icore4tfpga_17
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| 后一修订版 | 前一修订版 | ||
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icore4tfpga_17 [2020/03/06 14:58] zgf 创建 |
icore4tfpga_17 [2024/04/10 11:18] (当前版本) zhaowenzhe [五、 实验步骤及实验结果] |
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| 行 2: | 行 2: | ||
| |技术支持电话|**0379-69926675-801**||| | |技术支持电话|**0379-69926675-801**||| | ||
| |技术支持邮件|Gingko@vip.163.com||| | |技术支持邮件|Gingko@vip.163.com||| | ||
| - | |技术论坛|http://www.eeschool.org||| | ||
| ^ 版本 ^ 日期 ^ 作者 ^ 修改内容 ^ | ^ 版本 ^ 日期 ^ 作者 ^ 修改内容 ^ | ||
| | V1.0 | 2020-03-06 | gingko | 初次建立 | | | V1.0 | 2020-03-06 | gingko | 初次建立 | | ||
| - | ===== 实验十五：SPI通信实验——基于SPI总线的ARM与FPGA通信 ===== | + | ===== 实验十七：SPI通信实验——基于SPI总线的ARM与FPGA通信 ===== |
| ==== 一、 实验目的与意义 ==== | ==== 一、 实验目的与意义 ==== | ||
| 行 14: | 行 13: | ||
| ==== 二、 实验设备及平台 ==== | ==== 二、 实验设备及平台 ==== | ||
| - | - iCore4T 双核心板。[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w137644-251734891.3.5923532fDrMDOe&id=610595120319|点击购买]] | + | - iCore4T 双核心板。 |
| - | - Blaster（或相同功能）仿真器。[[https://item.taobao.com/item.htm?id=554869837940|点击购买]] | + | - iTool A（或相同功能）仿真器。 |
| - | - JLINK（或相同功能）仿真器。 | + | - USB Type C 线缆。 |
| - | - Micro USB线缆。 | + | |
| - Keil MDK 开发平台。 | - Keil MDK 开发平台。 | ||
| - Quartus开发平台。 | - Quartus开发平台。 | ||
| 行 39: | 行 37: | ||
| * CPHA=0：第一个时钟延开始采样MSBit | * CPHA=0：第一个时钟延开始采样MSBit | ||
| * CPHA=1：第二个时钟延开始采样MSBit | * CPHA=1：第二个时钟延开始采样MSBit | ||
| - | * SPI总线四种工作方式 SPI 模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。如果 CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。SPI主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。如图15.1所示 | + | * SPI总线四种工作方式 SPI 模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。如果 CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果CPOL=1，串行同步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传输协议之一进行数据传输。如果CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上升或下降）数据被采样；如果CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升或下降）数据被采样。SPI主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。如图17.1所示 |
| - | {{ :icore4t:icore4t_fpga_15_1.png?direct |}} | + | {{ :icore4t:icore4t_fpga_17_1.png?direct |}} |
| - | 图15.1 | + | |
| === 3．SPI通信指令表 === | === 3．SPI通信指令表 === | ||
| - | **表15.1 SPI通信指令表** | + | * **表15.1 SPI通信指令表** |
| - | |指令名称 |字节1 |字节2 |字节3 |字节4| | + | |
| - | |器件ID |01h | | ||| | + | ^指令名称 ^字节1 ^字节2 ^字节3 ^字节4^ |
| - | |写数据长度|02h |A15~A8|A7~A0||| | + | |器件ID |01h | | | | |
| - | |写数据 |04h |A15~A8 |A7~A0 |数据（直至写完所有数据）| | + | |写数据长度 |02h |A15~A8 |A7~A0 | | |
| - | |读数据长度 |05h |A15~A8 |A7~A0 || | + | |写数据 |04h |A15~A8 |A7~A0 |数据（直至写完所有数据）| |
| - | |读数据 |07h |A15~A8 |A7~A0 |数据（直至读完所有数据）| | + | |读数据长度 |05h |A15~A8 |A7~A0 | | |
| - | |读错误信息 |08h | |||| | + | |读数据 |07h |A15~A8 |A7~A0 |数据（直至读完所有数据）| |
| + | |读错误信息 |08h | | | | | ||
| * ARM与FPGA通信采用的是半双工式通信，FPGA通过识别指令完成与ARM的交互。 | * ARM与FPGA通信采用的是半双工式通信，FPGA通过识别指令完成与ARM的交互。 | ||
| 行 72: | 行 70: | ||
| read_address = 0; | read_address = 0; | ||
| read_length = 1024; | read_length = 1024; | ||
| - | * 2、实现ARM与FPGA通信，对FPGA而言，其关键就在于SPI时序的模拟，实现SPI数据的接收与发送，实现数据与传输信号之间的串并转换。FPGA首先接收ARM指令，然后解析指令，存储相应的信息与数据，并根据指令需求将相应的指令数据放到SIMO总线上，等待ARM读取，从而实现两者之间的数据交互。SPI时序的硬件语言描述如下： | + | </code> |
| + | * 2、实现ARM与FPGA通信，对FPGA而言，其关键就在于SPI时序的模拟，实现SPI数据的接收与发送，实现数据与传输信号之间的串并转换。FPGA首先接收ARM指令，然后解析指令，存储相应的信息与数据，并根据指令需求将相应的指令数据放到SOMI总线上，等待ARM读取，从而实现两者之间的数据交互。SPI时序的硬件语言描述如下： | ||
| <code verilog> | <code verilog> | ||
| //------------------------------------------------// | //------------------------------------------------// | ||
| 行 152: | 行 151: | ||
| send_state <= send_state + 1'd1; | send_state <= send_state + 1'd1; | ||
| end | end | ||
| - | 4'd2:begin | + | 4'd2:begin |
| spi_miso_r <= data_out[5]; | spi_miso_r <= data_out[5]; | ||
| send_state <= send_state + 1'd1; | send_state <= send_state + 1'd1; | ||
| 行 183: | 行 182: | ||
| endcase | endcase | ||
| end | end | ||
| - | <code verilog> | + | </code> |
| ==== 五、 实验步骤及实验结果 ==== | ==== 五、 实验步骤及实验结果 ==== | ||
| - | + | {{ :icore4t:icore4t_ide_1_37.jpg?600 |}} | |
| - | - 将硬件正确连接，如图15.2所示。 | + | - 将硬件正确连接，如图17.2所示。 |
| - | {{ :icore4t:icore4t_fpga_15_2.jpg?direct |图15.2}} | + | |
| - 打开putty串口调试工具，打开设备管理器查看对应的端口信息，在putty中打开对应的端口，用于打印串口信息； | - 打开putty串口调试工具，打开设备管理器查看对应的端口信息，在putty中打开对应的端口，用于打印串口信息； | ||
| - 将编写好的FPGA代码进行编译，并下载到开发板中； | - 将编写好的FPGA代码进行编译，并下载到开发板中； | ||
| - 将编写好的ARM代码编译，并下载到开发板中，putty工具中会打印相应的SPI通信相关信息； | - 将编写好的ARM代码编译，并下载到开发板中，putty工具中会打印相应的SPI通信相关信息； | ||
| - | - 观察实验现象及putty终端打印信息——FPGA_LED闪烁，putty终端打印如图15.3所示. | + | - 观察实验现象及putty终端打印信息——FPGA_LED闪烁，putty终端打印如图17.3所示. |
| - | {{ :icore4t:icore4t_fpga_15_3.png?direct |}} | + | {{ :icore4t:icore4t_fpga_17_3.png?direct |图17.3}} |
| ==== 六、 拓展实验 ==== | ==== 六、 拓展实验 ==== | ||
| - | 1、通过Signaltap观察SPI通信的时序是否和参考时序一致。 | + | - 通过Signaltap观察SPI通信的时序是否和参考时序一致。 |
| - | 2、实现错误信息读取指令功能。 | + | - 实现错误信息读取指令功能。 |
icore4tfpga_17.1583477932.txt.gz · 最后更改: 2020/03/06 14:58 由 zgf
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