基于7A50T FPGA开发套件的工业通信管理机设计（二）

下图为设计的以7A50T为核心的通信管理机系统架构的简化图。系统共分成3个层级下面分别予以介绍。

软核级为系统的核心部分，该层级以MicroBlaze软核为核心，通过AXI总线挂接了16个自定义的串口收发单元，一个定时器作为操作系统的心跳时钟，两个以太网MAC以实现以太网MAC帧的收发，一个MIG单元用于控制外部DDR3存储器作为系统的程序和数据存储器，以及一个通用串口用作系统的调试串口。

• 自定义的串口收发单元为普通串口的增强版，能够实现数据的自动发送、接收、校验，并根据校验结果产生相应的中断。该部分使用Verilog编写实现，并通过Vivado封装为AXI接口的IP，以实现通过MicroBlaze软核直接控制该单元完成数据的收发。

• 定时器作为操作系统的心跳定时器，用于控制任务的切换。

• 两个以太网MAC用以实现以太网MAC帧的收发，通过MicroBlaze运行LwIP协议栈，实现完整的TCP/IP协议，从而满足网络104协议的相关需求。

• MIG控制DDR3，作为MicroBlaze的大容量缓存，使得MicroBlaze在进行数据处理时能有足够的程序运行空间，提升系统运行效率。

  
  

         7A50T板级部分比较简单，主要是使用了7A50T板卡上的两个以太网PHY、DDR3和USB转TTL电路。另外，由于16个串口最终需要通过485总线形式与其他设备连接，而7A50T板卡上并未集成485电路，因此使用其PMOD接口扩展对外对接485电路。

         系统级即在7A50T板级的基础上增加了16个MAX3485电路，这16个MAX3485电路通过PMOD接口连接到Artix-7FPGA上，从而实现了给7A50T板卡扩展16个485接口的功能。