FPGA IP核协议清单

一、高速串行接口类(SerDes / 高速 IP)

1. PCIe

  • 协议:PCIe Gen3/4/5
  • IP 核:Xilinx PCIe Block / Intel P-Tile
  • 用途:FPGA ↔ x86 主板高速通信、DMA 数据交互
  • 配套 IP:XDMA、AXI PCIe、DMA/Bridge

2. 10G/25G/100G Ethernet

  • 协议:IEEE 802.3
  • IP 核:10G/25G/100G MAC + PCS/PMA
  • 用途:以太网通信、RoCE v2、网络抓包、数据回传

3. SRIO(Serial RapidIO)

  • 协议:SRIO 2.1/2.2
  • 用途:板间高速互联、多 DSP/FPGA 互联
  • 特点:低延迟、高实时,工控 / 通信常用

4. JESD204B/C

  • 协议:JESD204
  • 用途:FPGA ↔ ADC/DAC 高速数据交互
  • 典型:雷达、软件无线电、高速采集

5. SATA / SAS

  • 存储高速接口,用于硬盘直连

二、RDMA / RoCE 相关(你最关心)

1. RoCE v2 / RNIC

  • 协议:RoCE v2 + RDMA + IBTA
  • IP 核:RoCE v2 控制器、UDP/IP 卸载引擎
  • 用途:FPGA ↔ x86 超低延迟通信(<1us)

2. Interlaken

  • 协议:Interlaken
  • 用途:多通道高速芯片互联,100G/400G 交换常用

三、片上总线 AXI 类(FPGA 内部必用)

1. AXI4 / AXI4-Lite / AXI4-Stream

  • 协议:ARM AMBA AXI4
  • 是 FPGA 内部所有 IP 的 "通用语言"
  • 配套 IP:
    • AXI DMA:数据搬运
    • AXI Interconnect:总线交叉
    • AXI Data FIFO:跨时钟域、缓冲

2. AXI Stream Data Width Converter

  • 位宽转换 IP,数据流处理必备

四、视频图像类(摄像头、显示)

1. MIPI CSI-2

  • 协议:MIPI CSI-2
  • 用途:手机 / 工业摄像头输入

2. HDMI / TX / RX

  • 协议:HDMI 1.4/2.0/2.1
  • IP:HDMI 控制器、TMDS 收发

3. DisplayPort

  • 高清显示输出

4. LVDS / SLVS

  • 协议:LVDS 并行视频
  • 用途:传统屏、CMOS 传感器

五、时钟 / 复位 / 存储类

1. MMCM / PLL

  • 时钟倍频、分频、相位调整

2. DDR3 / DDR4 / DDR5 Controller

  • 协议:DDR4/JEDEC
  • IP 核:Xilinx MIG / Intel EMIF
  • 用途:大容量缓存、图像帧存

3. QDRII+/RLDRAM3

  • 极高速缓存,雷达 / 实时处理常用

六、工业接口与控制类

1. SPI / I2C / UART

  • 低速外设通用协议
  • IP:一般直接用逻辑实现或官方 IP

2. CAN / CAN FD

  • 汽车、工控总线

3. EtherCAT / Profinet / Ethernet/IP

  • 工业实时以太网
  • FPGA 常用做从站或实时网关

4. PWM / QEP

  • 电机控制、编码器采集

七、数字信号处理类(DSP)

1. FIR / FFT / DDS / CIC

  • 协议 / 算法 IP
  • 用途:信号滤波、频域分析、信号源

2. MAC 乘累加

  • 矩阵运算、神经网络推理

八、时序同步类

1. IEEE 1588 PTP

  • 精确时间同步
  • 配合 TSN、RoCE、工业控制

2. TSN(Time Sensitive Networking)

  • 时间敏感网络 IP
  • 工业以太网、车载以太网

九、按你的场景(FPGA ↔ x86 高速实时)

你重点只需要掌握这几个 IP + 协议:

  1. PCIe + XDMA(FPGA ↔ x86 基础)
  2. 100G Ethernet MAC/PCS(以太网)
  3. RoCE v2 / RDMA(超低延迟)
  4. AXI4 / AXI-Stream / DMA(内部数据通路)
  5. DDR4 MIG(大缓存)
  6. JESD204(高速 ADC/DAC)
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