文章来源：OpenFPGA
面对数据中心网络性能瓶颈，Open-NIC 项目由 Xilinx 推出，提供了一个开源 FPGA-based NIC 平台，帮助开发者与研究者轻松实现硬件网络加速与原型验证。本文将为你深入解读 Open-NIC 的架构、组件与应用场景。
什么是 Open-NIC？
Open-NIC 是由 AMD-Xilinx 推出的开源 NIC 平台，主要面向 FPGA 开发者与网络应用研究者，目标是打造便于接入的硬件网络原型架构。其支持按需集成用户逻辑，加速网络相关应用的开发。
三大核心组件一览
Open-NIC 项目包含三个关键模块：
Open-NIC Shell（硬件 shell）
https://github.com/Xilinx/open-nic-shell.git
提供 RTL 设计，可用于几款 Alveo UltraScale+ FPGA 卡（如 U50、U55C、U280 等）
支持 4 个 PCIe PF（物理功能）与 2 个 100GbE 网络端口，提供标准 QDMA 与 CMAC 接口，还预留了用户逻辑插槽，方便功能定制
Open-NIC Driver（Linux 驱动）
https://github.com/Xilinx/open-nic-driver.git
提供 Linux 内核驱动，支持多 PF、多 TX/RX 队列。支持的操作环境包括 Ubuntu 18.04、20.04、22.04
提供基本的网络设备接口，可进行 loopback 测试、ethtool 查询等实践操作
Open-NIC DPDK 驱动
https://github.com/Xilinx/open-nic-dpdk.git
包含针对 DPDK 的 Patch 文件与构建指南，将 Open-NIC 支持整合到 DPDK 框架，适用于 Ubuntu 等平台。
项目亮点与技术价值
开源开放，适配多种硬件： 使用 Apache-2.0 或 GPL-2.0 授权
硬件加速路径清晰： Shell 内部划分 QDMA、CMAC 与用户逻辑区块，设计结构清晰，便于集成自定义网络处理模块
社区活跃，持续优化中： 项目 issues 显示用户积极反馈，涵盖 SR-IOV 支持、链路接收异常、MAC 配置、U-series FPGA 兼容性等多个方向
典型应用与开发流程
推荐入门路径（以 Alveo U55C 为例）：
下载三个仓库：open-nic-shell、open-nic-driver、open-nic-dpdk；
使用 Vivado 2022.2（OpenNIC 支持的最新版本），运行以下命令来构建 shell
vivado -mode gui -source build.tcl -tclargs -board au55c -synth_ip 0
这将创建包含两个user boxes的 shell，第一个user boxes的主频为 250MHz，第二个user boxes的主频为 322MHz。由于 Alveo 卡将 CMAC 和 PCIe 实现为硬 IP，因此 shell 的资源占用率非常低。
一旦在 Vivado 中创建设计，我们就可以探索该设计，在源视图中，我们可以清楚地看到自定义添加的两个user boxes和插入的逻辑以完成基础设计。
场景示例：
网络协议硬件加速：如定制过滤、转发逻辑等；
数据中心性能验证平台：大流量与并发场景测试；
教学与研究用途：网络架构、硬件加速、FPGA 教学平台。
总结
Xilinx Open-NIC 项目通过 shell + 驱动 + DPDK 三位一体的方案，为硬件网络加速提供了开源、灵活、高性能的路径。尤其适合研究者、开发者探索 FPGA 与 SmartNIC 结合的可能性。