https://github.com/opensmartnic/hellosnic

An elementary-level smartnic example, with fpga-based integrated structure
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An elementary-level smartnic example, with fpga-based integrated structure

• Host: GitHub
• URL: https://github.com/opensmartnic/hellosnic
• Owner: opensmartnic
• License: mit
• Created: 2023-05-24T16:40:55.000Z (over 1 year ago)
• Default Branch: master
• Last Pushed: 2023-05-27T14:35:17.000Z (over 1 year ago)
• Last Synced: 2024-08-02T20:43:37.025Z (5 months ago)
• Language: C
• Homepage:
• Size: 743 KB
• Stars: 7
• Watchers: 1
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• Open Issues: 0
• Metadata Files:
  • Readme: README-zh.md
  • License: LICENSE

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README

        
## Hellosnic

智能网卡的结构完整的入门级示例，可以：

* 借助cocotb进行仿真，观察报文的接收和发送

* 提供一个简单的数据处理模块，对设定的端口来源的流量进行简单的处理（数据数值+1，无实质用途，仅示例）；也可以自行扩展

* 可以实际运行，在特定的开发板上；加载驱动后可以像一般的网卡一样使用（但没有性能和可靠性保证）

### 架构

尽可能简单：

* 假设是使用千兆以太网电口，与物理层芯片的接口假设是RGMII

* 以太网报文经MAC与物理层交互

* MAC经过一个DMA模块，与网卡上的内存交互

* PCIe直接取放内存内容（无主机级别的DMA）

* 没有中断（而是在驱动上用轮询代替）

![image-20230525010243177](./arch/overview.png)

在除数据处理外，其他都采用xilinx的IP核实现。具体的架构图见[pdf](arch/system.pdf)

### 运行实例

实际运行环境：

* FPGA：Kintex 7，7k160

* 开发板：某品牌（需要根据实际情况调整约束文件引脚）

* IDE：Vivado 2019.2 windows

* 板卡实际部署环境：ubuntu 16.04， 内核版本：4.4.0-131-generic

* 通过以太网电口连入局域网，预设地址：192.168.13.10/24 

![](img/exp.png)

### 仿真环境

可运行的仿真环境：

* cocotb：1.7.0.dev0

* modelsim：2019.2

其他环境理论上也可运行。由于大量使用xilinx的IP核，需要先在仿真软件中编译IP核。

![](img/sim.png)

### 参考

[1] How to Design SmartNICs Using FPGAs to Increase Server Compute Capacity. Achronix, 2019 [[Website]](https://www.achronix.com/sites/default/files/docs/How_to_Design_SmartNICs_Using_FPGAs_to_Increase_Server_Compute_Capacity_WP017.pdf)

[2] Linux Device Driver, 3rd edition. [Website](https://lwn.net/Kernel/LDD3/)

[3] https://github.com/duxing2007/ldd3-examples-3.x