基于AM5728+ Artix-7 FPGA开发板——CPSW网口SWITCH模式使用说明

本指导文档适用开发环境：

Windows开发环境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux开发环境：Ubuntu 14.04.3 64bit

虚拟机：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)为TI Sitara系列处理器内部的三端口交换机，其包含一个CPU端口以及两个外部端口。CPU为端口0，两个外部端口为端口1和端口2。CPSW驱动程序遵循标准的Linux网络接口架构，其包含SWITCH模式和Dual Emac模式。

在SWITCH模式下，用户可通过MAC内部交换数据包，此时数据包将在端口1(P1)和端口2(P2)之间转发，无需经过CPU处理。

本次测试板卡为创龙科技的TL5728F-EVM，它是一款基于TI Sitara系列AM5728（双核ARM Cortex-A15 +浮点双核DSP C66x） + Xilinx Artix-7 FPGA处理器设计的高端异构多核评估板，由核心板与评估底板组成。AM5728与Artix-7在核心板内部通过GPMC、I2C通信总线连接，在评估底板通过PCIe通信总线连接。核心板经过专业的PCB Layout和高低温测试验证，稳定可靠，可满足各种工业应用环境。

评估板接口资源丰富，引出双路千兆网口、双路SFP光口、USB 3.0、CAN、RS485、SATA、HDMI、GPMC、FMC等接口，方便用户快速进行产品方案评估与技术预研。典型应用在运动控制、测试测量、机器视觉、智能电力、视频追踪、定位导航等领域。

在Dual Emac模式下，端口1和端口2彼此隔离为不同的Vlan ID，而端口0(P0)则是两个Vlan ID的中继端口，端口0将端口1和端口2视为单独的端口。

图 1

SWITCH模式配置

评估板设备树文件tl5728f-evm.dts引用了tl5728-idk.dts的内容。在Linux内核源码"arch/arm/boot/dts/tl5728-idk.dts"和"arch/arm/boot/dts/am57xx-beagle-x15-common.dtsi"设备树文件中，默认将CPSW配置为Dual Emac模式。请按照下图方法修改设备树文件，将dual_emac属性注释，配置CPSW为SWITCH模式。

Host# vi tl5728-idk.dts

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

图 2

图 3 tl5728-idk.dts

图 4 am57xx-beagle-x15-common.dtsi

在内核源码所在目录下，执行如下命令重新编译设备树。

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

图 5

将Linux系统启动卡通过读卡器插入PC机，并将其成功挂载到Ubuntu系统"/media/tronlong/rootfs/"路径下。执行如下命令，将编译生成的tl5728f-evm.dtb设备树文件拷贝至Linux系统启动卡"/rootfs/boot/"目录下，并把tl5728f-evm.dtb文件链接至tl57x-evm.dtb作为新的设备树文件。

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

图 6

SWITCH模式测试

将评估板其中一个网口连接至PC机2（例如笔记本电脑），另一个网口通过交换机连接至PC机1（例如台式机），硬件连接如下图所示。其中交换机需连接外网，以便于自动获取IP。

图 7

IP配置

请按照如下方法，分别设置评估板、PC机1和PC机2为同一个网段的静态IP。使用替换过设备树文件的Linux系统启动卡启动评估板，执行如下命令将评估板的IP设置为192.168.1.2，子网掩码设置为255.255.255.0。

Target# ifconfig eth0 192.168.1.2 netmask 255.255.255.0

Target# ifconfig

图 8

打开PC机1虚拟机网络配置，设置为桥接模式。

图 9

执行如下命令将PC机1的Ubuntu系统的IP设置为192.168.1.3，子网掩码设置为255.255.255.0。

Host# sudo ifconfig eth0 192.168.1.3 netmask 255.255.255.0

Host# ifconfig

图 10

同上，打开PC机2虚拟机网络配置，设置为桥接模式。

执行如下命令将PC机2的Ubuntu系统的IP设置为192.168.1.10，子网掩码设置为255.255.255.0。

Host# sudo ifconfig eth0 192.168.1.10 netmask 255.255.255.0

Host# ifconfig

图 11

网络测试

评估板、PC机1、PC机2网络联通测试。

评估板测试

Target# ping 192.168.1.3 //与PC机1测试

Target# ping 192.168.1.10 //与PC机2测试

图 12

PC机1测试

Host# ping 192.168.1.2

Host# ping 192.168.1.10

图 13

PC机2测试

Host# ping 192.168.1.2

Host# ping 192.168.1.3

图 14

网络带宽测试

评估板与PC机1带宽测试

TCP测试

请在PC机1上的Ubuntu中执行如下命令。如提示未安装Iperf，可按提示执行命令"sudo apt-get install iperf"进行安装。

Host# iperf -s

图 15

请在评估板上执行如下命令。

Target# iperf -c 192.168.1.3

图 16

UDP测试

请在PC机1的Ubuntu中执行如下命令。

Host# iperf -s -u

图 17

请在评估板上执行如下命令。

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

图 18

PC机2与PC机1带宽测试

TCP测试

请在PC机1上的Ubuntu中执行如下命令。如提示未安装Iperf，可按提示执行命令"sudo apt-get install iperf"进行安装。

Host# iperf -s

图 19

请在PC机2上的Ubuntu中执行如下命令。

Host# iperf -c 192.168.1.3

图 20

UDP测试

请在PC机1上的Ubuntu中执行如下命令。

Host# iperf -s -u

图 21

请在PC机2上的Ubuntu中执行如下命令。

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

图 22

ARM FPGA Windows 嵌入式 硬件开发

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