本文作者：AMD 工程師 Dong Xu

GitHub 上的 ORAN 硬件工程旨在演示 ZCU102 或 ZCU111 評(píng)估板上的不同用例。本篇博文會(huì)為您演示如何生成設(shè)計(jì)，以及在評(píng)估板啟動(dòng)后如何使用 API 來配置 CC 設(shè)置。

硬件設(shè)計(jì)架構(gòu)

該演示設(shè)計(jì)的頂層包含一個(gè)處理器，用于通過 AXI4-Lite 接口配置數(shù)據(jù)路徑中所用的各個(gè) IP。

DIP 開關(guān)用于切換評(píng)估板的運(yùn)行模式（PTP 主模式或從模式）。

“Datapath”模塊用于在無線電數(shù)據(jù)和接收到的 GT 串行數(shù)據(jù)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。它包括 O-RAN Radio IF 和 10G/25G High Speed Ethernet Subsystem。此塊中包含 Arm 處理器到 10G/25G High Speed Ethernet Subsystem 控制的所有支持性 IP 核，以及 PTP 支持和簡(jiǎn)單的無線電仿真塊。

如需了解有關(guān)“Datapath”模塊中的子模塊的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱PG370第 4 章中的“數(shù)據(jù)路徑”部分。

https://account.amd.com/en/member/oran-radio-if.html

設(shè)計(jì)生成

ORAN 演示可從 GitHub 倉庫中獲取：https://github.com/Xilinx/wireless-xorif

1.在生成設(shè)計(jì)之前，我們需要安裝適用于 ORAN 的最新 v2020.2 補(bǔ)丁，此補(bǔ)丁可從（答復(fù)記錄 76049）下載。如果使用 2021.1 及更高版本，則可以跳過此步驟

答復(fù)記錄 76049:

https://adaptivesupport.amd.com/s/article/76049?language=zh_CN

2.隨后，我們需要克隆 GitHub 倉庫：

git clonehttps://github.com/Xilinx/wireless-xorif.git

3.檢出版本對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽。

cd wireless-xorif

git checkout tags/2020.2

4.Scripts 文件夾包含用于生成 AMD Vivado工程以及運(yùn)行 PetaLinux 流程的腳本。在運(yùn)行 Tcl 命令之前，需要先使用 cd 切換至 scripts 目錄：

cd /wireless-xorif/scripts

Scripts 文件夾:

https://github.com/Xilinx/wireless-xorif/tree/master/scripts

5.在本篇博文中，我們要為帶有 25G 鏈路的 ZCU111 評(píng)估板生成演示設(shè)計(jì)。可按如下方式運(yùn)行腳本：

vivado -mode tcl -source ./xil_vivado_build.tcl -tclargs zcu111 -tclargs om5_25 -tclargs implNodateExit

該命令會(huì)生成 Vivado 示例設(shè)計(jì)，完成綜合與實(shí)現(xiàn)，然后生成用于 PetaLinux 工程的 XSA。

注釋：示例設(shè)計(jì)分為 3 種

可通過在 Vivado 的“Sources”視圖中右鍵單擊 ORAN IP 并選擇“Open IP example”來生成示例設(shè)計(jì)：此示例提供一個(gè)簡(jiǎn)單的示例設(shè)計(jì)，其中僅包含 ORAN IP 及關(guān)聯(lián)的測(cè)試激勵(lì)文件。

塊自動(dòng)化設(shè)置流程會(huì)生成一個(gè)完整的系統(tǒng)級(jí)仿真示例，其中包含 10G/25G Ethernet IP、DMA 基礎(chǔ)架構(gòu)以及支持 IEEE 1588 PTP 實(shí)現(xiàn)的塊。如需了解更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱 PG370 第 4 章中的“在 IP integrator 中使用示例系統(tǒng)”。

GitHub 示例：這即是本篇博文中所用的示例。它與塊自動(dòng)化設(shè)置功能生成的示例非常相似。除了塊自動(dòng)化設(shè)置功能生成的示例系統(tǒng)外，xil_vivado_build.tcl 還會(huì)插入必要的調(diào)試信號(hào)（在以下截屏中高亮顯示）。

6.將 XSA 文件從 wireless-xorif/output/zcu111_om5_exs_2020_2_AR76049/vivado/zcu111_om5_exs_2020_2_AR76049.sdk 復(fù)制到 wireless-xorif/xsa/zcu111_om5_exs 文件夾中，然后將其重命名為 system.xsa。

7.按照PetaLinux 構(gòu)建指示信息，運(yùn)行以下 Makefile 命令：

make zcu111_om5_exs

該命令會(huì)在 wireless-xorif/output/zcu111_om5_exs_2020_2 下創(chuàng)建一個(gè) PetaLinux 工程。根據(jù) wireless-xorif/xsa/zcu111_om5_exs 下的 system.xsa，運(yùn)行 PetaLinux 構(gòu)建流程。

PetaLinux 構(gòu)建指示信息:

https://github.com/Xilinx/wireless-xorif/tree/master/scripts

8.Make 命令完成后，會(huì)在 wireless-xorif/output/zcu111_om5_exs_2020_2/petalinux/images/linux 中生成啟動(dòng)鏡像。將 boot.scr、BOOT.BIN 和 image.ub 復(fù)制到 SD 卡中。現(xiàn)在，我們可以啟動(dòng) ZCU111 評(píng)估板。

PTP 測(cè)試設(shè)置

生成設(shè)計(jì)后，您可以運(yùn)行板到板 PTP 測(cè)試或第三方 O-DU 到板 PTP 測(cè)試。

板到板 PTP

如 PG370 中所述，使用 2 個(gè) O-RAN Radio IF 子系統(tǒng)時(shí)，其中一個(gè)充當(dāng) 1588 主時(shí)鐘，另一個(gè)則充當(dāng) 1588 從時(shí)鐘，這樣即可演示時(shí)序同步。

我們來看一下如何用兩塊 ZCU111 評(píng)估板來實(shí)現(xiàn)這個(gè)演示。

1.首先，我們需要使用 DIP 開關(guān)將其中一塊評(píng)估板配置為主時(shí)鐘，將另一塊評(píng)估板配置為從時(shí)鐘。

生成 Vivado 設(shè)計(jì)后，您可以在 oran_radio_if_basic.xdc 中找到 ZCU102/ZCU111 的 DIP 開關(guān)設(shè)置。

以下截屏顯示了 ZCU111 評(píng)估板上的具體設(shè)置：

2.將啟動(dòng)鏡像文件（來自設(shè)計(jì)生成第 7 步）復(fù)制到兩塊 ZCU111 評(píng)估板的 SD 卡中，并確保 SW6 處于 SD 卡模式 (OFF, OFF, OFF, ON = 1110)。

3.兩塊評(píng)估板均啟動(dòng)后，首先輸入“ifconfig”。默認(rèn)情況下，兩塊評(píng)估板的 MAC 地址相同。

現(xiàn)在，使用以下命令更改其中一塊評(píng)估板的 MAC 地址，然后再次輸入“ifconfig”，以確保兩塊評(píng)估板的 HWaddr 不同。

ifconfig eth0 hw ether 003522:02

4.現(xiàn)在，我們可以使用以下命令啟動(dòng) PTP 測(cè)試。

// Master

ptp4l -m -A -i eth0

// Slave

ptp4l -m -A -i eth0 -f /usr/bin/xroe-ptp4lsyncE.cfg -s

注釋：xroe-ptp4lsyncE.cfg 將 clock_servo 設(shè)置為 nullf

clock_servo 用于同步本地時(shí)鐘。有效值包括：

“pi”，代表 PI 控制器，

“l(fā)inreg”，代表使用線性回歸的自適應(yīng)控制器，

“ntpshm”，代表 NTP SHM 參考時(shí)鐘，允許其他進(jìn)程同步本地時(shí)鐘（SHM 段號(hào)設(shè)置為域號(hào)）

“nullf”，代表始終將頻率偏移調(diào)整為零的伺服器（適用于 SyncE 節(jié)點(diǎn)）。默認(rèn)值為“pi”。

您可能會(huì)在終端上看到一些“Synchronization Fault”同步故障消息，但這并不影響 1pps 同步。

例如：

當(dāng)主時(shí)鐘偏移為 +/- 1 時(shí)，存在一個(gè)周期的差異（如下圖所示，在 390.625 MHz 下為 2560 ps）。

如果您反復(fù)重啟從時(shí)鐘，應(yīng)該會(huì)在 1PPS 上反復(fù)觀察到這種鎖定行為。

如果使用串行控制臺(tái)停止遠(yuǎn)程/從時(shí)鐘上的 ptp4l，您同樣會(huì)觀察到 1PPS 保持相位鎖定狀態(tài)，這表明定時(shí)器時(shí)鐘已同步。

Keysight Studio 到 ZCU102 PTP 測(cè)試

在本示例中，我們將 Keysight Studio 用作 PTP 主時(shí)鐘，并通過一塊 ZCU102 評(píng)估板執(zhí)行 PTP 測(cè)試。

1.我們需要在 Keysight Studio 中設(shè)置時(shí)間同步模式。該選項(xiàng)位于“Setup > Instrument Configuration”下。

2.然后，將其“Mode”設(shè)置為“Master”，并將“Domain”值設(shè)置為 24：

3.創(chuàng)建包含以下內(nèi)容的 ksightSyncE_min.cfg 文件，然后將該文件與其他啟動(dòng)文件一起復(fù)制到 ZCU102 評(píng)估板中。

[global]

domainNumber 24

clock_servo nullf

注釋：“nullf”代表始終將頻率偏移調(diào)整為零的伺服器（適用于 SyncE 節(jié)點(diǎn)）。

“domainNumber”需與 PTP 主時(shí)鐘內(nèi)定義的域號(hào)保持一致。

4.在 ZCU102 評(píng)估板上運(yùn)行以下命令以啟動(dòng) PTP 測(cè)試。

ptp4l -m -A -i eth0 -f /media/sd-mmcblk0p1/xdc_keysight/ptp/ksightSyncE_min.cfg -s -2

ZCU102 上的 Keysight 配置演示

在這一部分中，我們將 Keysight Studio 用作 O-DU，生成 C 層/U 層數(shù)據(jù)包，并通過一根 10G 以太網(wǎng)電纜將其傳輸至 ZCU102 評(píng)估板。在這一演示中，我們需要弄清楚 ZCU102 評(píng)估板啟動(dòng)后需要執(zhí)行哪些命令，以及如何查看前傳接口的狀態(tài)。

1.首先，我們需要使用 Keysight Signal Studio Pro for 5G NR 來配置所需的“Carrier”設(shè)置。

我們來確定需要添加哪種類型的載波：“Downlink”、“Uplink”、還是 PRACH。

2.在本篇博文中，我們對(duì) DL CC1 的配置如下：40 個(gè) RB、“Numerology”為 1、單時(shí)隙、每時(shí)隙 14 個(gè)符號(hào)。起始符號(hào) ID 為 0。

3.將設(shè)置文件另存為 .scp 格式，然后關(guān)閉 Signal Studio。

4.接下來，啟動(dòng) Keysight Open RAN Studio，然后打開上一步中保存的 .scp 文件。

5.設(shè)置“C/U Plane Builder Configuration”。

6. eAXC ID 字段位寬設(shè)置為 4、1、3、8，eAXC ID 設(shè)置為 0000。

注釋：對(duì)于一個(gè) eAxC 通道，ID 應(yīng)從 0000 開始。ORAN IP 不接受 0001。

7.現(xiàn)在，為 Signal Studio Pro 中配置的所有載波分配 eAxC ID。如果不執(zhí)行此操作，后續(xù)步驟將出現(xiàn)錯(cuò)誤：

8.導(dǎo)出激勵(lì)文件。此步驟會(huì)生成 pcap 文件，即在 O-DU (Keysight) 和 O-RU（ZCU102 評(píng)估板）之間傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)數(shù)據(jù)包。

9.單擊“Load Stimulus”，然后單擊“Play”。

10.Keysight 設(shè)置至此已完成，現(xiàn)在我們需要啟動(dòng) ZCU102 評(píng)估板。

啟動(dòng)評(píng)估板后，我們可以參考xorif-apps 示例，以了解如何配置 ORAN IP。

xorif-apps 示例：

https://github.com/Xilinx/wireless-xorif/tree/master/src/xorif-app

注釋：“xorif-app -help”可顯示 xorif-app 的幫助菜單

a. 首先，我們需要連接套接字 eth0：

xorif-app -v -s -i -e eth0 &

b. xorif-app 服務(wù)器需要先進(jìn)行初始化，然后才能正確接受大部分命令。

xorif-app -v -c init

c. 現(xiàn)在，我們來運(yùn)行命令以配置載波設(shè)置

## set eAxC_id

xorif-app -c "set eAXC_id 4 1 3 8"

eAXC_id 應(yīng)與第 6 步中的 GUI 設(shè)置保持一致。

## set ru_ports

xorif-app -c "set ru_ports 8 5 192 0 128 64"

注釋：這用于設(shè)置 RU 端口 ID。

例如，如果使用 xorif_set_ru_ports (8, 5, 0xC0, 0, 0x80, 0x40)，則需要對(duì)值 0xC0 與其他掩碼位執(zhí)行與運(yùn)算。

PRACH 掩碼為 0x80，因此 ID 為 0xC0 AND 0x80 = 1000 0000（二進(jìn)制），[7:6] 為 10（二進(jìn)制）=2 （十進(jìn)制），這是最終的 RU_Port_ID。

如果將 PRACH 掩碼設(shè)置為 0xC0，與運(yùn)算所得出的值為 1100 0000，[7:6] 為 11（二進(jìn)制）=3（十進(jìn)制），那么最終的 RU_Port_ID 為 3。

在本篇博文中，用戶值為 0。對(duì)已定義的位進(jìn)行掩碼處理后，RU 端口 ID 為 0000。這就是非 PRACH 數(shù)據(jù)的值，與第 6 步中設(shè)置的值一致。

## CC 0 配置

xorif-app -c “configure 0”
xorif-app -c “enable 0”

在執(zhí)行每條命令后，status=0 表示您已成功設(shè)置 CC 配置。

如果要查看前傳接口的狀態(tài)，可以使用以下命令：

xorif-app -c “get fhi_stats”

如您所見，所有 DL Rx 數(shù)據(jù)包均已準(zhǔn)時(shí)到達(dá)，這意味著收到的所有 C 層和 U 層數(shù)據(jù)包都在接收窗口內(nèi)到達(dá)。

ORAN_Tx_* 值均為 0，因?yàn)槲覂H從 Keysight Studio 生成了 DL 通道。

本篇博文完整演示了從設(shè)計(jì)生成到評(píng)估板啟動(dòng)后完成 API 配置的全過程。

可從 GitHub 倉庫 oran-radio-ifdochtml 下的 index.html 中獲取完整的 xorif-app API 文檔。

打開該文檔后，轉(zhuǎn)到“Modules”部分。

您會(huì)看到所有模塊的列表及相關(guān)描述。

現(xiàn)在，您可用嘗試不同的命令了。