ARM与FPGA通讯

1 硬件接口介绍

FPGA与RK通信的接口有三种，分别为IIC、FSPI、PCIE。原理图如下所示:

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2 IIC通信

在IIC通信中，FPGA作为从机，其设备地址为0x66。

目前代码中定义了三个寄存器地址为0x00、0x01、0x02。其中0x02为只读寄存器

对于0x00寄存器可以测试读写数据是否正确，例如写1，读出来也是1即通信正常。

i2cdetect -r -y -a 0

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可以看到I2C总线上有个0x66的地址。

i2cset -r -y -a 0 0x66 0x00 0x40

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执行完该命令后，就会往0x00寄存器写入0x40。

此时输入命令 i2cdump -f -y -a 0 0x66

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该命令会列出0x66所有寄存器的值，可以看到寄存器0x00的值已经为刚才写入的0x40。

i2cget -f -y -a 0 0x66 0x00

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读取寄存器0x00的值，可以看到读出了0x40，和写入的值一致。

0x01寄存器可以控制led的状态,输入以下命令:

i2cset -f -y -a 0 0x66 0x01 0x01

此时底板的LED点亮。

输入以下命令:

i2cset -f -y -a 0 0x66 0x01 0x00

此时底板的LED熄灭。

i2cset -f -y -a 0 0x66 0x01 0x03

此时底板两个LED均点亮。

因为代码中是将该寄存器的低2bit赋值给LED，所以只有在低2bit为1时才能点亮LED。至此，IIC读写通信正常。

3 FSPI通信

FPGA与RK之间通过FSPI进行交互，FPGA会有个RAM用来缓存数据，实现读写回环。

首先加载驱动:

insmod smdt_spi_controller.ko

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之后输入命令: lsmod

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出现上方红框的字样则表示驱动加载成功。

目录切换道smdt_spi_rw的可执行程序的文件夹下,之后输入命令:

./smdt_spi_rw -d /dev/spidev4.0 -s 50000000 -OH -m 3 -S 1024 -c 1

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Byte error rate为0则表示通信正常，数据读写无误。

其中 -s 为设置通信频率,50MHZ。

-m 表示选择模式:1为单线模式，2为双线模式，3为四线模式。

-s 表示选择的传输大小，这里是1024，由于FPGA的ram深度设置为2048，因此一旦传输超过2048的话会出现byte error。

-c 表示传输次数，1表示传输1次。

4 PCIE通信

首先，FPGA端需要先固化PCIe的工程，因为RK在上电期间只会识别一次PCIe设备，所以要确保在RK启动起来前FPGA已经加载好PCIe的程序，否则会导致识别失败。

首先通过adb push将pcie的测试demo传输到设备里面。之后输入命令:

insmod smdt_pcie_dma_memcpy.ko

之后再输入命令: lsmod

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出现上述红框的字样，表示驱动完成。

之后输入命令: lspcie -vv

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能显示出0755:0755且lnkSta状态正常，Speed 5GT/S，Widthx2，则表示PCIe已经建链，同样可以看到板子上的LED灯在快速闪烁。

之后输入命令: echo 1 > /sys/class/pci_bus/0002:21/device/0002:21:00.0/enable

再输入 ./smdt_dma_memcpy_demo -a 0xf0200000 -s 20480 -c 1 -d /dev/input/event8

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读写均没有error则表示DMA交互正常。

-a 表示地址

-s 表示传输字节数

-c 表示传输次数

-d 表示设备路径

可以调节s和c来改变DMA传输的数据量。