STM32F4系列是基于ARM Cortex-M4内核的微控制器,广泛应用于嵌入式系统设计。在本文中,我们将深入探讨如何使用STM32F4的FSMC(Flexible Static Memory Controller)接口与FPGA(Field-Programmable Gate Array)进行16位数据总线交互,模拟ZYNQ SoC中的PS(Processing System)与PL(Programmable Logic)通过AXI(Advanced eXtensible Interface)进行通信的方式。 FSMC是STM32F4微控制器提供的一种灵活的静态存储器控制器,它能够支持多种类型的外部存储器,如SRAM、NOR Flash等。在与FPGA交互时,FSMC可以通过配置其接口来模拟不同的总线协议,比如16位的数据总线宽度,这与ZYNQ SoC的PS与PL之间AXI总线的交互类似。 ZYNQ SoC是由Xilinx公司推出的集成了处理系统和可编程逻辑的片上系统,其中PS负责处理复杂的计算任务,而PL则可以定制化实现各种硬件加速器。在ZYNQ中,PS与PL之间的通信通常通过高速的AXI接口进行,该接口支持多通道、多数据宽度,以及事务级的通信协议,能够高效地传输大量数据。 在STM32F4上实现类似的交互,我们需要配置FSMC的参数以匹配FPGA的接口需求。这包括设置数据线宽度、地址线宽度、等待状态、读写时序等。此外,还需要编写相应的控制逻辑,使得STM32F4能够正确地发出读写命令,并接收FPGA返回的数据。 FPGA开发方面,我们需要设计一个接口模块,该模块能够识别并响应STM32F4通过FSMC发送的命令。FPGA的接口模块应包含接收和发送数据的逻辑,以及处理控制信号(如读/写使能、片选信号等)的电路。在处理数据交互时,需要确保与FSMC的时序协调一致,避免出现数据丢失或错误。 在实际应用中,我们可能还会遇到一些挑战,例如信号同步问题、电气特性匹配、以及错误检测和恢复机制。为了解决这些问题,我们可以使用同步电路、信号调理电路,以及在软件层面实现错误检查和重试机制。 为了进行实践操作,提供的"28_fsmc"文件很可能包含了一部分示例代码或项目文件,用于指导如何配置FSMC和FPGA接口。这些资源可以帮助我们更好地理解和实现STM32F4与FPGA的交互。 STM32F4使用FSMC与FPGA进行交互是一种常见的嵌入式系统设计技术,它涉及到微控制器的外设配置、FPGA的设计和两者之间的时序协调。通过这样的交互,我们可以利用FPGA的灵活性来实现高性能的计算任务,同时利用STM32F4的低功耗和易用性进行系统控制,从而构建出功能强大且高效的嵌入式系统。
2024-07-27 15:51:33 4.33MB stm32 fpga开发
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【特权同学】的FPGA图像采集及显示工程文件是一份涉及数字系统设计的重要资源,主要应用于FPGA(Field-Programmable Gate Array)开发领域。FPGA是一种可编程逻辑器件,能够根据用户的需求进行硬件配置,广泛应用于图像处理、通信、嵌入式系统等众多领域。这份工程文件将涵盖以下几个关键知识点: 1. **图像采集**:图像采集是系统的第一步,通常通过摄像头或其它传感器完成。在FPGA中,图像采集可能涉及到ADC(模拟到数字转换器),它将模拟信号转换为数字信号,以便FPGA可以处理。此外,还可能涉及同步时序控制,如像素时钟和行/场同步信号的生成。 2. **数据接口协议**:常见的图像传感器接口有MIPI CSI-2、LVDS、SPI、Parallel等。理解并实现这些接口对于从传感器获取数据至关重要。例如,MIPI CSI-2是一种高速串行接口,常用于手机和嵌入式设备中的图像传感器。 3. **图像处理**:FPGA在图像处理中可以执行多种操作,如色彩空间转换(RGB to YCbCr)、滤波(如均值滤波、中值滤波)、缩放、旋转等。这些处理可以通过并行计算能力高效地在FPGA中实现。 4. **显示接口**:处理后的图像需要通过某种显示接口传输到显示器。常见的显示接口有LVDS、HDMI、VGA等。在FPGA设计中,需要理解和实现这些接口的时序特性,确保图像数据正确无误地传输。 5. **存储器管理**:FPGA中的图像数据通常需要临时存储,这就涉及到BRAM(Block RAM)或分布式RAM的使用。合理分配和管理内存资源对于实现高效的数据流处理至关重要。 6. **VHDL/Verilog编程**:FPGA设计通常使用硬件描述语言(HDL)如VHDL或Verilog进行编程。掌握这两种语言的基本语法和高级特性,如状态机、数据并行处理、IP核复用等,是实现图像采集和显示的关键。 7. **IP核使用**:FPGA厂商通常提供预封装好的IP核,如ADC控制器、MIPI CSI-2接收器、HDMI发送器等。利用这些IP核可以快速构建复杂的系统,并减少设计错误。 8. **仿真与调试**:在实现设计前,通常需要使用硬件描述语言的仿真工具进行功能验证。而在硬件上运行时,可能还需要借助JTAG或其它调试工具进行在线调试。 9. **综合与配置**:完成设计后,需要使用Synthesis工具将HDL代码转化为逻辑门电路,并通过Place and Route工具布局布线,最后生成配置文件下载到FPGA。 10. **实时性能优化**:在满足功能需求的同时,还需要关注系统的实时性能,如图像处理速率、功耗和面积效率等,这可能需要不断迭代优化设计。 【特权同学】的FPGA图像采集及显示工程文件涵盖了从图像采集、处理到显示的全过程,是学习和实践FPGA开发,特别是图像处理应用的宝贵资料。通过深入研究和实践,开发者可以提升对FPGA硬件设计、接口协议、图像处理算法以及HDL编程的理解和应用能力。
2024-07-10 14:46:02 113.82MB fpga开发
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使用FPGA读取DS1302,·实现万年历的显示,利用按键对DS1302的时间数据进行修改,并且再修改时,在相应的数据进行闪烁显示,来利用状态机进行显示数据的切换与修改, key1:修改选择按键,此键的功能是按动后,数码管显示的相应数据进行闪烁,并配和key2和key3按键进行数据修改。 key2:数据加按键。此键的功能是在正常时间显示模式下切换成日期和星期显示,在修改(年月时分秒周)状态下,对数据进行加一操作 key3:数据减按键。此键的功能是在正常时间显示模式下切换成12时或者24时,在修改(年月时分秒周)状态下,对数据进行减一操作。 key4:负责整个系统的复位。
2024-07-07 13:44:14 10.15MB fpga开发
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【FPGA图像拼接融合1】是一个关于使用Field-Programmable Gate Array(FPGA)进行图像处理的项目,特别是图像拼接与融合的技术。在本文中,我们将深入探讨FPGA在这一领域的应用,以及如何利用它来实现高效、实时的图像处理。 FPGA是一种可编程逻辑器件,它允许用户根据需求定制硬件电路。相比于传统的CPU或GPU,FPGA在并行处理和低延迟方面具有显著优势,尤其适合于图像处理这类数据密集型任务。在图像拼接和融合中,FPGA可以快速处理大量像素信息,实现实时的图像分析和合成。 图像拼接是将多张视角相近的照片合并成一张大图的过程,常用于全景摄影。这个过程中涉及的关键技术包括图像对齐、特征匹配、透视校正等。在FPGA上实现这些功能,可以通过硬件描述语言(如VHDL或Verilog)编写定制的逻辑电路,以实现高速的图像处理流水线。 特征匹配是图像拼接中的关键步骤,FPGA可以加速SIFT(尺度不变特征变换)、SURF(加速稳健特征)或其他特征检测算法的执行。这些算法能识别出不同图像间的相似特征,为后续的图像对齐提供依据。 图像对齐则需要进行像素级别的映射,通常使用刚性变换或仿射变换。在FPGA上,可以设计专用的硬件模块来计算变换矩阵,并快速应用到每个像素上,确保拼接后的图像无缝衔接。 接下来是图像融合,它旨在结合多张图像的信息,提升图像的质量和细节。常见的融合方法有加权平均法、基于梯度的融合等。FPGA可以并行处理多个输入图像,实时计算权重并进行融合操作,提供优于软件实现的性能。 在FPGA-Build-main这个项目中,可能包含了实现上述功能的源代码、配置文件和测试平台。使用者可能需要一个开发环境,如Xilinx的Vivado或Intel的Quartus,来编译、仿真和下载代码到FPGA硬件上。此外,为了验证和调试,项目可能还提供了示例图像和测试脚本。 FPGA图像拼接融合项目展示了FPGA在高速图像处理中的潜力,通过硬件优化实现了图像处理算法的高效执行,对于需要实时处理大量图像的应用场景,如无人机航拍、机器人视觉等,具有重要价值。理解并掌握这样的技术,对于深入学习FPGA开发和图像处理领域都是至关重要的。
2024-07-07 11:54:54 31.59MB fpga开发
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(详细项目内容请看对应博客正文,本资源为对应项目工程,含仿真文件) 一、项目要求 1.输入报文长度64~2048字节; 2.输入报文之间最小间隔为两拍; 3.输出报文的前两拍添加16bit报文长度信息;第1拍为报文长度高8位;第2拍为报文长度低8位;第3拍开始为输入报文; 二、项目方案 1. 要求输出报文,且报文输出在报文长度输出之后,所以需要先对输入报文进行缓存,根据输入报文的位宽和长度范围,此处选择合适的同步FIFO即可;(如果是IC,那么就需要自己写FIFO,可以参考本博客的FIFO介绍) 这里项目提出了第1个要求,掌握FIFO的使用。 2. 要求输出报文长度,所以需要对输入报文长度进行计数,并将其缓存; 此处有坑,若只用寄存器对长度进行缓存,存在被后续报文长度覆盖的风险,故需要第2个FIFO对报文长度进行缓存。 3. 要求先输出报文长度然后紧跟着输出报文,此处需要对时序进行设计,需要掌握FIFO的读写时序,需要理解fpga的时钟沿采样。 理解:时钟沿采样及数据下一时钟沿变化。
2024-07-04 15:30:25 31.18MB fpga开发 FPGA项目 Verilog
CAN(Controller Area Network)总线是一种广泛应用在汽车电子和工业自动化领域的串行通信协议,具有高可靠性、实时性以及错误检测能力。Xilinx FPGA(Field Programmable Gate Array)是可编程逻辑器件,常用于实现复杂数字系统,包括网络通信协议如CAN。在本项目中,我们将探讨如何使用Xilinx FPGA和Vivado设计套件来实现CAN IP( Intellectual Property核),以进行CAN总线通信。 CAN IP是预设计的硬件模块,它实现了CAN协议的物理层和数据链路层功能。在Xilinx FPGA中,可以使用Verilog语言编写这种IP核。Verilog是一种硬件描述语言,允许工程师以类似于软件编程的方式描述数字系统的硬件行为。 Vivado是Xilinx提供的集成设计环境,它包括了开发FPGA项目的全部流程,从设计输入、综合、布局布线到仿真和硬件编程。在Vivado中,可以通过IP Integrator工具将预先设计好的CAN IP核与用户自定义的Verilog模块集成,创建一个完整的系统。 在本项目中,源码“利用实现总线通信源码直接可用注释清晰实.html”和“利用实现总.txt”可能是详细的设计文档或者源代码部分,它们提供了CAN IP的实现细节和使用指南。源代码通常会包含CAN控制器的接收和发送状态机、错误检测和处理机制、以及与FPGA外部接口的连接逻辑。注释清晰的代码有助于理解和调试设计。 在Verilog代码中,你会看到如下的结构: 1. CAN控制器:管理CAN帧的发送和接收,包括位填充、位错误检测、帧错误检测等。 2. 时钟和同步:由于CAN总线是同步通信,所以需要精确的时钟管理和同步逻辑。 3. 总线接口:连接到物理层,实现CAN信号的电平转换和传输。 4. 用户接口:提供简单的API(Application Programming Interface)供上层应用调用,例如发送和接收函数。 在Vivado中实现这个设计,你需要完成以下步骤: 1. 创建一个新的Vivado工程,并添加CAN IP核到工程中。 2. 使用IP Integrator配置CAN IP参数,如波特率、数据位数等。 3. 集成用户逻辑,将CAN IP与你的应用接口相连。 4. 进行功能仿真以验证设计正确性。 5. 生成比特流文件并下载到FPGA中。 6. 实际硬件测试和调试。 在FPGA开发中,了解CAN总线协议规范(如ISO 11898)以及Verilog编程至关重要。此外,Vivado的使用技巧和经验也是成功实现的关键,例如合理优化资源使用、掌握调试工具的使用等。通过这个项目,你可以深入理解CAN总线通信的硬件实现,并且掌握在FPGA上实现网络协议的方法。
2024-07-03 16:16:57 2KB 网络 网络 fpga开发 网络协议
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本系统以只能交通系统为目标进行系列的应用开发,主要实现了图像数据的获取和预处理,车牌识别算法的设计,识别结果的图形化展示三个主要功能,形成了一个较为完整的车牌识别系统。在设计初期,我们利用Arm Cortex-M3 DesignStart处理器在可编程逻辑平台上构建片上系统,实现图像采集,图像处理和人机交互功能;之后是在FPGA平台上设计车牌识别的算法,使用流水线结构,实现车牌中字符的识别;最后是将识别的结果传输到LCD屏上进行显示,并通过ESP8266 WIFI模块将数据发送到APP端进行显示。
2024-07-02 20:32:43 154.95MB fpga开发 arm
FPGA 硬件电流环 基于FPGA的永磁同步伺服控制系统的设计,在FPGA实现了伺服电机的矢量控制。 有坐标变换,电流环,速度环,位置环,电机反馈接口,SVPWM。 Verilog 一种基于FPGA的永磁同步伺服控制系统,利用FPGA实现了对伺服电机的矢量控制。这个系统涉及到坐标变换、电流环、速度环、位置环、电机反馈接口以及SVPWM等关键技术。 FPGA(现场可编程门阵列):FPGA是一种可编程逻辑器件,它由大量的逻辑门、存储单元和可编程互连组成。通过在FPGA上配置不同的逻辑电路,可以实现各种功能,包括数字信号处理、控制系统等。 永磁同步伺服控制系统:永磁同步伺服控制系统是一种用于驱动永磁同步电机的控制系统。它通过对电机的电流、速度和位置进行控制,实现对电机的精确控制和定位。 伺服电机矢量控制:伺服电机矢量控制是一种先进的电机控制技术,通过对电机的磁场矢量进行控制,实现对电机的精确控制和定位。它可以提供更高的控制精度和动态性能。 坐标变换:坐标变换是指将一个坐标系中的信号或数据转换到另一个坐标系中。在永磁同步伺服控制系统中,坐标变换常用于将电机的三相电流转换到矢量控制所需
2024-07-01 20:54:59 81KB fpga开发
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基于FPGA和STM32的相位差测量源码,初学时所写代码,理解有限,仅供参考,能够学习交流,博主工作进入正轨,鲜有时间编写回复博客。
2024-07-01 09:52:44 58.22MB stm32 fpga开发
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ISA(Industrial Standard Architecture)总线,也称为PC/104总线,是早期IBM个人电脑中的一个重要组成部分,尤其在工业控制系统和嵌入式系统中广泛使用。它始于1981年的IBM PC,最初是8位总线,后来发展为16位。ISA总线在IBM PC-AT中首次实现16位结构,但因为IBM并未提供严格的时序规范,导致了兼容性问题。因此,随着时间的发展,尽管出现了如EISA(Extended Industry Standard Architecture)这样的扩展标准,但至今并没有一个统一的ISA总线规范。 ISA总线的结构形式分为8位卡和16位卡两种,8位卡和16位卡在计算机内部的布局有所不同,它们通过特定的连接器与主板相连,提供地址、数据和控制信号。 ISA文献主要包含两个规范:EISA Specification, Version 3.12,定义了ISA总线规范以及32位扩展;另一篇是IEEE Draft Standard P996,描述了标准PC类系统的机械和电子规范。此外,还有如ISA & EISA Theory and Operation 和 ISA System Architecture 这样的书籍,为开发者提供了详细的理论和操作指南。 ISA总线信号包括系统地址(SA19-SA0)、未锁存地址(LA23-LA17)等,用于确定内存和I/O设备的地址。地址信号在BALE(Bus Address Latch Enable)为高时有效,并由BALE的下降沿锁定。AEN(Address Enable)信号在DMA传输时起到重要作用,指示地址线是否有效。 PC/104结构形式与ISA板类似,但尺寸更小,且增加了A32/B32; C0/D0; C19/D19引脚,这些引脚在PC/104总线中全部接地。PC/104总线兼容ISA信号定义,但提供了更高的密度和更紧凑的接口,更适合嵌入式系统。 在FPGA开发中,理解ISA总线规范和信号时序至关重要,因为它允许开发者设计出能够与传统ISA接口兼容的硬件模块。通过FPGA,可以实现ISA总线的模拟,从而创建ISA扩展板或Bus Master,实现对总线的控制和数据传输。这在需要与旧有系统接口或者需要在现有ISA基础上进行扩展的项目中非常有用。 总的来说,ISA总线是一种历史悠久的接口标准,虽然现在已经逐渐被PCI、PCI-X、PCI Express等更现代的标准所取代,但在维护和升级旧系统,以及特定领域的嵌入式应用中,对ISA的理解和应用仍然不可或缺。开发者需要掌握ISA的信号定义、时序规则以及连接器的使用,以便在设计中确保与ISA总线的正确交互。
2024-06-28 18:27:03 1.01MB fpga开发
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