第12章MCU與FPGA片上系統(tǒng)開發(fā)ppt課件

1、第第12章章 MCU與與FPGA片上系統(tǒng)開發(fā)片上系統(tǒng)開發(fā) 12.1 FPGA擴(kuò)展擴(kuò)展MCU開發(fā)技術(shù)開發(fā)技術(shù) 12.1.1 FPGA擴(kuò)展方案及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)擴(kuò)展方案及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) 12.1 FPGA擴(kuò)展擴(kuò)展MCU開發(fā)技術(shù)開發(fā)技術(shù) 12.1.1 FPGA擴(kuò)展方案及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)擴(kuò)展方案及其系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù) 1. 單片機(jī)與單片機(jī)與FPGA的口線連接的口線連接 2. FPGA測(cè)控對(duì)象的接口安排測(cè)控對(duì)象的接口安排 3. 單片機(jī)與液晶顯示及鍵盤的接口單片機(jī)與液晶顯示及鍵盤的接口 4. 設(shè)計(jì)步驟與流程設(shè)計(jì)步驟與流程 12.1 FPGA擴(kuò)展擴(kuò)展MCU開發(fā)技術(shù)開發(fā)技術(shù) 12.1.2 基于單片機(jī)基于單片機(jī)IP軟核的

2、軟核的SOC設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 12.1 FPGA擴(kuò)展擴(kuò)展MCU開發(fā)技術(shù)開發(fā)技術(shù) 12.1.2 基于單片機(jī)基于單片機(jī)IP軟核的軟核的SOC設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 1. 基于基于FPGA的的SOC特點(diǎn)特點(diǎn) （1良好的抗干擾性能。良好的抗干擾性能。 （2良好的速度性能。良好的速度性能。 （3系統(tǒng)開發(fā)效率高。系統(tǒng)開發(fā)效率高。 （4系統(tǒng)升級(jí)便捷。系統(tǒng)升級(jí)便捷。 12.1 FPGA擴(kuò)展擴(kuò)展MCU開發(fā)技術(shù)開發(fā)技術(shù) 12.1.2 基于單片機(jī)基于單片機(jī)IP軟核的軟核的SOC設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案 2. 基于單片機(jī)核的基于單片機(jī)核的FPGA片上系統(tǒng)開發(fā)片上系統(tǒng)開發(fā) （1電平匹配。電平匹配。 （2阻抗匹配。阻抗匹配。 （3注意

3、高速注意高速PCB板的設(shè)計(jì)。板的設(shè)計(jì)。 （4鍵盤與顯示接口設(shè)計(jì)。鍵盤與顯示接口設(shè)計(jì)。 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.2.1 串進(jìn)并出串進(jìn)并出/并進(jìn)串出雙向端口擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)并進(jìn)串出雙向端口擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì) 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.2.1 串進(jìn)并出串進(jìn)并出/并進(jìn)串出雙向端口擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)并進(jìn)串出雙向端口擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì) 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.2.1 串進(jìn)并出串進(jìn)并出/并進(jìn)串出雙向端口擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)并進(jìn)串出雙向端口擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì) 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.2.2 8位四通道數(shù)據(jù)交換擴(kuò)展

4、模塊設(shè)計(jì)位四通道數(shù)據(jù)交換擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì) 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.2.2 8位四通道數(shù)據(jù)交換擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)位四通道數(shù)據(jù)交換擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì) 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.2.2 8位四通道數(shù)據(jù)交換擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)位四通道數(shù)據(jù)交換擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì) 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.2.2 8位四通道數(shù)據(jù)交換擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)位四通道數(shù)據(jù)交換擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì) 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.2.2 8位四通道數(shù)據(jù)交換擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)位四通道數(shù)據(jù)交換擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì) 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.

5、2.3 存儲(chǔ)器讀寫的存儲(chǔ)器讀寫的FPGA擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì) 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.2.3 存儲(chǔ)器讀寫的存儲(chǔ)器讀寫的FPGA擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì) 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.2.4 四通道四通道PWM信號(hào)發(fā)生器接口模塊設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器接口模塊設(shè)計(jì) 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.2.4 四通道四通道PWM信號(hào)發(fā)生器接口模塊設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器接口模塊設(shè)計(jì) 12.2 FPGA擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例擴(kuò)展方案設(shè)計(jì)實(shí)例 12.2.5 里薩如圖波形發(fā)生器擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)里薩如圖波形發(fā)生器擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì) 12.3 基于單片機(jī)核

6、的基于單片機(jī)核的FPGA片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)片上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12.3.1 單片機(jī)擴(kuò)展串進(jìn)并出單片機(jī)擴(kuò)展串進(jìn)并出/并進(jìn)串出模塊的并進(jìn)串出模塊的SOC設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 12.3 基于單片機(jī)核的基于單片機(jī)核的FPGA片片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12.3.1 單片機(jī)擴(kuò)展串進(jìn)并出單片機(jī)擴(kuò)展串進(jìn)并出/并進(jìn)串出模塊的并進(jìn)串出模塊的SOC設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 1. CPU核及其端口信號(hào)核及其端口信號(hào) （1） 單片機(jī)單片機(jī)CPU核文件。核文件。 （2單片機(jī)單片機(jī)CPU核工作時(shí)鐘。核工作時(shí)鐘。 （3） CPU核常用的控制信號(hào)。核常用的控制信號(hào)。 （4CPU核的存儲(chǔ)器總線及存儲(chǔ)器接口。核的存儲(chǔ)器總線及存儲(chǔ)器接口。 （5CPU核的核的I/O口。口。

7、 （6CPU核雙向核雙向I/O端口構(gòu)建。端口構(gòu)建。 12.3 基于單片機(jī)核的基于單片機(jī)核的FPGA片片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12.3.1 單片機(jī)擴(kuò)展串進(jìn)并出單片機(jī)擴(kuò)展串進(jìn)并出/并進(jìn)串出模塊的并進(jìn)串出模塊的SOC設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 2. CPU核工作存儲(chǔ)器核工作存儲(chǔ)器3. 擴(kuò)展模塊及其設(shè)計(jì)擴(kuò)展模塊及其設(shè)計(jì) 12.3 基于單片機(jī)核的基于單片機(jī)核的FPGA片片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12.3.1 單片機(jī)擴(kuò)展串進(jìn)并出單片機(jī)擴(kuò)展串進(jìn)并出/并進(jìn)串出模塊的并進(jìn)串出模塊的SOC設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 4. 鎖相環(huán)應(yīng)用鎖相環(huán)應(yīng)用 5. 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試 12.3 基于單片機(jī)核的基于單片機(jī)核的FPGA片片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)上系統(tǒng)設(shè)計(jì)

8、12.3.2 擴(kuò)展擴(kuò)展SRAM模塊的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12.3 基于單片機(jī)核的基于單片機(jī)核的FPGA片片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12.3.2 擴(kuò)展擴(kuò)展SRAM模塊的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12.3 基于單片機(jī)核的基于單片機(jī)核的FPGA片片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12.3.3 擴(kuò)展移相信號(hào)發(fā)生器模塊的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)擴(kuò)展移相信號(hào)發(fā)生器模塊的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12.3 基于單片機(jī)核的基于單片機(jī)核的FPGA片片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12.3.3 擴(kuò)展移相信號(hào)發(fā)生器模塊的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)擴(kuò)展移相信號(hào)發(fā)生器模塊的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 12-1單片機(jī)串口擴(kuò)展單片機(jī)串口擴(kuò)展FPGA片上系

9、統(tǒng)設(shè)計(jì)片上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12-2單片機(jī)數(shù)據(jù)交換單片機(jī)數(shù)據(jù)交換FPGA擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) 12-3擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的FPGA單片系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12-4四通道四通道PWM信號(hào)發(fā)生器及其信號(hào)發(fā)生器及其MCU控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12-5移相信號(hào)發(fā)生器和掃頻信號(hào)發(fā)生器的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)移相信號(hào)發(fā)生器和掃頻信號(hào)發(fā)生器的片上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12-6里薩如圖波形發(fā)生器的里薩如圖波形發(fā)生器的FPGA片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)片上系統(tǒng)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 12-7 脈寬脈寬/占空比占空比/等精度頻率多功能測(cè)試儀設(shè)計(jì)等精度頻率多功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 12-7 脈寬脈寬/占空比占空比/等精度頻率多功能測(cè)試儀設(shè)計(jì)等精度頻率多功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 12-7 脈寬脈寬/占空比占空比/等精度頻率多功能測(cè)試儀設(shè)計(jì)等精度頻率多功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 12-7 脈寬脈寬/占空比占空比/等精度頻率多功能測(cè)試儀設(shè)計(jì)等精度頻率多功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 接下頁(yè)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì) 12-7 脈寬脈寬/占空比占空比/等精度頻率多功能測(cè)試儀設(shè)計(jì)等精度頻率多功能測(cè)試儀設(shè)計(jì) 接下頁(yè)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)