[發(fā)明專利]一種基于FSMC與FPGA的UART拓展方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010627548.4
• 申請(qǐng)日: 2020-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN111913899B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡曉軍;董廣順;蔡文浩;劉鵬;劉忠洋;靳文科;張志宇;陸思奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F13/38
• 分類號(hào): G06F13/38;G06F13/24;G06F13/28
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種基于FSMC與FPGA的UART拓展方法，其特征是：包括以下步驟：

在STM32上將UART協(xié)議轉(zhuǎn)換為FSMC協(xié)議；

在FPGA上將FSMC協(xié)議轉(zhuǎn)換為UART數(shù)據(jù)，以完成與FSMC的通信；

在FPGA上將普通數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為UART協(xié)議，使數(shù)據(jù)能夠通過拓展出的UART接口完成與外部設(shè)備間的數(shù)據(jù)收發(fā)；

在FPGA上將FSMC協(xié)議轉(zhuǎn)換為UART數(shù)據(jù)的具體過程包括每個(gè)拓展UART都配有一個(gè)雙clk寫FIFO，F(xiàn)SMC通過寫FIFO發(fā)送數(shù)據(jù)給拓展UART，將FSMC的地址線通過地址譯碼器轉(zhuǎn)換為只有一位為高的地址使能信號(hào)，使FSMC地址與拓展UART一一對(duì)應(yīng)，并通過clk與FSMC的NWE相與控制譯碼器使能，寫FIFO的Data_in與FSMC的Data線低位相連，Data_out與UART的TDR相連；當(dāng)FSMC發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，NWE使能，譯碼器生效，F(xiàn)SMC地址經(jīng)過譯碼使能了對(duì)應(yīng)UART寫FIFO的WR_en，數(shù)據(jù)被存入寫FIFO，然后被發(fā)送到UART的TDR寄存器，F(xiàn)SMC完成發(fā)送。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于FSMC與FPGA的UART拓展方法，其特征是：還包括拓展出的UART接口輪詢步驟，具體包括：設(shè)置兩個(gè)標(biāo)志位，一個(gè)是寫FIFO為空標(biāo)志，一個(gè)是讀BRAM非空標(biāo)志，當(dāng)要將數(shù)據(jù)發(fā)送到FPGA時(shí)，STM32輪詢檢查寫FIFO空標(biāo)志，若為1，則發(fā)送數(shù)據(jù)并將標(biāo)志位置0，F(xiàn)PGA接收到數(shù)據(jù)后通過GPIO將標(biāo)志位置1，STM32輪詢檢查寫FIFO空標(biāo)志，為0則等待發(fā)送；當(dāng)FPGA上接收到外部設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，通過GPIO將讀BRAM非空標(biāo)志位置1，STM32處理器輪詢?cè)L問標(biāo)志位，當(dāng)發(fā)現(xiàn)讀BRAM非空標(biāo)志位為1時(shí)，發(fā)送UART讀請(qǐng)求讀取存放在FPGA中的數(shù)據(jù)，讀取完成后將讀BRAM非空標(biāo)志位置0。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于FSMC與FPGA的UART拓展方法，其特征是：還包括STM32中斷過程，具體包括：

在STM32將其中一個(gè)EXTI外部中斷引入到FPGA上，F(xiàn)PGA通過設(shè)置與外部中斷相連的寄存器引發(fā)STM32中斷。

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于FSMC與FPGA的UART拓展方法，其特征是：當(dāng)STM32通過中斷方式發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，每發(fā)送1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)就離開發(fā)送函數(shù)去執(zhí)行其他任務(wù)，F(xiàn)PGA每接收到1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，設(shè)置寄存器引發(fā)STM32中斷，STM32在中斷中進(jìn)入發(fā)送函數(shù)繼續(xù)發(fā)送1字節(jié)數(shù)據(jù)，并將中斷失效，如此循環(huán)直至發(fā)送結(jié)束。

5.如權(quán)利要求3所述的一種基于FSMC與FPGA的UART拓展方法，其特征是：當(dāng)STM32通過中斷方式接收數(shù)據(jù)時(shí)，F(xiàn)PGA每接收到1字節(jié)數(shù)據(jù)就設(shè)置寄存器引發(fā)STM32中斷，STM32在中斷中進(jìn)入接收函數(shù)，發(fā)送UART接收命令讀取1字節(jié)數(shù)據(jù)并使中斷失效，如此循環(huán)直至結(jié)束。

6.如權(quán)利要求1所述的一種基于FSMC與FPGA的UART拓展方法，其特征是：還包括拓展后UART的DMA使用步驟，具體包括將STM32上的DMA設(shè)置為memorytomemory模式，在發(fā)送時(shí)將目標(biāo)地址設(shè)置為拓展UART所對(duì)應(yīng)的FSMC中的地址，在接收時(shí)將源地址設(shè)置為FSMC中的對(duì)應(yīng)地址。

7.如權(quán)利要求1所述的一種基于FSMC與FPGA的UART拓展方法，其特征是：FSMC的數(shù)據(jù)收發(fā)共用一條數(shù)據(jù)線，UART數(shù)據(jù)線收發(fā)分用，通過數(shù)據(jù)線分位使用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)線收發(fā)復(fù)用，數(shù)據(jù)線低位連接到發(fā)送邏輯，高位連接到接收邏輯。

8.如權(quán)利要求1所述的一種基于FSMC與FPGA的UART拓展方法，其特征是：在接收邏輯中使用與UART數(shù)量同容量的BRAM，并使BRAM的D_in位寬為拓展UART數(shù)量*字寬。