通过Altera FPGA系统实现FPGA接口的简化设计

通过Altera FPGA系统实现FPGA接口的简化设计

图 1：通过 Avalon 内存映射 (MM) 总线连接的典型 Altera FPGA 系统

图 4：DC2459A FPGA 系统方框图

图 5：Qsys GUI

一旦在 FPGA 中实现了设计，则 LinearLabTools 中提供的 Python 库包含两个函数以与设计接口：

这些函数的第一个参数是 Linduino 串行端口实例。第二个参数是外设在 Avalon 总线上的地址。这些函数分别接受和返还字节列表。编写这两个函数以在读和写 IP 时提供灵活性。如欲设定用于所提供实例的 NCO，则所需的就是 transaction_write 函数。

公式 1 用于确定频率控制字。

如欲把 NCO 设定至 1kHz 和一个 50Msps 采样速率，则频率控制字数值 = 85899。该数值用十六进制来表示即为 0x00014F8B，其作为一个 4 字节列表进行传递。于是，用于把 DAC 设定至 1kHz 的 Python 代码为：

transaction_write(linduino_serial_instance, 0, 0, [0x0,0x01,0x4F, 0x8B])

注：根据逻辑设计，PIO 的基地址为零。

图 6：Python Avalon 总线示例

提供了一个图 6 所示的简单 Python 脚本，以演示 FPGA 设计和 Python 脚本的接口。它包含一个简单的文本接口以配置 NCO。一个重要提示是 Avalon SPI 桥接器采用 SPI Mode 3。这是痛苦地通过反复试验而确定正确模式;并通过分析 Altera 实例中的 NIOS 处理器 SPI 接口进行验证。

总括来说，该实例项目展示了完全无需“接触”嵌入式处理器便可控制系统的能力。这让硬件工程师不必麻烦软件工程师就能在项目方面取得进展。这种方法的好处可以悄然地添加至 FPGA，并不会影响原始设计。硬件工程师可以把精力集中在硬件上。

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