DDR 控制器没有 PCIe 的 Bus/Device/Function ID(BDF),那系统是怎么寻址到 DDR 的?


✅ 简明回答:

寻址到 DDR 的关键,不是靠 PCIe 的 BDF 编址机制,而是靠

  • CPU/RC 分配的物理地址空间(MMIO)
  • PCIe 设备的 BAR(Base Address Register)映射表
  • Root Complex 的地址解码逻辑 + DDR 控制器的地址响应能力

举个直白的例子:

假设系统有如下组件:

  • CPU + Root Complex
  • DDR 控制器,负责 [0x8000_0000 ~ 0x8FFF_FFFF]
  • PCIe SSD(Endpoint),希望通过 DMA 把数据写进 DDR

✅ 关键步骤如下:

步骤1:RC 分配 BAR 地址给 PCIe 设备

比如给 PCIe 设备的 BAR0 分配地址:0x9000_0000

这个地址空间是 RC 地址空间的一部分,可以指向:

  • FPGA 内部的 BRAM、DDR 控制器
  • 或者任何在 AXI/Avalon 总线上的 slave 设备

步骤2:PCIe 设备发起 DMA,写入该 BAR 地址

它发出一个 Memory Write TLP:

TLP目标地址:0x9000_1000
数据:xxxx

步骤3:RC 接收 TLP,地址解码

RC 的内部地址解码器判断:

  • 0x9000_1000 是 BAR0 区间 → 对应内部 AXI 总线上的 slave
  • BAR0 被配置为“指向 DDR 控制器地址空间的映射窗口”

于是 RC 就通过 AXI 总线 把 TLP 包转换成 AXI write transaction,目标地址:

AXI address = 0x8000_1000

步骤4:DDR 控制器响应地址并写入数据

  • DDR 控制器本身监听 [0x8000_0000 ~ 0x8FFF_FFFF] 地址段
  • 收到写入请求后,将数据写入目标 DRAM 中

整个流程逻辑示意图:

PCIe Endpoint
     ↓ DMA Write (TLP to 0x9000_1000)
Root Complex (RC)
     ↓ BAR0 = [0x9000_0000 → 0x8000_0000]
AXI Interconnect
     ↓
DDR Controller
     ↓
DRAM ← 数据落盘

✅ 本质:地址是系统分配的,DDR 被动响应

项目 寻址方式 主动 or 被动
PCIe 设备 BDF 配置空间 主动寻址、配置
DDR 控制器 MMIO地址范围 被动响应地址

拓展场景

场景 地址映射方式
FPGA + PCIe + DDR BAR → FPGA DDR 控制器 AXI 地址
CPU 向 DDR 写数据 直接访问 DDR 地址空间
PCIe设备 → 主机内存 BAR + TLP + RC + 内存控制器
GPU 写内存 BAR 映射 + IOMMU 映射页表 + 内存控制器

✅ 总结

问题 回答
DDR 控制器没有 BDF,怎么寻址? 通过 MMIO 地址分配,属于物理地址空间
PCIe 设备怎么访问 DDR? 通过 BAR 或 DMA,访问映射到 DDR 的物理地址
谁做地址翻译? Root Complex 或 IOMMU
谁负责最终写入? DDR 控制器根据地址响应并执行操作

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