在工業(yè)通信領域，技術革新與突破始終是推動行業(yè)發(fā)展的核心動力。今天，為大家?guī)砘贒SMC/FlexBus并口的RK3576J與FPGA通信方案，核心板國產化率高達100%，為工控場景帶來高效、穩(wěn)定的通信新體驗。下面一起來看看！ 開發(fā)環(huán)境與測試數據 本文主要介紹RK3576J與FPGA的通信案例，適用開發(fā)環(huán)境如下：

Windows開發(fā)環(huán)境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux開發(fā)環(huán)境：VMware16.2.5、Ubuntu22.04.5 64bit

U-Boot：U-Boot-2017.09

Kernel：Linux-6.1.115

Buildroot文件系統(tǒng)版本：Buildroot-2024.02

LinuxSDK：LinuxSDK-[版本號]（基于rk3576_linux6.1_release_v1.1.0）

硬件平臺：創(chuàng)龍科技TL3576-EVM工業(yè)評估板（基于瑞芯微RK3576J）

為了簡化描述，本文僅摘錄部分方案功能描述與測試結果，詳細產品資料請掃描文末二維碼下載。 通過實測我們發(fā)現，基于DSMC和FlexBus的通信方案具備了出色性能，數據如下表所示：

FPGA數采模塊簡介

創(chuàng)龍科技TL-AD-PGL25G是一款基于紫光同創(chuàng)Logos PGL25G FPGA與芯熾科技SC1467/核芯互聯(lián)CL1606/ADI AD7606 ADC設計的數據采集模塊，支持8通道、200KSPS串行/并行采樣，可與ARM端通過DSMC、FlexBus、Local Bus、SPI等總線進行通信，滿足客戶多樣化數據采集需求。

TL-AD-PGL25G模塊正面圖

DSMC與FlexBus并口簡介 專為工業(yè)應用設計，DSMC(Double Data Rate Serial Memory Controller)作為高速并行總線接口，兼容多種傳輸協(xié)議，包括HyperBus PSRAM、Xccela PSRAM和Local Bus。對于RK3576J處理器，DSMC接口若使用Local Bus協(xié)議，從設備需使用瑞芯微開發(fā)的slave模型，或者傳輸協(xié)議相同。DSMC接口支持8/16bit串行傳輸模式，時鐘速率高達100MHz，可實現FPGA低成本連接，具有低延遲、高帶寬和靈活配置的特點，廣泛應用于需要高速通信的工業(yè)控制領域。 FlexBus是一個高度靈活的并行總線接口，可模擬標準或不規(guī)則的協(xié)議，能夠適應各種復雜的通信場景。對于RK3576J處理器，FlexBus支持2/4/8/16bit并行傳輸，時鐘速率高達100MHz，可實現高速AD/DA拓展，可以在保障數據穩(wěn)定性的同時實現高效、低延遲的數據交互。這一特性使其在高速數據采集場景中具有顯著優(yōu)勢。

RK3576J典型應用場景

高端工業(yè)PLC

運動控制器

工業(yè)計算機

無人機

電力監(jiān)測裝置

4K醫(yī)療內窺鏡

基于DSMC的ARM與FPGA通信案例

案例說明

ARM端運行Linux系統(tǒng)，基于DSMC總線對FPGA DRAM進行讀寫測試。 程序原理說明如下：


ARM端：

ARM端使用CPU DMA通過DSMC總線（作為Local Bus Master）來對FPGA DRAM進行讀寫測試。

通過參數設置數據包大小（數據包數據每次循環(huán)均為新的隨機數）、數據傳輸的循環(huán)次數。

對讀寫的數據進行校驗，并打印誤碼率和讀寫速率。

FPGA端：

實現Local Bus Slave功能。

將Local Bus Master(ARM)發(fā)送的64KByte數據保存到DRAM。

當Local Bus Master(ARM)讀取64KByte數據時，FPGA從DRAM讀取64KByte數據發(fā)送至Local Bus。

案例演示 請將創(chuàng)龍科技TL-AD-PGL25G模塊連接至評估板EXPORT接口，如下圖所示。

TL-AD-PGL25G模塊連接圖 請參考產品資料用戶手冊完成內核鏡像替換，將FPGA可執(zhí)行程序固化至SPI FLASH，并加載驅動。 執(zhí)行如下命令運行程序，ARM通過DSMC總線寫入65536Byte隨機數據至FPGA DRAM，然后讀出數據、進行數據校驗，同時打印DSMC總線讀寫速率和誤碼率，如下圖所示。 Target#./dma_memcpy_demo -a 0x10000000 -s 65536 -c 1000 -d /dev/input/event7

從上圖可知，本次實測平均寫速率約為280MB/s，平均讀速率約為216MB/s，誤碼率為0.00%。

基于FlexBus的ARM與FPGA通信案例 案例說明 案例功能：ARM端運行Linux系統(tǒng)，基于FlexBus總線對FPGA DRAM進行讀寫測試。 程序原理說明如下： ARM端：

通過FlexBus總線對FPGA DRAM進行讀寫測試。

支持通過參數設置數據包大小（每次循環(huán)數據包的數據均為新的隨機數）、數據傳輸的循環(huán)次數。

對讀寫的數據進行校驗，并打印誤碼率和讀寫速率。

FPGA端：

實現FlexBus Slave功能。

默認將FlexBus Master(ARM)發(fā)送的64KByte數據保存到FPGA DRAM。

FlexBus Master(ARM)讀取64KByte數據時，FPGA從DRAM讀取64KByte數據通過FlexBus傳輸給FlexBus Master(ARM)。

案例演示 請將創(chuàng)龍科技TL-AD-PGL25G模塊連接至評估板EXPORT接口，如下圖所示。

TL-AD-PGL25G模塊連接圖 請參考產品資料用戶手冊完成內核鏡像替換，并將FPGA可執(zhí)行程序固化至SPI FLASH。 執(zhí)行如下命令運行程序，ARM通過FlexBus總線寫入65536Byte隨機數據至FPGA DRAM，然后讀出數據、進行數據校驗，同時打印FlexBus總線讀寫速率和誤碼率，如下圖所示。 Target#./flexbus_rw -d /dev/spidev7.0 -s 100000000 -S 65536 -c 1000

從上圖可知，本次實測平均寫速率約為165MB/s，平均讀速率約為166MB/s，誤碼率為0.00%。