多路同步串口的FPGA傳輸實(shí)現(xiàn)

　　當(dāng)接收模塊有請求時(shí)，發(fā)送模塊即將接收模塊采集到的數(shù)據(jù)寫入發(fā)送模塊的緩存FIFO中，將其稱之為S_FIFO。每輪從R_FIFO中傳輸?shù)?個(gè)數(shù)據(jù)均依次存入S_FIFO中。

　　因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/DSP">DSP的8個(gè)同步串口均同時(shí)工作，可以認(rèn)為當(dāng)有一個(gè)輸入模塊的數(shù)據(jù)接收完畢時(shí)， 8個(gè)端口的數(shù)據(jù)均應(yīng)該接收完畢，保險(xiǎn)起見，可以延時(shí)若干時(shí)鐘周期后開始接收數(shù)據(jù)。從端口0至端口7為一輪，若此時(shí)有端口沒有數(shù)據(jù)，即可認(rèn)為此端口暫無數(shù)據(jù)輸出，用數(shù)據(jù)0替代，發(fā)送模塊繼續(xù)接收下一個(gè)端口的數(shù)據(jù)。用狀態(tài)機(jī)來實(shí)現(xiàn)此功能，如圖4所示。

　　發(fā)送模塊完成FPGA向ARM的數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)FPGA發(fā)送模塊S_FIFO中的數(shù)據(jù)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，FPGA即向ARM發(fā)出發(fā)送數(shù)據(jù)請求，ARM即開始對FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取。

　　FPGA中的S_FIFO同樣也是異步FIFO。寫時(shí)鐘由鎖相環(huán)提供100MHz;讀時(shí)鐘由ARM的讀取使能信號OE取反得到，讀使能由ARM的片選信號NGCS取反得到。ARM讀取數(shù)據(jù)會產(chǎn)生NGCS與OE低電平信號，無操作時(shí)置高。每次讀取數(shù)據(jù)時(shí)NGCS與OE先后置低，取反接至S_FIFO讀端口分別為NGCS_N與OE_N。對S_FIFO讀取時(shí)，每當(dāng)讀時(shí)鐘OE_N為上升沿，讀使能NGCS_N必為1，完成一次讀取操作。

　　這樣實(shí)現(xiàn)了ARM與FPGA之間的跨時(shí)鐘域數(shù)據(jù)傳輸。FPGA發(fā)送數(shù)據(jù)采取乒乓操作， ARM可以源源不斷的將S_FIFO中的數(shù)據(jù)讀取出來。FPGA和ARM的數(shù)據(jù)傳輸原理圖如圖5所示。

　　為驗(yàn)證各控制信號的時(shí)序邏輯，做如下仿真：FPGA接收及緩存數(shù)據(jù)。仿真的時(shí)序如圖6所示。data_temp0~data_temp7 為接收模塊的移位寄存器，在frame的下降沿時(shí)將數(shù)據(jù)寫入各自的R_FIFO中;R_FIFO中的數(shù)據(jù)依次通過寄存器data_m寫入S_FIFO中。8次寫入后，一輪緩存即結(jié)束，等待下次請求。