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如何实现微控制器与FPGA的接口设计

时间:10-03 来源:互联网 点击:


图11 通过直接FPGA接口传输的读/写时间


发生在ARM7 MCU和FPGA之间的相关传输时间如下:

  • t1:标准时间——2个AHB周期;

  • t2:FPGA传输所需时间(单一AHB接口4个周期,双AHB接口8个周期);

  • t3:FPGA的外设响应时间;

  • t4:传输响应返回CAP7E的时间(单一AHB接口4个周期,双AHB接口8个周期);

  • t5:从FPGA到CAP7E AHB总线内部读取响应/数据时间;

  • t6:引入等待周期时间。

下面的公式是用来近似从ARM到FPGA外设的存取时间:


注: t1和的t5相对于PIO和EBI是可以忽视的的AHB周期时间。

在数据传输速率低的情况下,如点阵式液晶显示器,MCU到FPGA通过PIO或EBI接口就足够了。然而,FPGA和MCU之间或其他一些外设和存储器的高数据传输率可以完全占用CPU周期和给外设创造瓶颈。举例来说, TFT液晶彩色图形将需要传输大量的数据到液晶显示器帧缓冲区,这最有可能完全占用CPU和EBI。这种应用将更好地执行从微控制器到FPGA的直接接口连接,而允许液晶数据通过DMA传输,使处理器空出时间处理其他事和使EBI空出时间传输其他数据,如从闪存运行主要应用软件,或TFT液晶显示器为单个或多个帧缓冲区使用SDRAM。

此外, FPGA中的AHB逻辑定义类似MCU,犹如它在微控制器“内部”。这使得未来设计路线很容易就转移到可定制微控制器。

直接FPGA接口的发展时间也较短,因为接口已经在微控制器内部定义且逻MCU供应商提供了FPGA的辑模块。设计者不需要写入任何接口RTL 。带专用FPGA接口的微控制器将会提高整个系统的性能和设计的易用性。

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