doc/guides/rawdevs/ifpga_rawdev.rst

   1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2     Copyright(c) 2018 Intel Corporation.
   3
   4 IFPGA Rawdev Driver
   5 ======================
   6
   7 FPGA is used more and more widely in Cloud and NFV, one primary reason is
   8 that FPGA not only provides ASIC performance but also it's more flexible
   9 than ASIC.
  10
  11 FPGA uses Partial Reconfigure (PR) Parts of Bit Stream to achieve its
  12 flexibility. That means one FPGA Device Bit Stream is divided into many Parts
  13 of Bit Stream(each Part of Bit Stream is defined as AFU-Accelerated Function
  14 Unit), and each AFU is a hardware acceleration unit which can be dynamically
  15 reloaded respectively.
  16
  17 By PR (Partial Reconfiguration) AFUs, one FPGA resources can be time-shared by
  18 different users. FPGA hot upgrade and fault tolerance can be provided easily.
  19
  20 The SW IFPGA Rawdev Driver (**ifpga_rawdev**) provides a Rawdev driver
  21 that utilizes Intel FPGA Software Stack OPAE(Open Programmable Acceleration
  22 Engine) for FPGA management.
  23
  24 Implementation details
  25 ----------------------
  26
  27 Each instance of IFPGA Rawdev Driver is probed by Intel FpgaDev. In coordination
  28 with OPAE share code IFPGA Rawdev Driver provides common FPGA management ops
  29 for FPGA operation, OPAE provides all following operations:
  30 - FPGA PR (Partial Reconfiguration) management
  31 - FPGA AFUs Identifying
  32 - FPGA Thermal Management
  33 - FPGA Power Management
  34 - FPGA Performance reporting
  35 - FPGA Remote Debug
  36
  37 All configuration parameters are taken by vdev_ifpga_cfg driver. Besides
  38 configuration, vdev_ifpga_cfg driver also hot plugs in IFPGA Bus.
  39
  40 All of the AFUs of one FPGA may share same PCI BDF and AFUs scan depend on
  41 IFPGA Rawdev Driver so IFPGA Bus takes AFU device scan and AFU drivers probe.
  42 All AFU device driver bind to AFU device by its UUID (Universally Unique
  43 Identifier).
  44
  45 To avoid unnecessary code duplication and ensure maximum performance,
  46 handling of AFU devices is left to different PMDs; all the design as
  47 summarized by the following block diagram::
  48
  49      +---------------------------------------------------------------+
  50      |                       Application(s)                          |
  51      +----------------------------.----------------------------------+
  52                                   |
  53                                   |
  54      +----------------------------'----------------------------------+
  55      |                    DPDK Framework (APIs)                      |
  56      +----------|------------|--------.---------------------|--------+
  57                /              \                             |
  58               /                \                            |
  59      +-------'-------+  +-------'-------+          +--------'--------+
  60      |    Eth PMD    |  |   Crypto PMD  |          |                 |
  61      +-------.-------+  +-------.-------+          |                 |
  62              |                  |                  |                 |
  63              |                  |                  |                 |
  64      +-------'-------+  +-------'-------+          |      IFPGA      |
  65      |  Eth AFU Dev  |  |Crypto AFU Dev |          |  Rawdev Driver  |
  66      +-------.-------+  +-------.-------+          |(OPAE Share Code)|
  67              |                  |                  |                 |
  68              |                  |          Rawdev  |                 |
  69      +-------'------------------'-------+    Ops   |                 |
  70      |              IFPGA Bus           | -------->|                 |
  71      +-----------------.----------------+          +--------.--------+
  72                        |                                    |
  73          Hot-plugin -->|                                    |
  74                        |                                    |
  75      +-----------------'------------------+        +--------'--------+
  76      |        vdev_ifpga_cfg driver       |        |  Intel FpgaDev  |
  77      +------------------------------------+        +-----------------+
  78
  79 Build options
  80 -------------
  81
  82 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_IFPGA_BUS`` (default ``y``)
  83
  84    Toggle compilation of IFPGA Bus library.
  85
  86 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_IFPGA_RAWDEV`` (default ``y``)
  87
  88    Toggle compilation of the ``ifpga_rawdev`` driver.
  89
  90 Run-time parameters
  91 -------------------
  92
  93 This driver is invoked automatically in systems added with Intel FPGA,
  94 but PR and IFPGA Bus scan is trigged by command line using
  95 ``--vdev 'ifpga_rawdev_cfg`` EAL option.
  96
  97 The following device parameters are supported:
  98
  99 - ``ifpga`` [string]
 100
 101   Provide a specific Intel FPGA device PCI BDF. Can be provided multiple
 102   times for additional instances.
 103
 104 - ``port`` [int]
 105
 106   Each FPGA can provide many channels to PR AFU by software, each channels
 107   is identified by this parameter.
 108
 109 - ``afu_bts`` [string]
 110
 111   If null, the AFU Bit Stream has been PR in FPGA, if not forces PR and
 112   identifies AFU Bit Stream file.