FPGA双处理器通信方案：分享存储器、邮箱核、串口与DMA解析

"双处理器通信方案的研习与策划" 在多处理器系统中，尤其是在基于FPGA的系统中，双处理器间的高效通信至关重要。本文档详细探讨了四种主要的双处理器通信方式，并针对特定系统需求提出了FIFO互联模块的概要设计方案。 首先，分享存储器通信是一种常见的方法，通过共享片上RAM实现数据交换。这种方法简单直接，但需要防止死锁，通常采用设置标志位或中断信号来同步两个处理器的读写操作。发送和接收进程必须在每个处理器上成对运行，确保双方协调一致地进行通信。 其次，邮箱核（mailbox）机制提供了一种更高级的同步方式，它包含两组互斥体，分别用于保证存储器的写入和读取操作的唯一性。邮箱核与片上RAM配合，适用于单向数据传输，具有良好的实时性和速度，但对数据结构有一定的要求。 串口通讯则依赖于串行通信设备，主设备和从设备通过发送读取或写入指令进行交互。这种方式对软件的依赖较小，但通信速度较慢，可能存在延迟，适合简单的双向通信。 最后，DMA（直接存储器访问）在处理大量数据时非常有效。它允许数据块的快速传输，减少处理器参与数据传输的时间，提高效率。 在分析了各种通信方式的优缺点后，文档提出了一个基于FIFO（先进先出）的互联模块设计方案。FIFO作为一种缓冲区，可以在处理器间提供非实时和实时数据交换。设计中，通过定制IP核来实现FIFO控制逻辑，包括读写控制寄存器。IP核的三个关键部分包括： 1. 非实时部分：在操作系统层面上，读取和写入FIFO数据，确保操作的正常进行，同时编写设备驱动来管理FIFO的读写状态。 2. 实时部分：确保在预设时间内完成数据的读取和写入，通过读取IP核中的控制寄存器实时监控FIFO状态。 3. 互斥访问：通过锁定机制防止多个处理器同时访问FIFO，保证数据完整性。 这份文档深入研究了双处理器通信的多种途径，并提出了一个适用于特定系统的FIFO互联模块设计，旨在优化通信效率和实时性能。