基于ZCU106实现PL PCIE Tandem PROM功能 从而满足100MS之

根据PCIE规范对设备的要求是PERST# must deassert 100 ms after the power good of the systems has occurred, and a PCI Express port must be ready to link train no more than 20 ms after PERST# has deasserted.

现在大规模FPGA的bitstream比较大导致板卡从上电到FPGA配置完成的时间远远超过100MS的要求，从而电脑端无法正常识别到PCIE设备。

为此Xilinx的PCIE Tandem（详见PG156）功能是专为满足PCIe设备在100ms之内枚举起来要求而设计的。

Zynq UltraScale+ MPSoC是Xilinx推出的第二代多处理SoC系统，其PL提供高性能的PCIE GEN3 IP core给客户使用。

如下图所示，由于MPSOC的启动加载image方式是跟纯FPGA器件是有所差异，MPSOC器件是需要从PS部分先去加载bootrom里面内容，然后按顺序去加载FSBL\Bitstream等等内容。

从上图看来MPSOC加载是比纯FPGA器件复杂很多同时差异也比较大，所以本文主要是介绍如何在MPSOC的器件里面实现PL PCIE tandem的加载方式来满足PCIE规范里面对设备100ms的加载时间要求。

此设计流程是James Shen基于Xilinx AE Iris Yang提供的方法上面完善设计并进行板卡验证。

详细操作步骤请按照下面流程来进行：

1、测试环境为ZCU106 V1.1板卡和Vivado 2019.1软件；

2、由于ZCU106的PS DDR4 DIMM中间换过，所以新的DIMM需要按照下面参数来进行修正，不然系统会无法启动；

3、在PL里面搭建PCIE XDMA架构；

4、根据ZCU106板卡硬件做XDMA配置；

5、根据Xilinx的PCIE example design修改XDC约束；

6、把ZCU106的QSPI配置同时提高时钟频率到300MHZ；

7、在XDMA界面设置Tandem PROM；

8、设置XDC里面相关约束文件；

9、修改xfsbl_qspi.c里面时钟计算相关值；

10、去掉打印Debug等信息，从而节约加载时间；

11、修改xfsbl_partition_load.c来支持加载两个阶段的bitstream文件；

12、对ZCU106的硬件需要进行设置；

13、生成相关boot image；

14、根据ZCU106板卡硬件选择下载方式去下载bit到板卡上面就实现本文目的。

根据上文的流程和要求，经过硬件板卡实际验证可以满足PCIE在100ms之内枚举的要求。供大家参考。