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 評估板上的不同用例。本篇博文會為您演示如何生成設計，以及在評估板啟動后如何使用 API 來配置 CC 設置。

硬件設計架構

該演示設計的頂層包含一個處理器，用于通過 AXI4-Lite 接口配置數據路徑中所用的各個 IP。

DIP 開關用于切換評估板的運行模式（PTP 主模式或從模式）。

“Datapath”模塊用于在無線電數據和接收到的 GT 串行數據之間進行轉換。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 支持和簡單的無線電仿真塊。

如需了解有關“Datapath”模塊中的子模塊的更多詳細信息，請參閱PG370第 4 章中的“數據路徑”部分。

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

設計生成

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

1.在生成設計之前，我們需要安裝適用于 ORAN 的最新 v2020.2 補丁，此補丁可從（答復記錄 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.檢出版本對應的標簽。

cd wireless-xorif

git checkout tags/2020.2

4.Scripts 文件夾包含用于生成 AMD Vivado工程以及運行 PetaLinux 流程的腳本。在運行 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 評估板生成演示設計。可按如下方式運行腳本：

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

該命令會生成 Vivado 示例設計，完成綜合與實現，然后生成用于 PetaLinux 工程的 XSA。

注釋：示例設計分為 3 種

可通過在 Vivado 的“Sources”視圖中右鍵單擊 ORAN IP 并選擇“Open IP example”來生成示例設計：此示例提供一個簡單的示例設計，其中僅包含 ORAN IP 及關聯的測試激勵文件。

塊自動化設置流程會生成一個完整的系統級仿真示例，其中包含 10G/25G Ethernet IP、DMA 基礎架構以及支持 IEEE 1588 PTP 實現的塊。如需了解更多詳細信息，請參閱 PG370 第 4 章中的“在 IP integrator 中使用示例系統”。

GitHub 示例：這即是本篇博文中所用的示例。它與塊自動化設置功能生成的示例非常相似。除了塊自動化設置功能生成的示例系統外，xil_vivado_build.tcl 還會插入必要的調試信號（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 構建指示信息，運行以下 Makefile 命令：

make zcu111_om5_exs

該命令會在 wireless-xorif/output/zcu111_om5_exs_2020_2 下創建一個 PetaLinux 工程。根據 wireless-xorif/xsa/zcu111_om5_exs 下的 system.xsa，運行 PetaLinux 構建流程。

PetaLinux 構建指示信息:

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

8.Make 命令完成后，會在 wireless-xorif/output/zcu111_om5_exs_2020_2/petalinux/images/linux 中生成啟動鏡像。將 boot.scr、BOOT.BIN 和 image.ub 復制到 SD 卡中。現在，我們可以啟動 ZCU111 評估板。

PTP 測試設置

生成設計后，您可以運行板到板 PTP 測試或第三方 O-DU 到板 PTP 測試。

板到板 PTP

如 PG370 中所述，使用 2 個 O-RAN Radio IF 子系統時，其中一個充當 1588 主時鐘，另一個則充當 1588 從時鐘，這樣即可演示時序同步。

我們來看一下如何用兩塊 ZCU111 評估板來實現這個演示。

1.首先，我們需要使用 DIP 開關將其中一塊評估板配置為主時鐘，將另一塊評估板配置為從時鐘。

生成 Vivado 設計后，您可以在 oran_radio_if_basic.xdc 中找到 ZCU102/ZCU111 的 DIP 開關設置。

以下截屏顯示了 ZCU111 評估板上的具體設置：

2.將啟動鏡像文件（來自設計生成第 7 步）復制到兩塊 ZCU111 評估板的 SD 卡中，并確保 SW6 處于 SD 卡模式 (OFF, OFF, OFF, ON = 1110)。

3.兩塊評估板均啟動后，首先輸入“ifconfig”。默認情況下，兩塊評估板的 MAC 地址相同。

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

ifconfig eth0 hw ether 003522:02

4.現在，我們可以使用以下命令啟動 PTP 測試。

// 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 設置為 nullf

clock_servo 用于同步本地時鐘。有效值包括：

“pi”，代表 PI 控制器，

“linreg”，代表使用線性回歸的自適應控制器，

“ntpshm”，代表 NTP SHM 參考時鐘，允許其他進程同步本地時鐘（SHM 段號設置為域號）

“nullf”，代表始終將頻率偏移調整為零的伺服器（適用于 SyncE 節點）。默認值為“pi”。

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

例如：

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

如果您反復重啟從時鐘，應該會在 1PPS 上反復觀察到這種鎖定行為。

如果使用串行控制臺停止遠程/從時鐘上的 ptp4l，您同樣會觀察到 1PPS 保持相位鎖定狀態，這表明定時器時鐘已同步。

Keysight Studio 到 ZCU102 PTP 測試

在本示例中，我們將 Keysight Studio 用作 PTP 主時鐘，并通過一塊 ZCU102 評估板執行 PTP 測試。

1.我們需要在 Keysight Studio 中設置時間同步模式。該選項位于“Setup > Instrument Configuration”下。

2.然后，將其“Mode”設置為“Master”，并將“Domain”值設置為 24：

3.創建包含以下內容的 ksightSyncE_min.cfg 文件，然后將該文件與其他啟動文件一起復制到 ZCU102 評估板中。

[global]

domainNumber 24

clock_servo nullf

注釋：“nullf”代表始終將頻率偏移調整為零的伺服器（適用于 SyncE 節點）。

“domainNumber”需與 PTP 主時鐘內定義的域號保持一致。

4.在 ZCU102 評估板上運行以下命令以啟動 PTP 測試。

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 層數據包，并通過一根 10G 以太網電纜將其傳輸至 ZCU102 評估板。在這一演示中，我們需要弄清楚 ZCU102 評估板啟動后需要執行哪些命令，以及如何查看前傳接口的狀態。

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

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 DL CC1 的配置如下：40 個 RB、“Numerology”為 1、單時隙、每時隙 14 個符號。起始符號 ID 為 0。

3.將設置文件另存為 .scp 格式，然后關閉 Signal Studio。

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

5.設置“C/U Plane Builder Configuration”。

6. eAXC ID 字段位寬設置為 4、1、3、8，eAXC ID 設置為 0000。

注釋：對于一個 eAxC 通道，ID 應從 0000 開始。ORAN IP 不接受 0001。

7.現在，為 Signal Studio Pro 中配置的所有載波分配 eAxC ID。如果不執行此操作，后續步驟將出現錯誤：

8.導出激勵文件。此步驟會生成 pcap 文件，即在 O-DU (Keysight) 和 O-RU（ZCU102 評估板）之間傳輸的以太網數據包。

9.單擊“Load Stimulus”，然后單擊“Play”。

10.Keysight 設置至此已完成，現在我們需要啟動 ZCU102 評估板。

啟動評估板后，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 服務器需要先進行初始化，然后才能正確接受大部分命令。

xorif-app -v -c init

c. 現在，我們來運行命令以配置載波設置

## set eAxC_id

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

eAXC_id 應與第 6 步中的 GUI 設置保持一致。

## 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)，則需要對值 0xC0 與其他掩碼位執行與運算。

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

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

在本篇博文中，用戶值為 0。對已定義的位進行掩碼處理后，RU 端口 ID 為 0000。這就是非 PRACH 數據的值，與第 6 步中設置的值一致。

## CC 0 配置

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

在執行每條命令后，status=0 表示您已成功設置 CC 配置。

如果要查看前傳接口的狀態，可以使用以下命令：

xorif-app -c “get fhi_stats”

如您所見，所有 DL Rx 數據包均已準時到達，這意味著收到的所有 C 層和 U 層數據包都在接收窗口內到達。

ORAN_Tx_* 值均為 0，因為我僅從 Keysight Studio 生成了 DL 通道。

本篇博文完整演示了從設計生成到評估板啟動后完成 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，轉到“Modules”部分。

您會看到所有模塊的列表及相關描述。

現在，您可用嘗試不同的命令了。