【iBoard 电子学堂教程】【STM32通过 FSMC 读写 FPGA示例】
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一、 ARM 程序介绍
1. 写函数
1 #define fpga_write(offset, data) *((volatile unsigned short int*)(CS0_BASE + (offset << 17))) = data
其中：
- offset为空间偏移量，范围为 0~7（8个空间）；
- data 为数据，16位整数，范围为 0~65535；
- CS0_BASE 为ARM连接FPGA cs0的基地址，具体内容详见原理图。
若向空间2写入1234，则调用方法为：
1 fpga_write(2,1234);
2. 读函数
1 #define fpga_read(offset) *((volatile unsigned short int*)(CS0_BASE + (offset << 17)))
其中：
- offset 为空间偏移量，范围为0~7（共8个空间）；
- 范围值为16位证书，范围为0~65535；
- CS0_BASE 为ARM连接FPGAcs0的基地址，具体内容详见原理图。
若读取空间2的值，则调用方法为：
1 unsigned short int read_data; 2 3 read_data = fpga_read(2);
二、 FPGA 程序介绍
图示为FSMC 代码生成的顶层模块连接示意图，其中：
- DB[15..0] AB[18..16] WR RD CS0 连接到 ARM上；
- LED_FPGA 使用outg[0] 控制其亮和灭（可以通过面板控制）；
- ina[15..0] ~ inh[15..0] 为读取数据输入，共包含8个空间，每个空间16位；
- outa[15..0]~outh[15..0]为写入空间寄存器，共8个空间，每个空间16位；
具体实现原理请参考 fsmc.v 程序。
//fsmc read / write ep4ce6 demo module fsmc( ab, //address db, //data wrn, //wr rdn, //rd resetn, //resetn csn, //cs ina, //input data a inb, //input data b inc, //input data c ind, //input data d ine, //input data e inf, //input data f ing, //input data g inh, //input data h outa, //output data a outb, //output data a outc, //output data a outd, //output data a oute, //output data a outf, //output data a outg, //output data a outh //output data a ); input[2:0] ab; inout[15:0] db; input wrn; input rdn; input resetn; input csn; input [15:0] ina; input [15:0] inb; input [15:0] inc; input [15:0] ind; input [15:0] ine; input [15:0] inf; input [15:0] ing; input [15:0] inh; output reg [15:0] outa; output reg [15:0] outb; output reg [15:0] outc; output reg [15:0] outd; output reg [15:0] oute; output reg [15:0] outf; output reg [15:0] outg; output reg [15:0] outh; wire rd; wire wr; reg [15:0] indata; assign rd = !(csn & rdn); //get rd pulse ____|~~~~|______ assign wr = !(csn & wrn); //get wr pulse ____|~~~~|______ assign db = rd ? indata:16'hzzzz; //write data, 根据地址线选择八个空间写入，每个空间16位 always @(negedge wr or negedge resetn) begin if(!resetn)begin outa <= 16'h0000; outb <= 16'h0000; outc <= 16'h0000; outd <= 16'h0000; oute <= 16'h0000; outf <= 16'h0000; outg <= 16'h0000; outh <= 16'h0000; end else begin case (ab) 3'b000:outa <= db; 3'b001:outb <= db; 3'b010:outc <= db; 3'b011:outd <= db; 3'b100:oute <= db; 3'b101:outf <= db; 3'b110:outg <= db; 3'b111:outh <= db; default:; endcase end end //read data 根据地址线选择8个空间读取，每个空间 16位 always @(rd or !resetn) begin if(!resetn)indata <= 16'h0000; else begin case (ab) 3'b000:indata <= ina; 3'b001:indata <= inb; 3'b010:indata <= inc; 3'b011:indata <= ind; 3'b100:indata <= ine; 3'b101:indata <= inf; 3'b110:indata <= ing; 3'b111:indata <= inh; default:; endcase end end endmodule
三、 功能测试
如上图所示，FPGA 内把outh[15..0] 输出的数据，取非后连接到 ina[15..0]，ARM程序会写入空间7（也就是outh[15..0]），然后读取空间0（也就是ina[15..0]），然后做数据取非校验，判断成功与否。每轮测试 65536次，共进行300轮测试。核心代码如下：
for (i = 0; i < 65536; i++) { fpga_write(7, i); dat = fpga_read(0); if ((dat + i) != 65535) { errors++; }else success++; }
四、 软件界面
界面包含四个按键，按下【开始测试】则进行读写测试，测试中，按下【停止测试】则停止测试，按下【发光管亮】则FPGA 控制的发光二极管亮，【发光管灭】则FPGA控制的发光二极管灭。
软件包及 PDF 文档下载：
https://files.cnblogs.com/xiaomagee/iboard_fsmc_pub.zip
