实测300MB/s！DSMC总线搞定3572+FPGA高速互联

在工业自动化、运动控制及高速数据采集领域里，ARM与FPGA的异构协同早已成为主流，但两者之间的通信瓶颈却频频显现。传统SPI接口带宽仅10Mbps级别，面对海量数据时力不从心；而PCIe虽带宽极高，却因设计复杂、成本高昂，在许多场景中显得“大材小用”。

有没有一种兼顾性能、成本与开发效率的理想方案？

我们给出了答案：基于瑞芯微DSMC（双倍数据速率串行存储器控制器）总线技术，成功实现了ARM与FPGA间稳定、高速的数据互联，实测读写带宽均突破300MB/s，为工业通信提供了全新的高性价比选择。

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测试平台：ARM+FPGA一体化评估底板

为精准评估ARM与FPGA之间各类通信接口的真实性能，彻底规避传统飞线连接带来的信号完整性衰减、性能损耗问题，我们自研了FPGA+ARM一体化测试底板。

该平台可兼容3572、3576、3568、3506四款核心板作为算力主控，同时支持无缝适配赛灵思、Anlogic、Gowin等多品牌FPGA核心板，为异构计算方案的性能验证提供稳定、可靠的硬件基础。

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各主控平台支持的互联接口如下：

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DSMC通信架构与测试方案

本次测试基于一体化评估板，实现3572核心板与FPGA通过DSMC总线的通信性能验证。

1.基础测试环境

• 开发环境：Windows10/11 64bit；VMware15+Ubuntu22.04（开发环境搭建详见Forlinx官网RK3572开发环境）
• 系统版本：U-Boot-2025.04、Linux-6.12.58内核、Buildroot 2025.02.7
• 硬件平台：FET3572x-C_FPGA_Test V1.0工业评估板卡
• 架构模式：RK3572作为DSMC主机，FPGA作为DSMC从机

2.带宽测试结果

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3.ARM侧实现逻辑

ARM端由Linux应用程序通过/dev/dsmc/cs0设备节点发起读写请求，内核中的DSMC驱动接收指令后，调用CPU_DMA引擎，经由DMA_MMP模块在DDR内存与DSMC_IO硬件接口之间直接完成数据搬运，全程无需CPU参与数据拷贝，保障了高吞吐与低延迟。测试程序可通过配置包大小、循环次数等参数完成读写校验，并输出误码率与实测传输速率。

4.FPGA侧实现逻辑

FPGA端实现Local Bus Slave功能：接收ARM端发送的数据时，数据经IOBUF、IDDR采样后存入DRAM；读取数据时，DRAM内的数据经ODDR、IOBUF输出至DSMC总线，完成数据回传。

5.系统架构框图

整体架构分为ARM端与FPGA端两层：ARM侧从用户态应用到底层硬件接口，依次经过Linux应用、设备节点、驱动层、DMA引擎、DSMC硬件IO；FPGA侧对应实现数据采样、存储与回传逻辑，两端通过DSMC总线完成高速交互。

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实测演示：稳定传输，零误码

本次测试通过dsmc_mmap_test工具完成，可通过参数灵活配置传输模式、循环次数、载荷长度、时钟频率等条件，核心参数说明如下：

执行：./dsmc_mmap_test -c 1000 -l 65528 -v -p

-o, --op. operation: rw (write+read+verify, default), wo (write only), ro (read only)

-c, --cycle.transfer count-l, --length. payload bytes per transfer (12-byte preamble added automatically

-G, --gen_mode. data pattern 0=random 1=sequential

-v, --verbose. dump write/read data

-P, --perf. print performance (MiB/s) summary

-f, --freq. set DSMC IO clock freq in Hz (e.g. 100000000)

本次测试选取65528字节载荷（避免65536字节下的溢出问题），分别完成100次、1000次循环读写验证，结果如下：

1.100次循环读写测试

测试指令：./dsmc_mmap_test-c 100-l 65528-v-P

传输模式：读写+校验

测试结果：100次循环全部成功，0失败、0误码，误码率0.0000%

性能表现：写入平均速率303.10MiB/s，读取平均速率305.59MiB/s

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2.1000次循环读写测试

测试指令：./dsmc_mmap_test-c 1000-l 65528-v-P

传输模式：读写+校验

测试结果：1000次循环全部成功，0失败、0误码，误码率0.0000%

性能表现：写入平均速率303.53MiB/s，读取平均速率304.91MiB/s

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两组测试均验证，DSMC总线在长周期、大数据量传输场景下表现稳定，读写速率均可稳定维持在300MB/s级别，且全程误码率为0，完全满足工业场景对高速、可靠通信的需求。

DSMC总线以适中的开发成本与硬件门槛，实现了接近PCIe级别的传输性能，完美适配中高速工业互联场景