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STM32与FPGA是怎样进行通信的

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 FSMC存储器有哪些技术优势呢？ STM32与FPGA是怎样进行通信的？ 0
2021-11-22 07:21:01　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答风来吴山该类别下有 32 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 32 个回答。邀请回答举报二霸相关推荐 • 怎样去解决stm32和FPGA串口通信的问题呢 1972 • stm32f103如何使用dma和fpga进行spi通信？ 955 • sm32与fpga进行uart通信的问题 6414 • 有人做过stm32和fpga通过串口进行通信嘛 5264 • stm32与串口屏是怎样进行通信的 1369 • stm32f103zet6与stm32f407zg是怎样进行spi通信的 1076 • FPGA作为从机，与stm32进行spi通信时出现的传输数据问题 6736 • STM32的处理器是怎样与外部进行通信的 1153 • 请问stm32和FPGA视频信号发生器如何通信 1796 • stm32与xilinx FPGA通信 4656 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　STM32是ST（意法半导体）公司推出的基于ARM内核Cortex－M3的32位微控制器系列。Cortex－M3内核是为低功耗和价格敏感的应用而专门设计的，具有突出的能效比和处理速度。通过采用Thumb－2高密度指令集，Cortex－M3内核降低了系统存储要求，同时快速的中断处理能够满足控制领域的高实时性要求，使基于该内核设计的STM32系列微控制器能够以更优越的性价比，面向更广泛的应用领域。　　STM32系列微控制器为用户提供了丰富的选择，可适用于工业控制、智能家电、建筑安防、医疗设备以及消费类电子产品等多方位嵌入式系统设计。STM32系列采用一种新型的存储器扩展技术——FSMC，在外部存储器扩展方面具有独特的优势，可根据系统的应用需要，方便地进行不同类型大容量静态存储器的扩展。　　PART 2 　　FMSC 内部结构　　2.1 　　FSMC技术优势　　①支持多种静态存储器类型。STM32通过FSMC可以与SRAM、ROM、PSRAM、NORFlash和NANDFlash存储器的引脚直接相连。　　②支持丰富的存储操作方法。FSMC不仅支持多种数据宽度的异步读／写操作，而且支持对NOR／PSRAM／NAND存储器的同步突发访问方式。　　③支持同时扩展多种存储器。FSMC的映射地址空间中，不同的BANK是独立的，可用于扩展不同类型的存储器。当系统中扩展和使用多个外部存储器时，FSMC会通过总线悬空延迟时间参数的设置，防止各存储器对总线的访问冲突。　　④支持更为广泛的存储器型号。通过对FSMC的时间参数设置，扩大了系统中可用存储器的速度范围，为用户提供了灵活的存储芯片选择空间。　　⑤支持代码从FSMC扩展的外部存储器中直接运行，而不需要首先调入内部SRAM。　　2.2 　　FSMC 内部结构　　STM32微控制器之所以能够支持NORFlash和NANDFlash这两类访问方式完全不同的存储器扩展，是因为FSMC内部实际包括NORFlash和NAND／PCCard两个控制器，分别支持两种截然不同的存储器访问方式。在STM32内部，FSMC的一端通过内部高速总线AHB连接到内核Cortex－M3，另一端则是面向扩展存储器的外部总线。　　内核对外部存储器的访问信号发送到AHB总线后，经过FSMC转换为符合外部存储器通信规约的信号，送到外部存储器的相应引脚，实现内核与外部存储器之间的数据交互。FSMC起到桥梁作用，既能够进行信号类型的转换，又能够进行信号宽度和时序的调整，屏蔽掉不同存储类型的差异，使之对内核而言没有区别。　　2.3 　　FSMC映射地址空间　　FSMC管理1GB的映射地址空间。该空间划分为4个大小为256MB的BANK，每个BANK又划分为4个64MB的子BANK，如表1所列。FSMC中的2个控制器管理的映射地址空间不同。NORFlash控制器管理第1个BANK，NAND／PCCard控制器管理第2～4个BANK。　　由于两个控制器管理的存储器类型不同，扩展时应根据选用的存储设备类型确定其映射位置。其中，BANK1的4个子BANK拥有独立的片选线和控制寄存器，可分别扩展一个独立的存储设备，而BANK2～BANK4只有一组控制寄存器。　　PART 3 　　FSMC扩展外部SRAM配置　　3.1 　　FSMC扩展外部SRAM配置　　在STM32与FPGA进行通信的时候，FPGA其实可以看做STM32外部的SRAM。因此相应的配置可以参考对外部SRAM的配置。　　SRAM／ROM、NORFlash和PSRAM类型的外部存储器都是由FSMC的NORFlash控制器管理的，扩展方法基本相同，其中NORFlash最为复杂。通过FSMC扩展外部存储器时，除了传统存储器扩展所需要的硬件电路外，还需要进行FSMC初始化配置。　　FSMC提供大量、细致的可编程参数，以便能够灵活地进行各种不同类型、不同速度的存储器扩展。外部存储器能否正常工作的关键在于：用户能否根据选用的存储器型号，对配置寄存器进行合理的初始化配置。　　　　3.2 　　读写时序控制　　异步通信模式1：SRAM/CRAM 　　　　3.3 　　配置存储器基本特征　　通过对FSMC特殊功能寄存器FSMC_BCRi（i为子BANK号，i=1，…，4）中对应控制位的设置，FSMC根据不同存储器特征可灵活地进行工作方式和信号的调整。根据选用的存储器芯片确定需要配置的存储器特征，主要包括以下方面：　　①存储器类型（MTYPE）是SRAM／ROM、PSRAM，还是NORFlaSh；　　②存储芯片的地址和数据引脚是否复用（MUXEN），FSMC可以直接与AD0～AD15复用的存储器相连，不需要增加外部器件；　　③存储芯片的数据线宽度（MWID），FSMC支持8位／16位两种外部数据总线宽度；　　④对于NORFlash（PSRAM），是否采用同步突发访问方式（BURSTEN）；　　⑤对于NORFlash（PSRAM），NWAIT信号的特性说明（WAITEN、WAITCFG、WAITPOL）；　　⑥对于该存储芯片的读／写操作，是否采用相同的时序参数来确定时序关系（EXTMOD）。　　3.4 　　配置存储器时序参数　　FSMC通过使用可编程的存储器时序参数寄存器，拓宽了可选用的外部存储器的速度范围。FSMC的SRAM控制器支持同步和异步突发两种访问方式。　　选用同步突发访问方式时，FSMC将HCLK（系统时钟）分频后，发送给外部存储器作为同步时钟信号FSMC_CLK。　　　　此时需要的设置的时间参数有2个：　　①HCLK与FSMC_CLK的分频系数（CLKDIV），可以为2～16分频；　　②同步突发访问中获得第1个数据所需要的等待延迟（DATLAT）。　　对于异步突发访问方式，FSMC主要设置3个时间参数：地址建立时间（ADDSET）、数据建立时间（DATAST）和地址保持时间（ADDHLD）。FSMC综合了SRAM／ROM、PSRAM和NORFlash产品的信号特点，定义了4种不同的异步时序模型。选用不同的时序模型时，需要设置不同的时序参数，如表2所列。　　　　在实际扩展时，根据选用存储器的特征确定时序模型，从而确定各时间参数与存储器读／写周期参数指标之间的计算关系；利用该计算关系和存储芯片数据手册中给定的参数指标，可计算出FSMC所需要的各时间参数，从而对时间参数寄存器进行合理的配置。　　PART 4 　　STM32扩展外部SRAM实例　　4.1 　　难点解析　　4.1.1 数据传输自动化　　第一个角度理解STM32有FSMC（其实其他芯片基本都有类似的总线功能），FSMC的好处就是你一旦设置好之后，WR（写）、RD（读）、DB0-DB15这些控制线和数据线，都是FSMC自动控制的。打个比方，当你在程序中写到：　　（volatileunsignedshortint）（0x60000000）=val; 　　那么FSMC就会自动执行一个写的操作，其对应的主控芯片的WE、RD这些脚，就会呈现出写的时序出来（即WE=0，RD=1），数据val的值也会通过　　DB0-15自动呈现出来（即FSMC-D0:FSMC-D15=val）。地址0x60000000会被呈现在数据线上（即A0-A25=0，地址线的对应最麻烦，要根据具体情况来。　　4.1.2 硬件连接　　硬件平台：（STM32F103VC+EP3C5E144C8N）　　将图中的IS61WV512BLL改为FPGA对应的接口即，可按照模式A-SRAM/PSRAM进行连接。　　　　那么在硬件上面，我们需要做的，仅仅是MCU和LCD控制芯片的连接关系：　　WE-WR，均为低电平有效　　RD-RD，均为低电平有效　　FSMC-D0-15接LCDDB0-15 　　FSMC_NE1--CS接PD7 　　连接好之后，读写时序都会被FSMC自动完成。但是还有一个很关键的问题，就是RS没有接因为在FSMC里面，根本就没有对应RS。怎么办呢？这个时候，有一个好方法，就是用某一根地址线来接RS。　　比如我们选择了A16这根地址线来接，那么当我们要写寄存器（备注：此处应为数据）的时候，我们需要RS，也就是A16（RS为高）置高。软件中怎么做呢？也就是将FSMC要写的地址改成0x60010000，如下：　　（volatileunsignedshortint）（0x60010000）=val; 　　这个时候，A16在执行其他FSMC的同时会被拉高，因为A0-A18要呈现出0x60010000。0x60010000里面的Bit17=1，就会导致A16为1。要读数据（备注：此处为寄存器）时，地址由0x60010000改为了0x60000000，这个时候A16就为0了。　　RS问题：RS为0表示；读写寄存器;RS为1，读写数据RAM；　　4.2 　　STM32固件对FSMC进行初始化配置　　ST公司为用户开发提供了完整、高效的工具和固件库，其中使用C语言编写的固件库提供了覆盖所有标准外设的函数，使用户无需使用汇编操作外设特性，从而提高了程序的可读性和易维护性。　　STM32固件库中提供的FSMC的SRAM控制器操作固件，主要包括1个数据结构和3个函数。　　FSMC_NORSRAMInitStructure（调用库函数）　　RCC_Configuration（）;（时钟选择）　　NVIC_Configuration（）;（中断优先级）　　FSMC_GPIO_Configuration（）;（连接IO口初始化）　　FSMC_SRAM_Init（）;（FMSC配置）　　USART_Initial（）;（UART1端口配置）　　4.3 　　其他人调试遇到问题点（摘录）　　　　项目中需要使用STM32和FPGA通信，使用的是地址线和数据线，在FPGA中根据STM32的读写模式A的时序完成写入和读取。之前的PCB设计中只使用了8跟数据线和8根地址线，调试过程中没有发现什么问题，在现在的PCB中使用了8根地址线和16根数据线，数据宽度也改成了16位。　　刚开始是读取数据不正确，后来发现了问题，STM32在16位数据宽度下有个内外地址映射的问题，只需要把FPGA中的设定的地址乘以2在STM32中访问就可以了，但是在写操作的时候会出现写当前地址的时候把后面的地址写成0的情况，比如说我给FPGA中定义的偏移地址0x01写一个16位数据，按照地址映射，在STM32中我把地址写入0x02，。实际测试发现这个地址上的数据是对的，但是FPGA中0x02地址上的数据也变成了00。　　块1存储区被划分为4个NOR/PSRAM区，这四个区在内部地址上是连续排列的。但是实际上每个区共用的是同一组地址线与数据线，因此需要有内外的一个地址映射，因此在STM32中实际上有两个地址，一个是在内部访问的地址，另外一个是实际地址线输出的地址。　　HADDR［27:0］对应的是需要转换到外部存储器的内部AHB地址线，其HADDR［27:26］位用于选择四个存储块之一。HADDR［25:0］包含外部存储器地址。HADDR是字节地址，而不同的外部存储器数据长度也不一样，因此在数据宽度为8位和16位时映射关系也不一样。　　在数据宽度为8位时HADDR［25:0］与FSMC_A［25:0］对应相连，这时候在STM32中访问的地址和实际地址线产生的地址是一致的。而在16位数据宽度时HADDR［25:1］与FSMC_A［24:0］对应相连，HADDR［0］未接，这时候实际地址线上给出的地址为需要访问的偏移地址的一半。　　经过测试，发现写数据时实际上是进行了多次写入，导致把后面的地址也给写上了，最终导致数据混乱，后来经过学长提醒，决定把访问的地址定义为16位的，原来是32位的，经过测试问题解决。　　所以这儿也算是长了经验，因为我只用了8根地址线，为了避免可能的问题，地址最好定义成对应的位数。但是还是很纳闷为什么之前八位数据线读写的时候没有这个问题。　　PART 5 　　结语　　STM32作为新一代ARMCortex-M3核处理器，其卓越的性能和功耗控制能够适用于广泛的应用领域；而其特殊的可变静态存储技术FSMC具有高度的灵活性，对于存储容量要求较高的嵌入式系统设计，能够在不增加外部分立器件的情况下，扩展多种不同类型和容量的存储芯片，降低了系统设计的复杂性，提高了系统的可靠性。

2021-11-22 10:34:46 评论举报宁升椿