISE Design Suite on Fedora 14部分，有一点不一样，连接中版本较老，但链接的提示中，选项该去掉依然参照它）

tip：ISE工具需要license，否则无法build。如果您已经拥有license，则可导入，否则还有一种办法：百度一下即可发现惊喜。

(笔者选择的是链接中，2015.02的版本， Vivado 2015.2: Full Installer For Linux Single File Download Image Including SDK (TAR/GZIP - 4.58 GB) ，安装过程遇ISE类似)

3、获得NetFPGA-1G-CML对应github仓库的权限

在次NetFPGA官网的中填入你的相关信息，则工作人员会把拉到对应仓库下，然后可以clone下来到本地。

以下步骤皆基于本仓库。

4、Fedora 20操作系统环境所需配置的安装

下面简单罗列命令，至于每个命令所需安装的内容是为何物，请查看的Operating System Setup以及的Additional Required Installation Packages。

sudo yum install '*stdc*'sudo yum install libsigc++ libsigc++.i686 qt.i686 qtsudo yum groups mark convertsudo yum group install "Fedora Eclipse"sudo yum install qgit wireshark wireshark-gnomesudo yum install pythonsudo yum install scapysudo yum install fxloadsudo yum install bison byacc flexsudo yum install glibc.i686sudo yum install kernel-develsudo yum install libusb-develsudo yum install libpcap-develsudo yum install libnet-devel

其后四个命令，由于笔者在安装过程中采用是按tab键得到，相关名称可能会有点差异，具体看操作系统级别（32bit or 64bit）选择安装。

5、环境配置，以及跑一个demo

Step1、获得git仓库权限后，把仓库clone到本地

tip：切记此时你已经获得了该仓库的权限（有时候邮件没收到，可能在垃圾箱里面）

git clone https://github.com/NetFPGA/NetFPGA-1G-CML-live.git

Step2、建立编译环境路径变量

取得赛灵思工具的路径

source /opt/Xilinx/14.6/ISE_DS/settings64.shsource /opt/Xilinx/Vivado/2015.2/settings64.sh

取得clone后仓库的路径

路径的信息保存于该仓库的文件bashrc_addon_NetFPGA_10G中，记得根据实际路径进行修改，比如笔者的仓库位于/home/netfpga/Program/NetFPGA-1G-CML-live，所以笔者该文件的信息修改如下：

export NF_ROOT=${HOME}/Program/NetFPGA-1G-CML-liveexport NF_DESIGN_DIR=${NF_ROOT}/projects/reference_nic_nf1_cmlexport NF_WORK_DIR=/tmp/${USER}export PYTHONPATH=${NF_ROOT}/lib/python:${NF_DESIGN_DIR}/lib/Python:${NF_ROOT}/tools/scripts:export LD_LIBRARY_PATH=${NF_ROOT}/lib/java/NetFPGAFrontEnd/bin:${LD_LIBRARY_PATH

然后执行命令

source bashrc_addon_NetFPGA_10G

为了更好确认上部是否写对，可以执行一下命令看看输出

echo $NF_ROOT

此时如果输出为仓库的所在的绝对路径，就证明正确了。

Step3、 Build the Libraries and IP

此处由于笔者还不了解大概这些库的功能，中文无法直接翻译。

tip：这个步骤的过程一定要基于ISE已经导入license

To build the hardware test libraries for the hardware and simulation tests:

cd $NF_ROOTmake hwtestlib

To build the IP cores used by the NF1-CML projects:

make cml_cores

上述两个步骤，若无出现make ...错误都表示步骤已经成功进行。

Step4、编译一个工程

本次 $NF_DESIGN_DIR所选择的工程为 reference_nic_nf1_cml一个简单的网卡（若想编译其他工程，记得去bashrc_addon_NetFPGA_10G修改对应的$NF_DESIGN_DIR路径）

cd $NF_DESIGN_DIRmake

此时你会等待相当长的一段时间，最后如果成功后最后两行会显示如下：

mkdir -p bitfilescp hw/implementation/download.bit bitfiles/reference_nic_nf1_cml.bit

Step5、连接FPGA到主机

笔者是用J12的usb jtag引脚作为连接主机的口，这里主要介绍一下相关驱动的安装，以及一些坑。

如图所示

首先下载usb驱动，驱动：

驱动安装步骤

tar -xvf usb-driver-HEAD-xxxxxxx.tar.gz cd usb-driver-HEAD-xxxxxxxsource /opt/Xilinx/13.4/ISE_DS/settings64.sh   这里要相应改变make./setup_pcusbcp libusb-driver.so /usr/local/lib/libusb-jtag-driver.soexport LD_PRELOAD=/usr/local/lib/libusb-jtag-driver.so

之后用命令lsusb可以看到

[netfpga@localhost bin]$ lsusbBus 001 Device 002: ID 8087:0024 Intel Corp. Integrated Rate Matching HubBus 002 Device 002: ID 8087:0024 Intel Corp. Integrated Rate Matching HubBus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hubBus 002 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hubBus 001 Device 003: ID 1443:0007 Digilent Development board JTAG   //这个就是我们的设备Bus 002 Device 003: ID 1c4f:0002 SiGma Micro Keyboard TRACER Gamma IvoryBus 002 Device 004: ID 192f:0916 Avago Technologies, Pte.

可是通过impact &打开ISE impact又有提示如下图所示问题，需重新装驱动

后来在技术人员帮助下，有了一个，具体的下载文件请移步另外一篇博客：。

根据上述做完，即可从impact &看到我们的FPGA芯片。

Step6、烧写程序到FPGA中

进入到项目文件夹下，执行以下命令

make download

然后烧写成功后，会有如下输出

INFO:iMPACT - '1': Checking done pin....done.'1: Programmed successfully.Elapsed time =     62 sec.rm -f bitfiles/download.bit

Step7、安装NetFPGA-1G-CML作为系统设备

首先确保已经把NetFPGA-1G-CML开发板插到PCIe口上，如图所示

然后执行以下命令，并可看到该设备

lspci | grep Xilinx01:00.0 Ethernet controller: Xilinx Corporation Device 4244

安装NetFPGA-1G-CML驱动，在这之前，请在执行一次

cd $NF_ROOTsource bashrc_addon_NetFPGA_10Gmake hwtestlib

安装必要组件

sudo yum install kernel-devel-3.11.10-301.fc20.x86_64

编译驱动

cd $NF_DESIGN_DIR/sw/host/drivermake

安装驱动

sudo insmod nf10.ko

初始化NetFPGA-1G-CML的四个以太网接口

sudo ifconfig nf0 upsudo ifconfig nf1 upsudo ifconfig nf2 upsudo ifconfig nf3 up

执行一下ifconfig，可以看到四个以太网卡出现了

[netfpga@localhost bin]$ ifconfiglo: flags=73
    
       mtu 65536        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10
     
              loop  txqueuelen 0  (Local Loopback)        RX packets 10  bytes 940 (940.0 B)        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0        TX packets 10  bytes 940 (940.0 B)        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0nf0: flags=4163
      
         mtu 1500        inet 192.168.200.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.200.255        inet6 fe80::24e:46ff:fe31:3000  prefixlen 64  scopeid 0x20
               ether 00:4e:46:31:30:00  txqueuelen 1000  (Ethernet)        RX packets 377  bytes 528796 (516.4 KiB)        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0        TX packets 377  bytes 534074 (521.5 KiB)        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0        device interrupt 30  nf1: flags=4163
       
          mtu 1500        inet 192.168.201.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.201.255        inet6 fe80::24e:46ff:fe31:3001  prefixlen 64  scopeid 0x20
                ether 00:4e:46:31:30:01  txqueuelen 1000  (Ethernet)        RX packets 377  bytes 528796 (516.4 KiB)        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0        TX packets 377  bytes 534074 (521.5 KiB)        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0        device interrupt 30  nf2: flags=4163
        
           mtu 1500        inet 192.168.202.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.202.255        inet6 fe80::24e:46ff:fe31:3002  prefixlen 64  scopeid 0x20
                 ether 00:4e:46:31:30:02  txqueuelen 1000  (Ethernet)        RX packets 371  bytes 528372 (515.9 KiB)        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0        TX packets 377  bytes 534074 (521.5 KiB)        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0        device interrupt 30  nf3: flags=4163
         
           mtu 1500 inet 192.168.203.1 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.203.255 inet6 fe80::24e:46ff:fe31:3003 prefixlen 64 scopeid 0x20
           ether 00:4e:46:31:30:03 txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 370 bytes 528316 (515.9 KiB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 377 bytes 534074 (521.5 KiB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 device interrupt 30 p4p1: flags=4163
          
            mtu 1500 inet 192.168.2.105 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.2.255 inet6 fe80::922b:34ff:feba:728b prefixlen 64 scopeid 0x20
            ether 90:2b:34:ba:72:8b txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 3421 bytes 2595675 (2.4 MiB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 5648 bytes 583390 (569.7 KiB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0

Step8、Making Registers

对于这个步骤，笔者较为陌生，编译寄存器的相关映射，再次只做操作步骤，原理还需细究

$ cd $NF_DESIGN_DIR/hw$ make regs

在此处步骤，笔者遇到一个莫名其妙的问题，编译不通过，然后出去吃个饭，重启了一下，重新打开makefile保存了一下，竟莫名其妙的解决了.(已解决)

解决方案，重新打开一个终端，执行命令

source /opt/Xilinx/14.6/ISE_DS/settings64.shsource bashrc_addon_NetFPGA_10G

然后在去执行上述步骤

Step9、Verify the Design in Hardware with the Test Infrastructure

最终步骤验证实验，并把四个以太网口按如图所示接上，NF0---NF3，NF1---NF2

cd $NF_ROOT/tools/binsu -c "./nf_test.py hw --major loopback --minor maxsize"

然后如果测试成功会有如下显示：

Running global setup...  PASSRunning test both_loopback_maxsize... PASSRunning global teardown...  PASS

然后在执行一遍ifconfig，可以发现NF0-3各个网卡的收发包较上次执行ifconfig有了上涨

[netfpga@localhost bin]$ ifconfiglo: flags=73
    
       mtu 65536        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10
     
              loop  txqueuelen 0  (Local Loopback)        RX packets 10  bytes 940 (940.0 B)        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0        TX packets 10  bytes 940 (940.0 B)        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0nf0: flags=4163
      
         mtu 1500        inet 192.168.200.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.200.255        inet6 fe80::24e:46ff:fe31:3000  prefixlen 64  scopeid 0x20
               ether 00:4e:46:31:30:00  txqueuelen 1000  (Ethernet)        RX packets 427  bytes 603796 (589.6 KiB)        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0        TX packets 427  bytes 609774 (595.4 KiB)        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0        device interrupt 30  nf1: flags=4163
       
          mtu 1500        inet 192.168.201.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.201.255        inet6 fe80::24e:46ff:fe31:3001  prefixlen 64  scopeid 0x20
                ether 00:4e:46:31:30:01  txqueuelen 1000  (Ethernet)        RX packets 427  bytes 603796 (589.6 KiB)        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0        TX packets 427  bytes 609774 (595.4 KiB)        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0        device interrupt 30  nf2: flags=4163
        
           mtu 1500        inet 192.168.202.1  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.202.255        inet6 fe80::24e:46ff:fe31:3002  prefixlen 64  scopeid 0x20
                 ether 00:4e:46:31:30:02  txqueuelen 1000  (Ethernet)        RX packets 421  bytes 603372 (589.2 KiB)        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0        TX packets 427  bytes 609774 (595.4 KiB)        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0        device interrupt 30  nf3: flags=4163
         
           mtu 1500 inet 192.168.203.1 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.203.255 inet6 fe80::24e:46ff:fe31:3003 prefixlen 64 scopeid 0x20
           ether 00:4e:46:31:30:03 txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 420 bytes 603316 (589.1 KiB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 427 bytes 609774 (595.4 KiB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0 device interrupt 30 p4p1: flags=4163
          
            mtu 1500 inet 192.168.2.105 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.2.255 inet6 fe80::922b:34ff:feba:728b prefixlen 64 scopeid 0x20
            ether 90:2b:34:ba:72:8b txqueuelen 1000 (Ethernet) RX packets 3441 bytes 2598545 (2.4 MiB) RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0 TX packets 5697 bytes 590789 (576.9 KiB) TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0